石油產(chǎn)品鹽含量測(cè)定儀(常見方法為電量法或電位滴定法,適用于汽油、柴油、潤(rùn)滑油等石油產(chǎn)品中鹽含量(以 NaCl 計(jì))的測(cè)定)的組成部分,需圍繞 “樣品預(yù)處理→核心檢測(cè)→數(shù)據(jù)處理→輔助保障" 的流程設(shè)計(jì),具體可分為5 大核心系統(tǒng)及配套耗材,各部分功能與具體組件如下:
一、樣品預(yù)處理系統(tǒng)
石油產(chǎn)品(如重油、潤(rùn)滑油)通常粘稠、含機(jī)械雜質(zhì),且鹽類(如氯化物、硫化物)多以溶解態(tài)或懸浮態(tài)存在,需先通過(guò)預(yù)處理實(shí)現(xiàn) “鹽類萃取 + 雜質(zhì)去除",避免干擾后續(xù)檢測(cè)。
主要組成:
進(jìn)樣裝置
手動(dòng)進(jìn)樣:帶刻度的玻璃進(jìn)樣管(精度 0.1mL)、防腐蝕注射器(材質(zhì)為聚四氟乙烯 PTFE);
自動(dòng)進(jìn)樣:全自動(dòng)進(jìn)樣器(含樣品盤、機(jī)械臂),可實(shí)現(xiàn)多樣品連續(xù)進(jìn)樣,適用于批量檢測(cè)(如實(shí)驗(yàn)室高通量分析)。
溶解 / 萃取單元
萃取瓶 / 反應(yīng)杯:耐腐蝕材質(zhì)(玻璃或 PTFE),用于容納樣品與萃取溶劑(常用無(wú)水乙醇 - 水混合液或異丙醇 - 水混合液,溶解石油中的鹽類);
攪拌組件:磁力攪拌器(含攪拌子)或機(jī)械攪拌槳,確保樣品與萃取溶劑充分混合(攪拌速度可調(diào)節(jié),通常 500-800rpm),加速鹽類溶解。
過(guò)濾凈化組件
過(guò)濾膜:孔徑 0.45μm 的有機(jī)相濾膜(如尼龍膜、PTFE 膜),去除樣品中的機(jī)械雜質(zhì)(如碳渣、金屬碎屑);
過(guò)濾裝置:針式過(guò)濾器(手動(dòng))或自動(dòng)過(guò)濾模塊(與進(jìn)樣器聯(lián)動(dòng)),防止雜質(zhì)堵塞電極或滴定管路。
二、核心檢測(cè)分析系統(tǒng)
該系統(tǒng)是儀器的 “核心",通過(guò)電化學(xué)反應(yīng)或電位變化捕捉鹽含量信號(hào)(石油中鹽含量與電信號(hào)強(qiáng)度直接相關(guān)),主流分為 “電量法模塊" 和 “電位滴定法模塊" 兩類。
1. 電量法檢測(cè)模塊(主流方案,適用于低鹽含量樣品,檢出限 0.1mgNaCl/L)
基于 “銀離子電解生成→與氯離子反應(yīng)→電解電量與氯離子含量成正比" 的原理(法拉第定律),核心組件:
電解池:封閉式耐腐蝕池體(PTFE 材質(zhì)),內(nèi)置電解液(如硝酸銀 - 硝酸混合液),是電解反應(yīng)的場(chǎng)所;
三電極組(核心部件):
工作電極(陽(yáng)極):銀電極(材質(zhì)為純銀絲),通過(guò)電解生成 Ag?(反應(yīng):Ag - e? → Ag?);
參比電極:銀 - 氯化銀電極(Ag/AgCl),提供穩(wěn)定的參比電位,確保電解電位精準(zhǔn);
輔助電極(陰極):鉑電極或石墨電極,用于傳導(dǎo)電流,避免工作電極電位受干擾;
微電流檢測(cè)器:實(shí)時(shí)采集電解過(guò)程中的電流信號(hào)(范圍 10??~10??A),將電流變化轉(zhuǎn)化為可量化的電信號(hào)。
2. 電位滴定法檢測(cè)模塊(適用于較高鹽含量樣品,如原油)
基于 “硝酸銀標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定→電極電位突變判斷終點(diǎn)→滴定體積計(jì)算鹽含量" 的原理,核心組件:
滴定單元:
自動(dòng)滴定管(精度 0.001mL):內(nèi)置硝酸銀標(biāo)準(zhǔn)溶液(濃度 0.01mol/L),由步進(jìn)電機(jī)控制滴速(可調(diào)節(jié),如 0.01~0.1mL / 步);
滴定池:與萃取單元聯(lián)動(dòng),容納預(yù)處理后的樣品溶液;
指示電極組:
銀電極(指示電極):電位隨溶液中 Ag?濃度變化(Cl?與 Ag?反應(yīng)生成 AgCl 沉淀,終點(diǎn)時(shí) Ag?突增,電位驟變);
