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摘要:文章针对稠油污水中含油高,泥沙含量高,部分泥砂吸附油颗粒使得污水含油在测定的过程中数值偏高、悬浮物含量偏低的情况进行了分析,对不同有机溶剂进行了比较,对产生的误差结果进行了分析,从而对污水舍油量、悬浮物的测量方法有了新的认识。并提出了相应的建议。
关键词:高泥砂桐油污水;萃取剂;含油量测定;悬浮物;分光光度计
中图分类号:X741 文献标识码:A 文章编号:1009-2374(2011)01-0161-03
风城油田特稠油污水中携泥砂量高,在室内监测方面由于泥砂量的影响,使得污水含油、悬浮物测量不能准确反应现场生产过程参数,从而影响整个系统参数的调节。在选择萃取溶剂方面,分别就溶剂油、氯仿等进行分析,同时在测量含油过程中消除泥砂的影响,分析采用抽滤洗油方法,总结出一套适合目前高含泥砂的污水含油、悬浮物方法,以便更准确的指导现场生产。
1 含油量测定方法
稠油污水测定含油量主要采用的是分光光度计法,它是基于朗伯一贝尔定律,即“显色溶质的吸光度与溶液的浓度和液层的厚度成正比”。在油田实际应用时,认为污水中的含油成分对于光的吸收符合朗伯一贝尔定律,因而标准曲线应为一条通过原点的直线。
1.1 稠油污水含油测定影响因素——萃取剂(有机溶剂)影响
标准曲线的检验。为了研究有机溶剂对含油量测量结果的影响,采用了氯仿、无铅汽油两种有机溶剂作萃取剂,绘制成标准曲线。需要说明的是,试验在绘制标准曲线时,力求是一条通过原点的直线,因此在曲线回归时的回归系数R2值≥0.99根据实验数据绘制了比较图,如图1所示
标准曲线的校正有几种方法,选用测量相对误差这种简易方法对风城油田的两种曲线进行了检验。具体方法是:精确称取经提纯的标准油Gomg,用溶剂油和氯仿分别将标准油溶解并定容至50ml,再用721型紫外分光光度计测试得到吸光度值。
从制作的标准油曲线的情况来看,不同萃取剂所作出的曲线是有差别的,而且对不同地区的标准油,差别还不同。对于风城油田特稠油污水而言,萃取剂氯仿制作的曲线斜率较大,也就是说同一种污水水样利用氯仿和汽油作萃取剂时,所得到的污水含油量前者最小,后者最大(斜率大跟萃取能力没有本质的关系,因为这是标准油样,浓度是固定的。
从上表中,在使用氯仿做萃取剂时,其污水含油值测定较低,用溶剂油污水含油值较高。分析主要原因是氯仿的溶解油能力强,将泥很好的分离开,以便能减小悬浮污泥颗粒对含油量测定的干扰。
1.2 特稠油污水含油测定影响因素——污水中泥量大。
悬浮物影响
由于污水中含有的悬浮物污泥较多,吸附在油水界面处,进入油相中对含油浓度的测量产生较大的影响。为了降低悬浮物对含油量的测定,将萃取后的油样进行抽吸过滤,通过装有无水硫酸钠的砂芯漏斗,过滤掉溶解在萃取剂中的污泥颗粒成分,避免悬浮物对测定油样的影响。
从表2可以看出,在萃取油样后。通过无水硫酸钠抽滤与不抽滤效果不明显,这主要是特稠油污水含油量太高,通过萃取定量后的油样,通过移液管将定量好的油样从中部吸入1ml导入另一个定量瓶中,将其定量到指定刻度,该过程相当于对小浓度的悬浮物稀释了较大倍数,由于多次静置和稀释,悬浮物含量大大降低,对含油的测量影响较小。
实验过程中采用溶剂油、三氯甲烷和石油醚对样品进行萃取分析,为了更好的体现三种溶剂对萃取过称中的影响,尽可能保证实验结果可靠的对比性,实验时加入相同量的盐酸,分别对样品含油浓度进行分析,萃取现象
从图2中可以看出,溶剂油与石油醚的萃取效果相当,其主要原因是石油醚是汽油馏分的一段,在性质上较为相似,故其萃取能力相当,而添加三氯甲烷时,萃取能力明显变强。通过比较三氯甲烷加盐酸前后发现,样品加入盐酸进行震荡后,水相明显变清,油水界面较为清晰:而不加盐酸时,水相比较浑浊。其主要原因是水相中含有大量的悬浮物,小部分随着油进入油相中,大部分停留在水相中,由于悬浮物对油滴有一定的携带作用,故水相中还有小部分的乳化油未能萃取出来。为了较好的萃取出混合相中的油相,优选采用三氯甲烷加入适量的盐酸,这样能彻底萃取出油相。
