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微库仑法测定原油盐含量的影响因素

2020-07-10杨利娟

石油研究 2020年3期
关键词:测定原油

杨利娟

摘要:在对微库伦法测定原油实验中,主要介绍实验原理、方法、仪器、试剂,对实验过程加以介绍,并对结果展开分析。

关键词:微库伦法;原油;盐含量;测定

引言:使用微库伦法对于原油内盐含量展开测定,样品需求量少、测定速度快、结果准确度高,能够探测出碳酸盐、硫酸盐、硫化物等对测定结果的影响,因此适合应用在原油加工环节脱盐工艺的应用。

一、实验原理和方法介绍

(一)原理

使用微库伦法对原油含盐量进行测定,原理为测量原油中各种无机氯盐,如:氯化钠、氯化银和氯化钙等。除氯盐之外,原油内还含有少量硫化物以及其他盐类,如碳酸盐和硫酸盐等,能够和银离子发生反应,生成沉淀,可能对氯离子的测量产生干扰。

(二)方法

选择1g样品原油,使用二甲苯进行稀释、加热等,之后利用乙醇将盐抽提出去,经离心之后,使用注射器对抽提液适量提取,之后注入适量含有Ag+的冰醋酸電解液,由电极补充Ag+,使用微库伦仪测定消耗电量,测得原油内含盐量。

(三)仪器

选择LC-4型号的微库伦仪、振荡器离心式管(10mL),容量瓶2个(容量分别为1000mL和2000mL)、注射器(1mL)、微量注射器2个(容积分别为50L和100L)、封闭针头1个(6号、长度为100mm)、温度为70℃~80℃的水浴[1]。

(四)试剂

标准液中:含盐量分别为0.20mg/L、2.0mg/L、10mg/L、50mg/L、100mg/L;电解液:使用浓度为70%冰醋酸的水溶液;抽提液为95%的乙醇,和水的体积比为1:3;选择无水碳酸钠的基准试剂;无水硫酸钠、过氧化氢(30%)、二甲苯等使用分析纯。

二、实验过程和结果分析

(一)实验过程

测定<3mg/L样品时,选择1档电流50A;测定3~100mg/L样品时,选择2档电流100A;测定>100mg/L样品选择3档电流300A。微库伦仪终点电位处于230~250mV,当电解池处于平衡状态时,处于240mV位置,此时可适当控制滴定速度,控制银离子浓度。实验过程将电压250mV逐次降低5mV,最后至230mV,基线较稳定,终点电位选择230mV。

(二)结果分析

1.碳酸盐因素影响

根据化学反应原理,分别配置浓度为50mL、500mL、1000mL和3000mLNa2SO4溶液,其中氯离子含量低于0.001%,分析对原油氯盐的测定结果影响。

结果为浓度为50mg/L的Na2SO4溶液中,含盐量为0.2mg/L;浓度为500mg/L的Na2SO4溶液中,含盐量为0.25mg/L;浓度为1000mg/L的Na2SO4溶液中,含盐量为0.35mg/L;浓度为3000mg/L的Na2SO4溶液中,含盐量为0.45mg/L,所有的测定结果<0.5mg/L,可忽略不计,因此可以得出,原油当中碳酸根对含盐量不会产生影响。

2.硫酸盐因素影响

根据化学反应原理,若存在硫酸盐,可能影响氯盐测定结果。实验过程分别配置浓度为50mg/L、500mg/L、1000mg/L、3000mg/L的Na2SO4溶液(其中氯离子浓度<0.01%),测定结果为50mg/L溶液中,含盐量<0.5mg/L,500mg/L溶液中,含盐量<0.5mg/L;1000mg/L溶液中,含盐量为11.6mg/L,3000mg/L溶液中,含盐量28.5mg/L。

为深入探究硫酸盐对氯盐结果的影响,分别将浓度为10mL、20mL、50mL、100mL的NaCl标准液和浓度为3000mLNa2SO4溶液进行混合,之后测定出NaCl回收率。

结果为浓度为10mL加标液氯化钠的回收率为94.3%、20mL加标液氯化钠的回收率为98.5%、50mL加标液氯化钠的回收率为96.2%、100mL加标液氯化钠的回收率为97.6%,符合SY/T0536-2008标准对中回收率为100%±10%的要求,因此,当原油当中含有较高浓度的硫酸盐时,对氯盐测定结果产生的影响较小。

3.硫化物影响因素

原油中含有硫化物,含量约为1%~5%。根据化学反应原理,当硫化物存在时,可能对测定结果造成影响。实验过程,按照SY/T0536标准,分别配置浓度为10mg/L和50mg/L硫化钠溶液。

测定结果为浓度10mg/L的硫化钠溶液中盐含量为2.46mg/L;浓度50mg/L的硫化钠溶液中盐含量为10.32mg/L。可以看出,当硫化物浓度较低时,对于测定结果的影响较大,所以,测定原油含盐量之前,需要将其中的硫离子去除,排除干扰[2]。

当反应生成的盐类难溶解时,利于反应进行。氯化银在水中溶解度高于在醋酸中的溶解度,实验过程常使用70%的醋酸作为电解液,减少AgCl溶解量。

通常,银离子和硫离子容易反应,能生成硫化银,影响结果。硫酸根的Pksp低于氯化银,因此银离子易于和氯离子发生反应,当硫酸盐含量较低时,对测定结果影响较小。碳酸银的Pksp高于氯化银,但反应处于酸性环境当中,醋酸酸性高于碳酸,此时根据反应原理,可知,碳酸盐存在与否不影响测定结果。

原油组成成分中,氯盐占据大部分的无机盐含量,微库伦法进行盐测定时,不受硫酸盐、碳酸盐等影响。但是硫离子的存在,对测定结果产生影响,因此,在测定之前,需要将其考虑其中。测定时,可向试液中滴加适量浓度为30%的双氧水,将硫离子氧化成硫单质,排除硫离子干扰。

4.抽提液影响因素

分析原油内的含盐量时,使用乙醇(1:3)作为抽提液,按照标准测定过程未考虑实际影响因素,但是具体分析时,更换乙醇可能导致结果波动,对于脱后原油分析产生影响。实验过程选择2个厂家提供的乙醇,对试剂空白值展开测定,第一个厂家中试剂测定结果分别为0.11mg/L、0.13mg/L、0.11mg/L、0.09mg/L,均值为0.11mg/L;第二个厂家中试剂测定结果为1.26mg/L、1.23mg/L、1.30mg/L、1.25mg/L,均值为1.26mg/L,因此可以看出第一个厂家乙醇实际空白值较小,若实验过程使用第二厂家的试剂,分析时将空白值减去,保证少含量样品结果的准确性。

结束语:总之,使用微库伦法对原油中盐含量测定时,需要对电解电流、终点电压合理选择,保证结果精准性,排除硫离子的干扰,关注样品处理和仪器调节等实验细节,加工原油过程提供数据保障。

参考文献:

[1]秦君霞,刘月萍,李晓迎.微库仑法测定原油盐含量的影响因素[J].河南化工,2017,34(05):50-52.

[2]李颖.微库仑法测定原油盐含量的分析与讨论[J].当代化工,2016,45(12):2913-2915.

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