原油中鹽含量的電導法測定

李高何，康永紅

（陜西延長石油（集團）有限責任有限公司永坪煉油廠，陜西延安 717208）

我國能源分布的結構特點為“富煤、少油、貧氣”，而原油又是一種不可再生的能源，它主要是烷烴、環烷烴、芳香烴和烯烴等多種液態烴的混合物。原油經過深加工能夠得到人們日常生活中需要的汽油、柴油和潤滑油等，因此充分了解原油深加工過程中的影響因素對原油的充分利用起到至關重要的作用，其中原油中鹽含量就是一個重要指標。而各種原油中鹽的存在形式主要以NaCl、MgCl2和CaCl2等氯化物的形式存在[1-5]，這些氯化物在原油加工過程中會影響加熱爐的效率和換熱效果，堵塞管路；氯鹽水解產生氯化氫，腐蝕設備；鹽大多殘留在渣油和重餾分中，直接影響產品質量，因此鹽含量的準確測定對最終的產品質量有重要的影響。目前國內測定原油中鹽含量的方法主要有電位滴定法、電量法和電導法，本文結合國標和煉油廠的實際情況提出用電導法來測定原油中鹽的含量。電導法的主要原理是利用原油的電導值與原油中鹽含量存在一定的比例關系，利用相關曲線得到鹽的含量。

1 原油含鹽電量法和電導法的比較

1.1 電量法和電導法的原理

電量法測定原油中鹽含量的原理如圖1所示，電量法測定鹽含量是根據法拉第定律，利用電解液中銀離子消耗的電量從而得到原油中鹽的含量，本原理利用的電解液為含有銀離子的醋酸電解液，利用陰離子與氯離子能夠發生反應而實現的。

圖1 電量法原理

電導法測定原油中鹽含量主要是依據是隨著原油中電解質濃度的不同，溶液的導電程度也不同，利用電導率來測定電解質中金屬離子的濃度，從而推算出原油中鹽的含量。

1.2 電導法和電量法的測定性能比較

電導法和電量法的測定性能比較如表1所示，從表1可以看出，電導法的操作最簡單，用時是電量法的1/4，能快速地向裝置反饋脫鹽的效果，使用的直餾汽油為自產，成本小。電量法不僅分析耗時長，在實際的操作中，還需要消耗大量的醋酸電解液、石腦油等溶劑，以及含有數控注射器、六通閥等運動部件，運行成本較高，并需要專業的維護人員進行定期維護，維護成本很高。因此，結合實際情況，原油中鹽含量測定過程選用了電導法。

表1 電導法和電量法的測定性能比較

2 實驗結果與討論

2.1 電導法的測定步驟

電導法測定原油中鹽含量的步驟如圖2所示。首先打開電源開關，使電導率儀預熱15min；然后進行空白實驗，100mL錐形燒加入約20mL直餾汽油潤洗，傾倒出潤洗液，然后向錐形瓶里加入25mL直餾汽油，加25mL無水乙醇，再將錐形燒瓶置于電磁攪拌器上攪拌2min，然后在預熱好的電導率儀上測試空白值；其次進行原油實驗，準確稱取混合均勻（若凝固需要加熱融化）的原油試樣（5.0±0.1）g于清潔、干燥的100mL錐形燒中。加直餾汽油25mL，將錐形燒瓶置于電磁攪拌器上攪拌2min；待試樣混合均勻后，再準確加入無水乙醇25mL，并繼續攪拌2min；最后停止攪拌，立即將電極插入溶液中，測定溶液電導值。

圖2 電導法測定步驟

2.2 實驗過程及數據處理

（1）配制標準氯鹽溶液：模擬原油中鹽的種類及組成：稱取3.4664g氯化鈉，0.6666g氯化鈣，0.3310g氯化鎂于50mL燒杯中，用蒸餾水溶解后并轉移、定容至1 000mL容量瓶中，此溶液含氯鹽4.444mg/mL。

（2）制備無鹽原油：稱取脫后原油100g于500mL燒杯中，用300mL汽油將原油洗入1 000mL的分液漏斗中，加入5mL丙酮和加熱沸騰稍冷的200mL蒸餾水，用力搖10min，靜置分層濾去底部的水層，根據氯離子與銀離子反應產生白色氯化銀沉淀的現象，用硝酸銀溶液檢驗水層直至不產生沉淀為止，此時，得到不含鹽的原油。

（3）收集數據：25mL直餾汽油和25mL無水乙醇混合均勻測得溶液電導值為空白值；稱取處理好的無鹽原油15.8g于100mL錐形瓶中，攪拌2min；再加10mL直餾汽油和25mL無水乙醇，再攪拌2min，待溶液溶解均勻后測量電導值，以后每次加入標鹽2μL，攪拌均勻后測電導值，記錄多組數據。

（4）繪制工作曲線：收集的多組數據所測的電導值減去空白值為縱坐標，并以相應的氯鹽為橫坐標，繪制工作曲線。本實驗室在2020年9月制作的原油含鹽——電導值的工作曲線圖如圖3所示。

圖3 原油含鹽——電導值的工作曲線

2.3 日常檢測過程的優化

1#原油標準工作曲線投入生產使用后，隨機抽取了2020年11月的本廠一常壓和二常壓脫后原油含鹽數據，繪制脫后原油含鹽的數據折線圖如圖4所示。

圖4 常壓脫后原油含鹽折線圖

由圖4可知，雖然電導法測定原油脫后含鹽量小于等于3mg/L，但是等于3mg/L數值也有，可見電導法測定有一定的局限性。因此，優化檢測過程是積極的嘗試和實驗的重點，為此，總結了影響實驗過程或結果的注意事項，為數據的可靠性奠定了基礎，也為降低設備的腐蝕性提供數字依據。優化措施如下：①多次實驗發現添加劑無水乙醇、直餾汽油批次質量對測定結果有很大影響，主要影響空白實驗，間接影響測量結果，為此，要求空白值，要求每次空白值小于0.3mg/L，否則更換其中任何一種添加溶劑直至滿足要求；②直餾汽油存放時間過長或過濾不當，出現顏色變黃或有雜質時，禁止使用，目前，規定使用的直餾汽油不超過24h；③原油含鹽——電導值的工作曲線對測定結果的影響至關重要，因此，在原油供料發生重大變化、更換不同常數電極、更換電導儀、數據波動異常的情況下，都應重新制作曲線；④化驗員要嚴格按照的操作步驟操作，例如，原油加熱后的充分溶解、稱量的過程規范，盡可能減小人為誤差。

3 結論

1）通過電導法和電量法對原油中鹽含量測定性能的對比，根據實際情況，認為電導法更加適合我廠原油中鹽含量的測定。

2）本研究通過利用電導法對我廠原油中鹽含量的測定，為后期設備的腐蝕及管道的堵塞提供了理論指導意見。

3）電導法在測定過程中有一定的局限性，但是通過一定的優化措施滿足了生產過程的需求。