在石油炼化企业,氯离子含量作为影响炼油系统腐蚀速率的重要指标,越来越受到技术人员的重视。原油和水中的氯离子浓度超过正常范围会导致设备腐蚀、管道堵塞以及催化剂中毒等问题,危害炼油系统的正常运行,因此及时准确的测定炼油系统中氯离子含量对延长设备和管道的使用寿命具有现实意义。由于原油成分复杂,难以实现其内部氯离子的在线检测,因此考虑将炼油装置排出的含硫污水作为检测样本,选择其中的氯离子含量作为表征炼油系统氯离子浓度的参考指标。国内炼化企业测定含硫污水中氯离子浓度通常采用摩尔法、汞量法和电位滴定法等方法,这些方法需要先人工采样,再将样本送到实验室检测,具有检测流程复杂、耗费时间长、需要多次测量等缺点,无法及时发现炼油系统中氯离子含量超标的问题。考虑到这种情况,本文以实现炼油系统中氯离子含量在线检测为目的,在研究氯离子光学检测方法的基础上,设计并开发了一种氯离子在线检测系统,以期能用于含硫污水中氯离子浓度的现场在线检测。本论文涉及的主要工作内容如下:(1)研究了酸性条件下,选用微乳液作为稳定剂,使用氯化银比浊法检测含硫污水中氯离子浓度的方法。这种方法先用正丁醇、曲拉通、环己烷和水溶液制备微乳液,然后向含硫污水中加入硝酸试剂、微乳液和硝酸银溶液获得稳定的氯化银悬浊液,再用光谱仪采集悬浊液在可见光波长420nm处的光谱数据,通过建立光谱数据和含硫污水中氯离子含量的关系模型进行标定,最后通过分析待测样本的光谱数据实现氯离子浓度的预测。这种方法实现了含硫污水中氯离子浓度在0.1～6mg/L范围内的检测,检出限是0.018mg/L。相较于传统的胶体溶液,微乳液对悬浊液的稳定性提升更为显著,具有稳定可靠、流程化程度高,适合在线检测等优点。(2)提出了拉曼光谱结合氯化银比浊法测定含硫污水中氯离子含量的方法。本方法选用丙酮作为稳定剂,在硝酸酸化的条件下,先用硝酸银试剂与氯离子含量已知的水溶液反应生成稳定的氯化银胶体,然后用拉曼光谱仪采集反应后溶液的拉曼光谱数据,再建立氯离子含量与反应后溶液拉曼光谱数据之间的定量关系模型,最后通过定量模型预测待测样本中的氯离子含量。检测结果表明这种方法可以实现炼油厂含硫污水中0.1～4mg/L范围内的氯离子浓度检测,检出限是0.015mg/L。相较于氯化银比浊法,这种方法光谱特征峰明显,添加的试剂较少,精密度、检出限等指标要优于氯化银比浊法,但是仪器价格昂贵,测得的范围也较小。(3)确定了氯离子检测系统的总体设计方案,完成了溶液传输通路、光谱采集通路和光谱处理系统的设计与搭建。确定了蠕动泵、传输导管、光源、光谱仪等关键器件的选型,设计并制作了转接头、螺旋反应管。完成了氯离子检测系统的硬件电路设计与软件程序开发,实现了检测样本光谱数据的采集、氯离子浓度的预测显示和人机交互功能。(4)对基于光谱法的氯离子检测系统进行了整体运行测试。利用摩尔法和氯离子检测系统测定了含硫污水中氯离子的含量,并对检测结果进行了对比。探究了含硫污水中的共存离子对测定结果的影响和干扰消除方法。通过实验确定了氯离子检测系统的稳定性、精密度和检出限等性能指标。研究结果表明,本文设计的氯离子检测系统可以用于炼油厂含硫污水中氯离子含量的测定,测得浓度范围是0.1～6mg/L,反映拟合程度的决定系数为0.998,反映系统定量检测所能达到最低浓度的检出限为0.018mg/L。该系统的测定结果准确可靠、能够长期稳定工作,满足炼油厂含硫污水在线检测的功能需求。