由于三氯甲烷在酸性条件下有较好的萃取能力,同时也致使悬浮物脱离水相,进入油相中。在测量含油浓度时,采用紫外分光光度计进行测量,而悬浮物的存在对吸光度的测量有很大的影响,故在进行测量方法校正时,分别采用两种方法对较短时间内同一来液进行分析,考察不同测试方法对样品的影响,为下步优化测试方法提供一定的依据。
在对样品含油进行定量配置时,发现定量瓶中含油较多的悬浮物,同时分液漏斗中也残留有部分的悬浮物。鉴于油田实验室中缺少油品过滤这一步骤,本实验通过对比同一油样过滤与直接测量,考察过滤对含油浓度测量的影响,对比结果见表1。
2 污水悬浮物测定方法
特稠油污水在进行抽滤时,抽滤速度非常慢,因为该水中所含的悬浮物粒径中值与微孔孔径相差较小,且含有泥砂、油颗粒等易形成密集堆积,使得抽滤难度加大。抽滤时间不但延长,同时所截留悬浮物的量也很小,因此,对稠油污水处理工艺中的过滤单元出水的悬浮物测定,需要寻求更有效的测试方法。
方法:对特稠油污水中含油量高,油与泥形成相互包裹的状态,在萃取高含量悬浮物污水时,油膜容易堵塞滤膜,至此在抽滤之前进行萃取。减小油膜堵塞微孔过滤膜。
在进行悬浮物测量过程中,首先将滤膜经过浸泡、烘干、编号、称重等一系列工序,于图3所示抽吸过滤装置示的过滤器内,将样品用分液漏斗,加入25ml萃取剂进行萃取,将油冲洗掉,从底部放出只含悬浮物的样品,将其进行摇匀后通过量筒量取一定体积的混合液倒入过滤器,在真空泵的抽吸作用下,液体透过滤膜流进液瓶。固体颗粒则被截留在滤膜上,然后对滤膜进行烘干称重,利用过滤后膜重减去过滤前膜重即可得到样品中固体颗粒的质量,然后通过抽滤时所记录的取样体积就能计算出所采样液的浓度。称重是采用德国产微量电子天平(测量精度为O.0001g)。
从上表中可以看出:氯仿萃取后,悬浮物含量均较其他两种方法高,由于氯仿高效的溶解油能力,悬浮物分散在水中,通过抽滤,使得测得悬浮物含量与实际值接近。
2.2 特稠油污水悬浮物测定影响因素——取样温度,冷却时间
特稠油污水温度在75℃-85℃,温度高,悬浮物在水中呈现乳浊液状态,油水密度差小,在温度降低后,水质变清澈,部分密度小的悬浮物上浮至油水界面处,另一部分则沉降在瓶底,在进行取样抽滤的过程中,这部分很难进行测样,使得测得值较实际值低。
2.3 特稠油污水悬浮物测定影响因素——污水中油含量
沉降出水中由于油含量较高,易粘附悬浮并携带悬浮物向上运动,油重粘附的污泥多,使得悬浮物的含量值测定不准确。
2.4 特稠油污水悬浮物测定影响因素——烘干温度与时间
悬浮物测定是在103℃-105℃烘干恒重,实际上该温度烘干样品不易赶尽滤纸和试样上的吸着水,故恒重较慢。在加热状态下,由于某些物质的分解、氧化,吸着水、结晶水的变化,气体挥发以及滤纸或试样干燥程度的不同都会带来正、负误差。因此必须确保烘干温度。
3 认识和建议
(1) 面对风城油田稠油污水中含油较高,泥沙量大,悬浮颗粒较强地吸附在油滴上,使得污水含油、悬浮物含量测定误差较大,建议测定悬浮物含量时使用溶剂油进行萃取后再抽取5ml做抽滤。测定污水悬浮物含量值。
(2) 萃取剂的影响:由于标准曲线的绘制是依据溶液对可见光的透光程度,而萃取剂对原油的溶解能力和成分有细微的差别,因而不同原油利用不同萃取剂所绘制的曲线不同,而污水含油量测量值的大小直接与曲线有关,直线斜率越大,测量值就越小。其中氯仿对油的溶解能力较其他两种有机溶剂强。
(3) 悬浮物含量建议先采取有机溶剂摹取后再进行取样抽滤,减小油泥吸附而造成悬浮物含量测量值低于实际值。
参考文献
[1]碎屑岩油箴注水水质推荐指标及分析方法(sY/T5319-94)[s].