玻璃電極(參比電極):提供穩(wěn)定電位,與指示電極組成電位差測(cè)量回路;
電位檢測(cè)器:采集電極間的電位差(范圍 - 500~+500mV),捕捉 “電位突躍點(diǎn)"(即滴定終點(diǎn))。
三、數(shù)據(jù)采集與控制單元
實(shí)現(xiàn) “電信號(hào)→數(shù)字信號(hào)→結(jié)果計(jì)算" 的自動(dòng)化,是儀器的 “大腦",分為硬件與軟件兩部分:
硬件模塊
信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊:將檢測(cè)器輸出的微電流信號(hào)(電量法) 或電位信號(hào)(滴定法) 轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào);
微處理器(MCU):控制進(jìn)樣、攪拌、滴定、溫控等動(dòng)作的時(shí)序(如 “進(jìn)樣→攪拌 5 分鐘→開始電解");
觸控顯示屏:實(shí)時(shí)顯示檢測(cè)進(jìn)度(如電解電流曲線、滴定曲線)、參數(shù)(溫度、攪拌速度)及結(jié)果。
軟件系統(tǒng)
操作界面:可視化設(shè)置參數(shù)(樣品體積、萃取溶劑體積、電解電位、滴定終點(diǎn)閾值);
數(shù)據(jù)處理模塊:依據(jù)法拉第定律(電量法:m = (I×t×M)/(n×F),M 為 NaCl 摩爾質(zhì)量,F(xiàn) 為法拉第常數(shù))或滴定體積(電位滴定法:鹽含量 =(C×V×58.5)/V 樣,C 為硝酸銀濃度,V 為滴定體積)自動(dòng)計(jì)算鹽含量;
數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與報(bào)告:存儲(chǔ)歷史數(shù)據(jù)(可追溯樣品編號(hào)、檢測(cè)時(shí)間),支持導(dǎo)出 Excel/PDF 報(bào)告(含檢測(cè)曲線、結(jié)果偏差);
校準(zhǔn)功能:內(nèi)置 “標(biāo)準(zhǔn)溶液校準(zhǔn)程序"(如用已知濃度的 NaCl 標(biāo)準(zhǔn)溶液校準(zhǔn)電極響應(yīng)或滴定精度)。
四、輔助功能系統(tǒng)
保障檢測(cè)過(guò)程的穩(wěn)定性、重復(fù)性及安全性,避免環(huán)境或操作因素干擾結(jié)果。
溫控模塊
恒溫水浴 / 加熱套:包裹電解池或滴定池,控制檢測(cè)溫度(通常 25±2℃)—— 溫度會(huì)影響電解效率(電量法)或溶液電位(電位滴定法),需恒溫控制;
溫度傳感器(Pt100 鉑電阻):實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)溫度,反饋至微處理器實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控溫。
試劑供給與回收系統(tǒng)
試劑儲(chǔ)存瓶:2~3 個(gè)(分別存儲(chǔ)萃取溶劑、電解液 / 滴定劑、清洗液),材質(zhì)為耐有機(jī)溶劑的 HDPE 或玻璃;
輸送管路:PTFE 材質(zhì)(耐硝酸、乙醇等腐蝕),搭配蠕動(dòng)泵;
廢液回收瓶:收集用過(guò)的樣品廢液、清洗液,避免直接排放污染環(huán)境。
清洗與校準(zhǔn)模塊
自動(dòng)清洗單元:檢測(cè)完成后,通過(guò)蠕動(dòng)泵輸送清洗液(如無(wú)水乙醇),沖洗進(jìn)樣管路、電解池 / 滴定池、電極,避免交叉污染;
校準(zhǔn)接口:支持外接標(biāo)準(zhǔn)溶液瓶,一鍵啟動(dòng) “電極校準(zhǔn)" 或 “滴定管體積校準(zhǔn)" 程序。
電源與安全保護(hù)單元
穩(wěn)壓電源:提供穩(wěn)定的直流電源(如 12V/24V),避免電網(wǎng)波動(dòng)影響電解電流或滴定精度;
安全保護(hù):過(guò)流保護(hù)(電極短路時(shí)自動(dòng)斷電)、漏液報(bào)警(管路破裂時(shí)觸發(fā)聲光報(bào)警)、超溫保護(hù)(溫控異常時(shí)停止加熱)。