卡尔费休库仑法测定奥里油中水分

奥里油产于委内瑞拉。在委内瑞拉的奥里诺科地带(Orinocobelt)蕴藏有大量的天然沥青,探明储量约有420 108t,以前由于异常粘稠难于开采利用。1988年,委内瑞拉与英国石油公司研究出乳化技术,采用注入乳化剂使沥青稀释采出地面,再送到乳化加工厂处理,使之形成约含70%油及30%乳化液(绝大部分为水)的非牛顿体新产品,取名为奥里油(ORIMULSION),主要供电厂发电使用。奥里油为水包油!型乳化油,油滴被表面活性剂包围形成亲水界面薄膜包裹,水为连续相,油为分散相。典型的奥里油中水含量一般在29% 2%(m)范围内。

奥里油于1996年开始进入我国,根据生产厂家提供的分析手册中的方法,测定水分为改进的蒸馏法(ASTMD4006)。即在蒸馏时先用较小的功率加热1h,蒸馏出大部分水后,再用稍大的功率加热至水分接受器中的水位不再变化。本方法很难避免油品因局部过热而引起突沸,导致试验失败。原因主要有:加入二甲苯后,溶液容易出现分层现象,下层的水容易突沸。另外,在蒸馏过程中,由于样品含水量较多,冷凝下的液滴滴入蒸馏液中,极易发生剧烈汽化现象,导致水分损失,试验失败。同时,试验时间比较长,蒸馏一次需要1.5h以上。

我们在试验中发现了蒸馏方法的不足,经查阅未发现国内关于奥里油水分测定的报道。经过试验,发现可以用卡尔费休库仑法解决奥里油的水分测定问题,方法简便、快速、精度较高。

这类仪器大致可分为两种,一种是电位法,另一种是库仑法,也叫电量法,我们根据已有的仪器,采用的是卡尔费休库仑法。

2.1 仪器与试剂

仪器:采用METTLERDL37型卡尔费休库仑法水分测定仪。此仪器的滴定池分为滴定杯(内加阳极液)以及内置滴定管(内加阴极液),内置滴定管内有一隔膜,检测电极为双铂电极,通过测量电解产生碘的电量来计算水分,因为在卡尔费休反应中,碘能与水定量反应。测定时,试样加在滴定杯的阳极液中。

试剂:所需试剂为无吡啶卡尔费休试剂(分阴极液和阳极液,阳极液中溶剂为甲醇,pH缓冲剂为二乙醇胺)、氯仿(分析纯)和无水甲醇(分析纯)。2.2 测定步骤

配制氯仿/甲醇混合溶液A:取300ml氯仿加100ml无水甲醇,均匀混合。放于一干燥玻璃瓶中,注意密封。

配制油样溶液B:取约100ml混合溶液A,准确称量其重量(m1),再准确称量约1g奥里油样品(m2),放入混合溶液中,摇匀,油样应该能够完全溶解于此溶液。

吸取混合溶液A约1~2ml,测定其水含量W1。用DL37测定时,只要在仪器的参数中输入样品的质量,则可选择仪器给出用质量分数表示的结果。吸取油样溶液B约0.5ml,测定其水含量W2。用下列公式计算样品含水量WS。

WS=

(m1+m2)W2-m1W1

2 卡尔费休库仑法测定的步骤

卡尔费休法是一种经典的检测样品中水含量的化学分析方法,随着现代科技的发展,一些仪器公司先后式中:WS为油样中水的质量分数,%;W1、W2分别为质量分数,%。