污水水質含油量測定方法研究

羅文平 蘇欲波 朱紅梅 付曉立 馬士亮

1.中國石化勝利油田分公司勝利采油廠綜合大隊（山東東營257051）

2.中國石化勝利油田分公司勝利采油廠職工培訓學校（山東東營257051）

3.中國石化勝利油田分公司油氣集輸總廠（山東東營257000）

4.中國石化勝利油田分公司熱電聯(lián)供中心勝東熱力大隊（山東東營257050）

5.中國石化勝利油田分公司生產(chǎn)管理部（山東東營257051）

污水水質含油量測定方法研究

羅文平1蘇欲波2朱紅梅3付曉立4馬士亮5

1.中國石化勝利油田分公司勝利采油廠綜合大隊（山東東營257051）

2.中國石化勝利油田分公司勝利采油廠職工培訓學校（山東東營257051）

3.中國石化勝利油田分公司油氣集輸總廠（山東東營257000）

4.中國石化勝利油田分公司熱電聯(lián)供中心勝東熱力大隊（山東東營257050）

5.中國石化勝利油田分公司生產(chǎn)管理部（山東東營257051）

污水水質檢測一直使用標準SY/T 5329-94《碎屑巖油藏注水水質推薦指標及分析方法》，但由于該標準制定時間過長，隨著科學技術的發(fā)展，檢測手段的不斷改進與完善，新的儀器設備投入使用，化驗手段越來越先進，造成標準的滯后性，影響了測定結果的準確性。特別是含油量的測定過程中，很多描述不夠精密，引起操作誤差。從理論上闡述了標準的有關要求，從操作上明確了有關細節(jié)，從實驗中確定了新儀器在標準中的適應性，使廣大操作分析人員進一步明確測定的原理和方法，更好的做好化驗分析工作。

污水水質含油量檢測

石油天然氣行業(yè)標準SY/T 5329-94《碎屑巖油藏注水水質推薦指標及分析方法》規(guī)定了對碎屑巖油藏注水水質的基本要求、推薦指標及檢測水質的分析方法，適用于碎屑巖油藏不同滲透率對不同注水水質的要求和油藏注入水的水質分析。對于污水含油量的測定，隨著儀器設備的更新，操作人員參照1994年的標準操作，對有關問題存在很多疑難，加之查表計算含油量誤差較大，波長的選擇也有一定的不同。結合技能鑒定和實際操作中存在的問題，通過大量實際測定數(shù)據(jù)和實驗研究，對該項目有關問題進行釋疑并提出應用意見，使廣大操作分析人員進一步明確測定的原理和方法，更好的做好化驗分析工作。

1 有關波長和讀數(shù)范圍的選擇

標準5.4.5標準曲線的繪制：“……以汽油做空白，在儀器上比色（電壓10V，波長430nm，比色皿3cm），根據(jù)測得的光密度值和對應的含油量繪制標準曲線（亦可選用其他波段）?！?/p>

標準中波長選擇430nm，在以前的1988版標準是420nm，從理論上講，為了使分光光度法具有較高的靈敏度和準確度，在顯色反應（顯色劑、參比溶液、顯色條件、溶劑）一定，儀器（靈敏度、儀器誤差、等）一定的前提下，要重點控制好入射光波長的選擇和吸光度讀數(shù)范圍的選擇。

選擇入射波長的依據(jù)是根據(jù)被測溶液的吸收光譜曲線，選擇具有最大吸收時的波長為宜，即：最大吸收原則。因為在最大吸收波長處，摩爾吸光系數(shù)值最大，靈敏度最高。如果在最大吸收處存在干擾，應該根據(jù)“吸收較大，干擾最小”的原則選擇入射光波長。

針對這個原則，用721型分光光度計測試了標準油的吸收曲線，結果見圖1。

從圖1可以看出：隨著波長的增加，吸光度逐漸減小，就是說在測定污水含油時，根據(jù)最大吸收原則，選擇的波長越小越好。

但是，任何分光光度計都有一定的測量誤差，對給定的分光光度計來說，其透光度讀數(shù)誤差（ΔT）是常數(shù)，考察分析了透光度T不同時，同樣大小的ΔT所引起的濃度誤差Δc是不同的，濃度的相對誤差（Δc/c）也是不同的，如表1所示。

從表1可知，濃度相對誤差反映了吸光度讀數(shù)的相對誤差，它的大小與吸光度的讀書范圍有關，為了減小這方面的誤差，應該選擇合適的吸光度范圍進行測定，從表1中可以看出，最適宜的讀數(shù)范圍在0.2～0.7之間，此時的濃度相對誤差可以控制在1.55%以內。

表1 不同T（或A）時濃度的相對誤差

綜合上述分析，波長的選擇應該在測定值落在0.2～0.7的范圍內，測試721型分光光度計在空白和蒸餾水、空白汽油分別做參比的情況下發(fā)現(xiàn)空白樣在386nm下、蒸餾水在396nm下、120號空白汽油在395nm才可以調整滿度，從儀器本身來說，做污水含油測試波長應該大于395nm，為正確選擇波長，結合標準中推薦水質主要控制指標要求和生產(chǎn)實際，做不同濃度的吸收曲線，見圖2。

