油水混合檢測(cè)之困？近紅外光譜儀定義工業(yè)監(jiān)測(cè)新高度

油和水是兩種常見(jiàn)的物質(zhì)，由于其密度和極性的差異，通常情況下互不相溶。然而，在許多工業(yè)過(guò)程、環(huán)境監(jiān)測(cè)和日常應(yīng)用中，油和水可能會(huì)混合在一起，形成油中水或水中油的乳狀液或混合物。在實(shí)際應(yīng)用中，輸油管道中3%的含水量就足以引發(fā)設(shè)備腐蝕，江河表面0.01mm的油膜將會(huì)造成生態(tài)災(zāi)難。因此準(zhǔn)確檢測(cè)和量化油中水和水中油對(duì)于保證產(chǎn)品質(zhì)量、保護(hù)設(shè)備、評(píng)估環(huán)境影響至關(guān)重要。

本文將按照水中油和油中水的定義、含量過(guò)高帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)與測(cè)量方法為大家講解。

水中油

水中油 (O/W)是指油作為分散相均勻分散在連續(xù)的水相中。  

理想情況下，油分子以溶解狀態(tài)分散于水中，但實(shí)際中油在水中的溶解度極低（通常僅為ppm級(jí)），僅微量極性油分子可能部分溶解。一旦水中油超過(guò)溶解度，油會(huì)以微小液滴（粒徑通常<20 μm）形式分散，形成乳濁液，使水體呈現(xiàn)渾濁或乳白色。隨著油濃度進(jìn)一步增加，微小油滴逐漸聚集成更大液滴（>100 μm），最終因密度差異上浮分層，形成肉眼可見(jiàn)的游離油層。

水中油含量過(guò)高，可能會(huì)導(dǎo)致設(shè)備堵塞，乳化油粘附在濾材、膜表面，降低處理效率；根據(jù)《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定，一級(jí)排放限值油類≤5 mg/L，二級(jí)≤10 mg/L，部分行業(yè)（如石化）要求更嚴(yán)（≤3 mg/L），水中油含量過(guò)高將會(huì)導(dǎo)致排放超標(biāo)處罰，這對(duì)于品牌聲譽(yù)也有一定影響，影響招投標(biāo)與客戶合作；含油水受熱分解會(huì)產(chǎn)生酸性物質(zhì)，加速管道腐蝕；

油中水

油中水 (W/O)是指水作為分散相均勻分散在連續(xù)的油相中。

理想情況下，水是保持溶解狀態(tài)的，在油中分散成一個(gè)個(gè)分子。一旦油中水達(dá)到飽和，就會(huì)分散成微小的液滴，形成乳濁水，使油變得渾濁。隨著水濃度的繼續(xù)增加，最終以游離水的形式聚集在油中。

油中水的含量升高，將使設(shè)備性能劣化，水分破壞潤(rùn)滑油粘度和油膜強(qiáng)度，潤(rùn)滑系統(tǒng)失效。有關(guān)數(shù)據(jù)顯示在含水率＞500 ppm時(shí)，軸承磨損速率將提高5-8倍；設(shè)備絕緣性能下降，水分降低油品介電強(qiáng)度，引發(fā)短路風(fēng)險(xiǎn)；數(shù)據(jù)顯示，含水率每增加100 ppm，油品氧化壽命縮短25% ；水導(dǎo)致橡膠密封圈溶脹老化，引發(fā)漏油且為微生物提供生長(zhǎng)環(huán)境，形成生物膜堵塞濾芯；在寒冷環(huán)境下，游離水結(jié)冰堵塞油路可能會(huì)導(dǎo)致設(shè)備的突發(fā)故障，增加換油成本（單次費(fèi)用可達(dá)數(shù)萬(wàn)元）和產(chǎn)能損失。  

水中油和油中水的檢測(cè)方法

現(xiàn)有水中油的測(cè)量方法主要是紫外熒光原理，該方法存在局限性，只能檢測(cè)芳烴油，對(duì)含有烯烴、烷烴等多種成分的煉廠油的測(cè)量并不全面。

測(cè)量油中水的方法有很多，包括但不限于卡爾費(fèi)休滴定法、電容法、微波法?？栙M(fèi)休滴定法需人工取樣，無(wú)法實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、需定期購(gòu)買(mǎi)卡爾費(fèi)休試劑，成本較高。加之某些油品（如含硫油）可能干擾反應(yīng)。無(wú)法應(yīng)用于現(xiàn)場(chǎng)；電容法精度有限：僅適用于高濃度（＞0.1%），無(wú)法區(qū)分溶解水與游離水。不同油品介電常數(shù)差異大，需頻繁校準(zhǔn)；微波法低靈敏度：不適用于微量水且安裝復(fù)雜，需定制化探頭設(shè)計(jì)，適配管道尺寸。

針對(duì)上述痛點(diǎn)，楚一測(cè)控，推出了 在線近紅外水中油光譜儀 ，在線近紅外油中水光譜儀兩款產(chǎn)品?；诮t外散射原理，采用散射光和透射光比值，（區(qū)別于只用散射光或只用透射光測(cè)量，精度較低）測(cè)量。

儀器的檢測(cè)方法:

測(cè)量時(shí)，穩(wěn)定的光源發(fā)射光線穿過(guò)待測(cè)樣品池，傳感器放置在與發(fā)射光成一定角度的位置上，用于檢測(cè)散射光的強(qiáng)度。

當(dāng)光射入樣品時(shí)，產(chǎn)生的散射光強(qiáng)度與樣品的注度在一定濃度范圍內(nèi)成正比。

通過(guò)測(cè)量散射光和透射光的比值，提升了測(cè)量精度，能夠全面測(cè)量水中油/油中水。

在線近紅外水中油光譜儀 、在線近紅外油中水光譜儀的優(yōu)勢(shì)

無(wú)試劑，不稀釋，瞬間出結(jié)果，耐污染設(shè)計(jì)，內(nèi)嵌式藍(lán)寶石窗口，耐腐蝕且大大降低清洗維護(hù)的需求，可根據(jù)樣品濃度標(biāo)定水含量，內(nèi)置變送器，直接輸出RS485或4-20mA隔離信號(hào)，遠(yuǎn)距離傳輸更穩(wěn)定、準(zhǔn)確，出廠前經(jīng)過(guò)帶壓老化測(cè)試和預(yù)校準(zhǔn)，確保探頭穩(wěn)定可靠。光強(qiáng)自動(dòng)調(diào)節(jié)，避免因光源衰減造成檢測(cè)精度降低，長(zhǎng)達(dá)3萬(wàn)小時(shí)的超長(zhǎng)壽命光源，確保長(zhǎng)期使用穩(wěn)定。