[2]油田污水中含油量测定方法:分光光度计法(sY/To530-53)[s].
[3]贾文玲,牵现林,什国光.等对油田污水含油量测定方法的改进[J]工业技术监督,2003.(15)
关键词:高泥砂桐油污水;萃取剂;含油量测定;悬浮物;分光光度计
中图分类号:X741 文献标识码:A 文章编号:1009-2374(2011)01-0161-03
风城油田特稠油污水中携泥砂量高,在室内监测方面由于泥砂量的影响,使得污水含油、悬浮物测量不能准确反应现场生产过程参数,从而影响整个系统参数的调节。在选择萃取溶剂方面,分别就溶剂油、氯仿等进行分析,同时在测量含油过程中消除泥砂的影响,分析采用抽滤洗油方法,总结出一套适合目前高含泥砂的污水含油、悬浮物方法,以便更准确的指导现场生产。
1 含油量测定方法
稠油污水测定含油量主要采用的是分光光度计法,它是基于朗伯一贝尔定律,即“显色溶质的吸光度与溶液的浓度和液层的厚度成正比”。在油田实际应用时,认为污水中的含油成分对于光的吸收符合朗伯一贝尔定律,因而标准曲线应为一条通过原点的直线。
1.1 稠油污水含油测定影响因素——萃取剂(有机溶剂)影响
标准曲线的检验。为了研究有机溶剂对含油量测量结果的影响,采用了氯仿、无铅汽油两种有机溶剂作萃取剂,绘制成标准曲线。需要说明的是,试验在绘制标准曲线时,力求是一条通过原点的直线,因此在曲线回归时的回归系数R2值≥0.99根据实验数据绘制了比较图,如图1所示
标准曲线的校正有几种方法,选用测量相对误差这种简易方法对风城油田的两种曲线进行了检验。具体方法是:精确称取经提纯的标准油Gomg,用溶剂油和氯仿分别将标准油溶解并定容至50ml,再用721型紫外分光光度计测试得到吸光度值。
从制作的标准油曲线的情况来看,不同萃取剂所作出的曲线是有差别的,而且对不同地区的标准油,差别还不同。对于风城油田特稠油污水而言,萃取剂氯仿制作的曲线斜率较大,也就是说同一种污水水样利用氯仿和汽油作萃取剂时,所得到的污水含油量前者最小,后者最大(斜率大跟萃取能力没有本质的关系,因为这是标准油样,浓度是固定的。
从上表中,在使用氯仿做萃取剂时,其污水含油值测定较低,用溶剂油污水含油值较高。分析主要原因是氯仿的溶解油能力强,将泥很好的分离开,以便能减小悬浮污泥颗粒对含油量测定的干扰。
1.2 特稠油污水含油测定影响因素——污水中泥量大。
悬浮物影响
由于污水中含有的悬浮物污泥较多,吸附在油水界面处,进入油相中对含油浓度的测量产生较大的影响。为了降低悬浮物对含油量的测定,将萃取后的油样进行抽吸过滤,通过装有无水硫酸钠的砂芯漏斗,过滤掉溶解在萃取剂中的污泥颗粒成分,避免悬浮物对测定油样的影响。
从表2可以看出,在萃取油样后。通过无水硫酸钠抽滤与不抽滤效果不明显,这主要是特稠油污水含油量太高,通过萃取定量后的油样,通过移液管将定量好的油样从中部吸入1ml导入另一个定量瓶中,将其定量到指定刻度,该过程相当于对小浓度的悬浮物稀释了较大倍数,由于多次静置和稀释,悬浮物含量大大降低,对含油的测量影响较小。
实验过程中采用溶剂油、三氯甲烷和石油醚对样品进行萃取分析,为了更好的体现三种溶剂对萃取过称中的影响,尽可能保证实验结果可靠的对比性,实验时加入相同量的盐酸,分别对样品含油浓度进行分析,萃取现象
从图2中可以看出,溶剂油与石油醚的萃取效果相当,其主要原因是石油醚是汽油馏分的一段,在性质上较为相似,故其萃取能力相当,而添加三氯甲烷时,萃取能力明显变强。通过比较三氯甲烷加盐酸前后发现,样品加入盐酸进行震荡后,水相明显变清,油水界面较为清晰:而不加盐酸时,水相比较浑浊。其主要原因是水相中含有大量的悬浮物,小部分随着油进入油相中,大部分停留在水相中,由于悬浮物对油滴有一定的携带作用,故水相中还有小部分的乳化油未能萃取出来。为了较好的萃取出混合相中的油相,优选采用三氯甲烷加入适量的盐酸,这样能彻底萃取出油相。