從圖2可以看出污水含油在30mg/L以下的樣品，曲線在420～440nm之間的波長范圍內，可以有效地落在吸光度0.2～0.7之間。

2 關于污水含油量結果的計算

式中C0—含油量，mg/L；

m0—在標準曲線上查出的含油量，mg；

VW—萃取水樣體積，mL。

測定的吸光度值查表，根據(jù)查表值m0帶入上述公式計算含油量，在實際操作過程中，查表的讀數(shù)誤差較大，以前沒有微機處理系統(tǒng)，現(xiàn)在在微機上做好標準曲線后，用微機回歸計算公式，直接將測定數(shù)據(jù)A帶入回歸的公式，就可以方便的計算出m0。然后用公式計算，這樣減少了讀數(shù)誤差，并且對于含油量超過30mg/L的污水含油，只要可以讀出吸光度讀數(shù)（可通過調節(jié)溶液的濃度或改變液槽厚度，控制吸光度讀數(shù)在上述范圍），就可以帶入公式計算。

3 有關操作細節(jié)

3.1 關于震蕩

震蕩的目的是為了讓兩相液體充分接觸，混和均勻，在勝利油田的采油化驗工技能鑒定中發(fā)現(xiàn)，各單位要求不一，在實際調研中，發(fā)現(xiàn)操作方法也是各有不同，有些單位甚至明確規(guī)定震蕩120下（標準規(guī)定為振搖1～2min，以平常每秒2下，振搖2min計算，大約是120下），正確的操作應該是：把分液漏斗傾斜，使漏斗的上口略朝下，震蕩時用力要大，同時要絕對防止液體泄露，以震蕩成均勻的乳濁液為宜。

3.2 有關放氣

技能鑒定和實際操作中，發(fā)現(xiàn)放氣的方法有3種：一是通過上口的開蓋放氣；二是通過上口蓋子對眼放氣；三是通過下面旋塞放氣。沒有統(tǒng)一要求，而標準中也沒有涉及，從安全因素和準確度因素考慮，結合萃取操作的步驟及注意事項，放氣的正確操作應該是：振蕩后，讓分液漏斗仍保持傾斜狀態(tài)，切記分液漏斗的上口要傾斜朝下，而下口處不要有液體，更不能把下口對人或者儀器，然后旋開旋塞，放出氣體，使內外壓力平衡。

3.3 有關放液分離

技能鑒定和實際操作中，分離的常見方式有2種：一是從下面分離出下層液體，然后繼續(xù)從下面分析出上層液體；二是從下面分離出下層液體，從上口倒出上層液體。鑒定時為了這個問題，爭執(zhí)不休，從化驗的準確度和精密度來考慮，如果上層液體也從旋塞放出，則漏斗下面頸部所附著的殘液就會把上層液體沾污，從而影響測定結果。

正確地方法是：液體分成清晰的兩層后，就可進行分離，分離液層時，下層液體應經(jīng)旋塞放出，上層液體應從上口倒出。分液時一定要盡可能分離干凈，有時在兩相間可能出現(xiàn)一些絮狀物，也應同時放去（下層）。

4 有關加鹽酸的作用

標準5.4.7a規(guī)定：“將水樣移入分液漏斗中，加鹽酸溶液（1＋1）2.5～5.0mL?！睂嶋H操作中許多化驗人員詢問加入鹽酸的作用和機理。加入鹽酸是基于鹽析效應的原理，鹽析作用的實質，主要是油相與溶劑（水）間的相互作用被破壞，鹽（電解質）的加入使油相脫溶劑化。鹽的加入還使一部分溶劑（水）與它們形成溶劑（水）化離子，致使這部分溶劑（水）失去溶解原油的性能。溶劑（水）被電解質奪去，油相析出。所以鹽類的水化作用越強，其鹽析作用也越強。因此加入鹽酸的作用是：降低油相在水中的溶解度，從而提高萃取效率。

5 結論與認識

（1）綜合最大吸收原則、誤差最小原則和儀器本身的特點因素，用721分光光度計測定污水含油操作時，波長選擇420nm或者430nm比較合適，由于平均含油超過30mg/L的時候經(jīng)常出現(xiàn)，因此波長修改為430nm。

（2）不同分光光度計其量值和儀器誤差不同，對于數(shù)顯的分光光度計，能夠有效地消除讀數(shù)誤差，現(xiàn)在很多單位已經(jīng)開始使用數(shù)顯和帶打印的分光光度計（如722、751等系列），此時波長的選擇應該用本站的標準油樣做不同波長的吸收曲線，結合儀器性能，在讀數(shù)量值內能夠準確讀出吸光度讀數(shù)兩位小數(shù)（誤差≤±1%），或者不超過儀器測量精度的讀數(shù)為原則，盡量選擇最大吸收波長。

[1]技術監(jiān)督行業(yè)技術考核培訓教材編委會組編.標準化計量質量基礎知識[M].北京：中國計量出版社，1996.

[2]GB/T 19022-2003測量管理體系測量過程和測量設備的要求[S].

[3]SY/T 5329-94碎屑巖油藏注水水質推薦指標及分析方法[S].

[4]劉世純.實用分析化驗工讀本[M].北京：化學工業(yè)出版社,2005.

The detection of sewage quality has been always based on the standard SY/T 5329-94"The Recommended Index and Analysis Methods of Clastic Oil Reservoir Injecting Water Quality".But because of this standard having been established for a long time,and with the development of science and technology,the continuous improvement and perfection of detecting means,the use of new equipment,the more advanced means of laboratory,standard hysteresis appears,affecting the accuracy of determination results.Especially in the determination of oil content in sewage,many descriptions are not precise and thus cause the operation errors.The paper explains the relevant requirements of standard from the perspective of theory,demonstrates some details form the operation,and determines the adaptability of new equipment in the standard from the experiment.The study can make all operators and analysts understand the principle and methods of determination further,and able to do the better job in the test and analysis.

sewage quality;oil content;detection

2010-03-15▎

羅文平(1966-)，男，工程師，主要從事生產(chǎn)管理、技術檢測等工作。