本發(fā)明涉及測(cè)溶液中溶質(zhì)濃度的新方法及其裝置。

背景技術(shù)：

目前，我國對(duì)MDEA溶液濃度的檢測(cè)方法尚未制定國家標(biāo)準(zhǔn)，常用的檢測(cè)方法有氣相色譜法和酸堿中和滴定法。

氣相色譜法對(duì)胺類的測(cè)定一般需要經(jīng)過衍生，操作繁瑣，耗時(shí)1小時(shí)左右，并且使用的載體成本高。

中和滴定法操作繁瑣，分析時(shí)間長，需要1小時(shí)左右，而且由于酸堿滴定選擇性不高，脫硫液中的伯胺、仲胺及其它堿性雜質(zhì)干擾嚴(yán)重，給檢測(cè)帶來嚴(yán)重誤差。

綜上所述，目前常用的MDEA溶液濃度的檢測(cè)方法操作繁瑣，耗時(shí)長，或載體成本高，或存在嚴(yán)重誤差。為解決現(xiàn)行方法存在的諸多缺陷，亟需發(fā)明一種簡單、快捷、使用成本低的MDEA溶液濃度測(cè)定裝置及其測(cè)定新方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

研究人員發(fā)現(xiàn)，溶液中溶質(zhì)的濃度與其密度在一定范圍內(nèi)存在線性關(guān)系，因此，本發(fā)明之一提供了一種測(cè)定溶液中溶質(zhì)濃度的方法，所述方法包括：1)利用溶質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)品配制成至少兩種不同濃度的含有所述標(biāo)準(zhǔn)品的溶液，分別測(cè)定所述溶液的密度；

2)根據(jù)所述溶液的濃度和測(cè)得的其密度的線性回歸關(guān)系，得到所述溶質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)濃度與其密度的線性回歸方程y＝bx+a，其中，y為所述溶質(zhì)的濃度，x為所述溶液的密度；

3)測(cè)定待測(cè)溶液的密度，根據(jù)所述線性回歸方程y＝bx+a，求得所述待測(cè)溶液的濃度，且所述待測(cè)溶液的溶質(zhì)與所述溶質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)品相同，其中，測(cè)得的所述精確度大于等于0.0001g/cm³。

研究人員還發(fā)現(xiàn)，很多溶液的密度受溫度的影響，當(dāng)溶液的溫度發(fā)生變化時(shí)，其密度也會(huì)發(fā)生相應(yīng)的變化，因此，為了獲得更為精準(zhǔn)的溶液密度值，所述方法還包括：在測(cè)定所述標(biāo)準(zhǔn)品的密度和待測(cè)溶液的密度的過程中，對(duì)所述溶液進(jìn)行恒溫控制。

在一個(gè)具體實(shí)施例中，所述溶質(zhì)為N-甲基二乙醇胺溶液。

本發(fā)明之二提供了一種測(cè)定溶液中溶質(zhì)濃度的裝置，所述裝置包括高精度密度計(jì)，其中，所述高精度密度計(jì)用于測(cè)量所述溶液的密度，所述高精度密度計(jì)的精確度大于等于 0.0001g/cm³。

在一個(gè)具體實(shí)施例中，所述裝置還包括控制所述溶液溫度的控溫裝置，以及測(cè)定所述溶液溫度的測(cè)溫裝置。

在一個(gè)具體實(shí)施例中，所述溶質(zhì)為N-甲基二乙醇胺。

本發(fā)明的有益效果：

本發(fā)明采用高精度密度計(jì)對(duì)MDEA水溶液濃度進(jìn)行濃度測(cè)定，這是一種簡單、快捷、使用成本低的MDEA溶液濃度測(cè)定方法，耗時(shí)不到10分鐘。其基本原理是基于不同濃度的MDEA溶液的密度不同，繪制標(biāo)準(zhǔn)MDEA濃度-密度曲線，通過高精度密度儀精確測(cè)量樣品溶液的密度，查找標(biāo)準(zhǔn)濃度—密度曲線，就可以得到樣品的濃度值。

