目前，石油劣质化日趋严重，油品中的水分也不断增多，而水分对于石油产品的性能、运输储存等方面具有不同程度的影响
[1-3]。因此，水分含量的测定也成为评价油品性能的一个重要指标，如表 1 所列
[4-9]。近年来，测定石油产品水分主要有 4 种方法：蒸馏法、干馏减量法、气相色谱法和卡尔·费休法
[10-14]。前两种方法精度差且测定时间长，气相色谱法测定速度快，但准备工作很长；而卡尔·费休法具有测定过程简单、快速，专属性强、准确度高等优点
[15-18]，故作为油品水分测定的**方法。该方法经各G学者进一步研究和改进已成为G际上通用的水分测定法之一，也已广泛用于各类型石油产品水分的测定
[19-21]。本文通过实验分析，研究卡尔·费休法测定石油产品水分过程中不同因素的影响，并提出相应的措施，进一步完善和改进其在油品分析的应用效率，让测定过程更简单、更快速、更精确。
1 试验部分
1.1 仪器与试剂
石油产品标准的水分质量指标见表 1。
JF-3 型库仑法卡尔·费休水分仪(大庆市日上仪器制造有限公司)；卡氏试剂(默克化工技术(上海)有限公司)；三氯甲烷(分析纯，广州化学试剂厂) ；无水甲醇(分析纯，广州化学试剂厂)；正己烷(分析纯，广州化学试剂厂)
标准水（UP 高纯水）。
1.2 试验方法
滴定度标定：在标定模式下，准确移取 10.0μ L 标准水**滴定池中，待反应结束后输入标准水质量 ，仪器自动计算出卡尔·费休试剂的滴定度。选择工作模式，用 10.0μL 标准水进行反标定，当测定浓度为(100.00±2)%（质量分数）时，滴定度可采用。
样品的测定：根据油品的水分含量移取一定量的样品，将样品打入反应池中，待反应结束后，输入样品质量，仪器会自动计算出样品的水分含量（%或 mg/kg），平行测定 3 次，取平均值。
2 结果与讨论
2.1 测试环境湿度的影响
由于卡尔·费休试剂吸水能力较强，随着环境湿度的变化，样品在电解池中会出现滴定时间过长，导致测定结果偏高。
表 2 不同湿度对实验测定结果的的影响
Table 2 Effects of different humidity on the measurement results of experiment
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项目 |
相对湿度,% |
标样水含量,% |
测定结果,% |
相对偏差,% |
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1 |
45 |
0.046 8 |
0.043 9 |
-6.20 |
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2 |
50 |
0.046 8 |
0.044 5 |
-4.91 |
|
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3 |
65 |
0.046 8 |
0.052 2 |
11.54 |
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4 |
72 |
0.046 8 |
0.060 2 |
28.63 |
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5 |
80 |
0.046 8 |
0.067 8 |
44.87 |
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由表 2 可以看出，在样品含水量保证不变的情况下，随着实验环境中空气湿度的增大，测定结果的偏差也越来越大。
一般情况下不会产生明显的影响，但是在空气湿度较大的季节，影响明显。由于湿度大，样品容易吸收水分，并且进入实验系统的水汽聚集在滴定池的器壁上，使得整个滴定池壁变湿。随着滴定的进行，滴定池壁上的水将不断地参与反应，导致滴定终点延迟，测定结果偏高。另外，实验环境的湿度过大，卡氏试剂若密封不好，极易与空气中水分反应，导致其浓度变化快，测定结果不准确。
因此，为保证测定结果的准确性，要求实验环境湿度需要保持干燥，并且测定系统要尽可能密闭，防止水分渗入。可在滴定管上方安装干燥剂，并及时做好进样垫的更换工作，防止空气中的水分进入
系统，确保分析准确性。
2.2 样品均匀程度的影响
水分在石油产品中是非均匀分布的，尤其是轻质石油产品中，由于其密度比水小，大部分的水分沉在样品底部。因此，在使用卡尔·费休法测定水含量时，样品均匀程度对测定结果的准确性有很大的影响。本研究主要针对液体石油产品利用卡尔·费休法测定水含量时，样品均匀程度对其结果的影响。
由表 3 可以看出，在样品含水量、取样点和进样量保证不变的情况下，随着摇匀时间的延长，水分被均匀地分布样品中，测定结果的误差也越来越小，越接近样品的真实值。
表 3 不同摇匀时间对实验测定结果的影响
Table 3 Effects of different shake time on measurement results
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摇匀时间/min |