由于三氯甲烷在酸性条件下有较好的萃取能力,同时也致使悬浮物脱离水相,进入油相中。在测量含油浓度时,采用紫外分光光度计进行测量,而悬浮物的存在对吸光度的测量有很大的影响,故在进行测量方法校正时,分别采用两种方法对较短时间内同一来液进行分析,考察不同测试方法对样品的影响,为下步优化测试方法提供一定的依据。
在对样品含油进行定量配置时,发现定量瓶中含油较多的悬浮物,同时分液漏斗中也残留有部分的悬浮物。鉴于油田实验室中缺少油品过滤这一步骤,本实验通过对比同一油样过滤与直接测量,考察过滤对含油浓度测量的影响,对比结果见表1。
2 污水悬浮物测定方法
特稠油污水在进行抽滤时,抽滤速度非常慢,因为该水中所含的悬浮物粒径中值与微孔孔径相差较小,且含有泥砂、油颗粒等易形成密集堆积,使得抽滤难度加大。抽滤时间不但延长,同时所截留悬浮物的量也很小,因此,对稠油污水处理工艺中的过滤单元出水的悬浮物测定,需要寻求更有效的测试方法。
方法:对特稠油污水中含油量高,油与泥形成相互包裹的状态,在萃取高含量悬浮物污水时,油膜容易堵塞滤膜,至此在抽滤之前进行萃取。减小油膜堵塞微孔过滤膜。
在进行悬浮物测量过程中,首先将滤膜经过浸泡、烘干、编号、称重等一系列工序,于图3所示抽吸过滤装置示的过滤器内,将样品用分液漏斗,加入25ml萃取剂进行萃取,将油冲洗掉,从底部放出只含悬浮物的样品,将其进行摇匀后通过量筒量取一定体积的混合液倒入过滤器,在真空泵的抽吸作用下,液体透过滤膜流进液瓶。固体颗粒则被截留在滤膜上,然后对滤膜进行烘干称重,利用过滤后膜重减去过滤前膜重即可得到样品中固体颗粒的质量,然后通过抽滤时所记录的取样体积就能计算出所采样液的浓度。称重是采用德国产微量电子天平(测量精度为O.0001g)。
从上表中可以看出:氯仿萃取后,悬浮物含量均较其他两种方法高,由于氯仿高效的溶解油能力,悬浮物分散在水中,通过抽滤,使得测得悬浮物含量与实际值接近。
2.2 特稠油污水悬浮物测定影响因素——取样温度,冷却时间
特稠油污水温度在75℃-85℃,温度高,悬浮物在水中呈现乳浊液状态,油水密度差小,在温度降低后,水质变清澈,部分密度小的悬浮物上浮至油水界面处,另一部分则沉降在瓶底,在进行取样抽滤的过程中,这部分很难进行测样,使得测得值较实际值低。
2.3 特稠油污水悬浮物测定影响因素——污水中油含量
沉降出水中由于油含量较高,易粘附悬浮并携带悬浮物向上运动,油重粘附的污泥多,使得悬浮物的含量值测定不准确。
2.4 特稠油污水悬浮物测定影响因素——烘干温度与时间
悬浮物测定是在103℃-105℃烘干恒重,实际上该温度烘干样品不易赶尽滤纸和试样上的吸着水,故恒重较慢。在加热状态下,由于某些物质的分解、氧化,吸着水、结晶水的变化,气体挥发以及滤纸或试样干燥程度的不同都会带来正、负误差。因此必须确保烘干温度。
3 认识和建议
(1) 面对风城油田稠油污水中含油较高,泥沙量大,悬浮颗粒较强地吸附在油滴上,使得污水含油、悬浮物含量测定误差较大,建议测定悬浮物含量时使用溶剂油进行萃取后再抽取5ml做抽滤。测定污水悬浮物含量值。
(2) 萃取剂的影响:由于标准曲线的绘制是依据溶液对可见光的透光程度,而萃取剂对原油的溶解能力和成分有细微的差别,因而不同原油利用不同萃取剂所绘制的曲线不同,而污水含油量测量值的大小直接与曲线有关,直线斜率越大,测量值就越小。其中氯仿对油的溶解能力较其他两种有机溶剂强。
(3) 悬浮物含量建议先采取有机溶剂摹取后再进行取样抽滤,减小油泥吸附而造成悬浮物含量测量值低于实际值。
参考文献
[1]碎屑岩油箴注水水质推荐指标及分析方法(sY/T5319-94)[s].
[2]油田污水中含油量测定方法:分光光度计法(sY/To530-53)[s].
[3]贾文玲,牵现林,什国光.等对油田污水含油量测定方法的改进[J]工业技术监督,2003.(15)