污水含油量的测定方法
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污水含油量的测定方法
——调研总结油田污水含油量的测定普遍沿用SY/T5329—94《碎屑岩油藏注水水质推荐指标及分析方法》中规定的方法,采用石油醚、汽油等有机溶剂作萃取剂,绘制标准油的标准曲线。但由于该标准制定时间过长,随着科学技术的发展.检测手段的不断改进与完善。新的仪器设备投入使用,化验手段越来越先进,造成标准的滞后性,影响了测定结果的准确性。特别是合油量的测定过程中,很多描述不够精密,引起操作误差。
目前国内外常用的含油量测定方法有四种:即重法、红光光度法、紫外分光光度法和比色法。
比色法采用可见光,波长范围为400~750nm。利用油的颜色产生光吸收,在一定条件下,可借助测定光吸收强度来确定相应的油含量。可采用多种无色萃取剂,要求绘制标准油曲线。比色法又可以分为目测比色法和吸光光度法。在油田的实际应用中通常采用吸光光度法即分光光度计法。分光光度计法是基于朗白一贝尔定律,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白一贝尔定律,因而标准曲线应为一条通过原点的直线。
1.有关波长和读数范同的选择
标准5.4.5标准曲线的绘制:“……以汽油做空白,在仪器上比色(电压10V,波长430nm,比色皿3cm),根据测得的光密度值和对
应的含油量绘制标准曲线(亦可选用其他波段)。”
标准中波长选择430nm.在以前的1988版标准是420nm,从理论上讲,为了使分光光度法具有较高的灵敏度和准确度,在显色反应(显色剂、参比溶液、显色条件、溶剂)一定,仪器(灵敏度、仪器误差、等)一定的前提下,要重点控制好入射光波长的选择和吸光度读数范围的选择。
选择入射波长的依据是根据被测溶液的吸收光谱曲线,选择具有最大吸收时的波长为宜,即:最大吸收原则。因为在最大吸收波长处,摩尔吸光系数值最大,灵敏度最高。如果在最大吸收处存在干扰,应该根据“吸收较大,干扰最小”的原则选择入射光波长。
针对这个原则.用721型分光光度计测试了标准油的吸收曲线.结果见图l。
从图l可以看出:随着波长的增加,吸光度逐渐减小,就是说在测定污水含油时。根据最大吸收原则,选择的波长越小越好。
但是,任何分光光度计都有一定的测量误差,对给定的分光光度
计来说,其透光度读数误差(AT)是常数。考察分析了透光度r不同时,同样大小的AT所引起的浓度误差&是不同的,浓度的相对误差(Aclc)也是不同的,如表1所示。
从表1可知,浓度相对误差反映了吸光度读数的相对误差。它的大小与吸光度的读书范围有关.为了减小这方面的误差。应该选择合适的吸光度范围进行测定,从表l中可以看出。最适宜的读数范围在0.2—0.7之间。此时的浓度相对误差可以控制在1.55%以内。
综合上述分析。波长的选择应该在测定值落在0.2—0.7的范围内,测试721型分光光度计在空白和蒸馏水、空白汽油分别做参比的情况下发现空白样在386nm下、蒸馏水在396nm下、120号空白汽油在395nm才可以调整满度,从仪器本身来说,做污水含油测试波长应该大于395nm,为正确选择波长,结合标准中推荐水质主要控制指标要求和生产实际,做不同浓度的吸收曲线,见图2。
从图2可以看出污水含油在30mgCL以下的样品.曲线在420~440nm之间的波长范围内,可以有效地落在吸光度0.2-0.7之间。2.关于污水含油量结果的计算
标准5.4.8计算结果方法为:
测定的吸光度值查表.根据查表值mo带入上述公式计算含油量。在实际操作过程中,查表的读数误差较大,以前没有微机处理系统,现在在微机上做好标准曲线后,用微机回归计算公式。直接将测定数据A带入回归的公式。就可以方便的计算出mo。然后用公式计算,这样减少了读数误差,并且对于含油量超过30mg/L的污水含油,
只要可以读出吸光度读数(可通过调节溶液的浓度或改变液槽厚度,控制吸光度读数在上述范围),就可以带入公式计算。
3有关操作细节
3.1关于震荡
震荡的目的是为了让两相液体充分接触.混和均匀,在胜利油田的采油化验工技能鉴定中发现。各单位要求不一,在实际调研中,发现操作方法也是各有不同.有些单位甚至明确规定震荡120下(标准规定为振摇1—2min,以平常每秒2下,振摇2min计算,大约是120下),正确的操作应该是:把分液漏斗倾斜,使漏斗的上口略朝下,震荡时用力要大,同时要绝对防止液体泄露。以震荡成均匀的乳浊液为宜。
3.2有关放气
技能鉴定和实际操作中,发现放气的方法有种:一是通过上口的开盖放气:二是通过上口盖子对眼放气:三是通过下面旋塞放气。没有统一要求,而标准中也没有涉及.从安全因素和准确度因素考虑。结合萃取操作的步骤及注意事项,放气的正确操作应该是:振荡后,让分液漏斗仍保持倾斜状态,切记分液漏斗的上口要倾斜朝下。而下口处不要有液体,更不能把下口对人或者仪器,然后旋开旋塞,放出气体.使内外压力平衡。
3.3有关放液分离
技能鉴定和实际操作中,分离的常见方式有2种:一是从下面分离出下层液体,然后继续从下面分析出上层液体;二是从下面分离出
下层液体,从上口倒出上层液体。鉴定时为了这个问题,争执不休,从化验的准确度和精密度来考虑,如果上层液体也从旋塞放出,则漏斗下面颈部所附着的残液就会把上层液体沾污。从而影响测定结果。正确地方法是:液体分成清晰的两层后,就可进行分离。分离液层时,下层液体应经旋塞放出,上层液体应从上口倒出。分液时一定要尽可能分离干净。有时在两相间可能出现一些絮状物,也应同时放去(下层)。
4有关加盐酸的作用
标准5-4.7a规定:‘‘将水样移入分液漏斗中,JJtJ盐酸溶液(1+1)2.5-5.OmL。”实际操作中许多化验人员询问加入盐酸的作用和机理。加入盐酸是基于盐析效应的原理,盐析作用的实质,主要是油相与溶剂(水)间的相互作用被破坏,盐(电解质)的加入使油相脱溶剂化。盐的加入还使一部分溶剂(水)与它们形成溶剂(水)化离子,致使这部分溶剂(水)失去溶解原油的性能。溶剂(水)被电解质夺去,油相析出。所以盐类的水化作用越强,其盐析作用也越强。因此加入盐酸的作用是:降低油相在水中的溶解度。从而提高萃取效率。