标样水含 |
测定结果,% |
相对偏差,% |
|
|
量,% |
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1 |
0.046 8 |
0.025 8 |
-44.87 |
|
|
3 |
0.046 8 |
0.035 7 |
-23.72 |
|
|
5 |
0.046 8 |
0.039 8 |
-14.96 |
|
|
8 |
0.046 8 |
0.043 1 |
-7.91 |
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10 |
0.046 8 |
0.044 3 |
-5.34 |
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表 4 未摇匀不同取样点下对实验测定结果的影响
Table 4 Effects of different sampling points on the determination result when not shak
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取样点 |
标样水含量,% |
测定结果,% |
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上部 |
0.046 8 |
0.019 8 |
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中部 |
0.046 8 |
0.031 1 |
|
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下部 |
0.046 8 |
0.068 1 |
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油品中的水分主要以游离态的形式存在，以粗颗粒非均匀分布，或漂浮于表面或沉于底部。由表 4 可知，油品在未摇匀情况下取样，取样点在样品上部时，由于水分沉于底部，测定结果会偏小，而取样点在样品下部时，结果会远远大于真实值。由此可见，样品的摇匀程度与**终结果的准确性有很大的关系。
因此，取样前要把样品充分混合均匀，取样点必须保证具有代表性。取样要迅速，避免样品因在空气中暴露过长而影响结果的准确性。
2.3 卡氏试剂的影响
卡氏试剂的浓度会因化学稳定性不好而发生变化，导致其滴定度也跟着变化，而卡氏试剂的滴定度是卡尔·费休测定水含量的关键参数。
由表 5 可以看出，随着时间的推移，卡氏试剂滴定度下降，是因为卡氏试剂受空气中水的影响，即测试环境的湿度的增大。由于卡式试剂稳定性随时间不断变化，所以测定新样品时，需要重新标定滴定度，并用卡氏试剂循环冲洗滴定管。
2.4 电极污染的影响
仪器使用电极为铂电极，其表面清洁度直接影响水含量的测定。在油品分析过程中，由于油质易附着在电极表面，造成电极污染，使仪器灵敏度降低，终点判断滞后，影响测定准确度。
从表 7 可以看出，电极被污染后仪器的测定准确度差，**大相对偏差达 53.17%，准确度偏低。而污染电极经过丙酮浸泡擦拭处理后，测定结果**小相对偏差为 1.5%，测量准确度明显提升。
表 7 电极处理前后测定结果
Table 7 Measurement results of electrode before and after
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标样 |
污染电极处理前 |
污染电极处理后 |
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测定结 |
相对偏差 |
测定结果 |
相对偏差 |
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水含量/% |
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果% |
/% |
/% |
/% |
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0.005 3 |
0.007 8 |
47.17 |
0.005 6 |
5.66 |
|
|
0.012 6 |
0.019 3 |
53.17 |
0.012 9 |
2.38 |
|
|
0.046 8 |
0.062 4 |
33.33 |
0.047 5 |
1.50 |
|
|
1.251 3 |
1.752 3 |
40.04 |
1.281 5 |
2.41 |
3 结 论
（1）电极是影响实验结果关键因素，为了使仪器处于**佳状态，平时应注意电极的维护和保养。
（2）由于卡尔·费休试剂有较强吸水能力和毒性，因此仪器应放置于通风、干燥的地方。
（3）样品分析应严格控制进样速度一致，取样要迅速，避免样品因在空气中暴露过长而影响结果的准确性。
（4）本方法具有操作简单，分析速度快，检测精度高等特点，适合于轻质石油产品中微量水的实时监控。