此外，高精度密度計(jì)的精確度為0.0001g/cm³(0.1kg/m³)，則讀數(shù)誤差為0.05kg/m³，計(jì)算得出由密度計(jì)引起的濃度誤差為0.19％<1％，因此，濃度每提高1％時(shí)，其對(duì)應(yīng)的密度提高約0.4kg/m³，從而滿足現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用的要求。

因?yàn)槿芤旱拿芏仁请S濃度變化而變化的，密度和濃度之間存在一定的對(duì)應(yīng)關(guān)系。所以，該方法除用于測(cè)定MDEA濃度外，其它實(shí)驗(yàn)室或工業(yè)過程中涉及二元溶液濃度監(jiān)測(cè)和分析的地方，比如各類酸、堿、鹽水溶液或有機(jī)溶液的濃度，都可以采用此密度法來測(cè)定其濃度。

附圖說明

圖1是通過最小二乘法計(jì)算得出的MDEA標(biāo)準(zhǔn)濃度—密度曲線，及其線性回歸方程y＝bx+a，其中，y為所述溶質(zhì)的濃度，x為所述溶液的密度。高精度數(shù)字密度計(jì)的精確度為0.0001g/cm³，將需要化驗(yàn)的樣品在相同的溫度條件下進(jìn)行密度測(cè)定，根據(jù)測(cè)量的密度值查濃度——密度曲線就可以得到樣品的MDEA溶液濃度，例如，圖1中虛線所示，也可以根據(jù)線性回歸方程式求得MDEA溶液濃度。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例和附圖對(duì)本發(fā)明做以下詳細(xì)說明。

實(shí)施例

具體步驟是：

1)在20℃室內(nèi)溫度下，取20mL純MDEA溶液和80mL軟化水，將兩種溶液在燒杯中混合后配成20％的MDEA標(biāo)準(zhǔn)液，取50mL放入高精度數(shù)字密度計(jì)(精度達(dá)到0.0001g/cm³)的測(cè)量杯中測(cè)量20％濃度標(biāo)準(zhǔn)液的密度；

2)依次，分別配出30％、40％、50％、60％、70％、80％等不同濃度的MDEA標(biāo)準(zhǔn)液，并用高精度數(shù)字密度計(jì)測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)液的密度；

3)用不同濃度下MDEA標(biāo)準(zhǔn)液的密度值繪制標(biāo)準(zhǔn)濃度—密度曲線；

4)對(duì)需要化驗(yàn)的樣品取樣，并在20℃的室內(nèi)溫度下靜置30分鐘，用高精度數(shù)字密度計(jì)測(cè)量樣品的密度，在標(biāo)準(zhǔn)濃度—密度曲線上可得到樣品的MDEA溶液濃度。

此外，當(dāng)MDEA溶液使用一段時(shí)間后，溶液中可能溶有引起密度變化的其他物質(zhì)，使得密度法的結(jié)果發(fā)生偏差，這時(shí)需采用液相色譜儀對(duì)取得的樣品進(jìn)行組分標(biāo)定，從而得出實(shí)際的MDEA溶液濃度，應(yīng)用高精度數(shù)字密度計(jì)測(cè)的的MDEA溶液密度和色譜法標(biāo)定的溶液濃度在標(biāo)準(zhǔn)濃度—密度曲線圖上做交點(diǎn)，通過此點(diǎn)做出與一條與標(biāo)準(zhǔn)濃度—密度曲線平行的線作為修正的濃度—密度曲線，以此曲線做為新的標(biāo)定線，剔除系統(tǒng)誤差。

該方法的關(guān)鍵設(shè)備是高精度密度儀，密度儀的精度決定了分析的準(zhǔn)確度。從圖1可知，濃度每提高1％時(shí)密度提高約0.4kg/m³。高精度密度計(jì)的精確度為0.0001g/cm³(0.1kg/m³)，讀數(shù)誤差為0.05kg/m³，因此，由密度計(jì)引起的濃度誤差小于0.19％<1％(儀器精度引起的誤差δ_A＝0.1/√3，讀數(shù)誤差δ_B＝0.1/2＝0.05，總誤差δ＝√δA²+δB²＝0.076,濃度誤差＝δ/0.4*1％＝0.19％)。