申请日2016.04.07
公开(公告)日2016.06.22
IPC分类号G01N5/04
摘要
本发明涉及油田污泥组份检测技术，特别涉及一种油田污泥多组分测试方法，可以同时测定油田含油污泥中水、油、残渣、沥青、饱和分、芳香分、胶质和石蜡的含量，并且对测试仪器的要求低，测试成本低，操作简便，快捷，测试过程中使用的脱蜡试剂及冷浴方法使石蜡的测试精度高，毒性小，对测试人员的安全性高。另外本发明的方法中，通过控制石蜡结晶冷却速度的缓慢结晶法，延长了石蜡晶体生长的时间，得到了颗粒较大的蜡晶，避免抽滤流失，提高测量的精密度。
权利要求书
1.一种油田污泥多组分测试方法，具体包括如下过程：
(1)取质量为m泥=8—10g的含油污泥样品，封装于恒重后质量为m筒的无胶滤筒中，然后将无胶滤筒置于抽提装置中，用沸程为90—95℃的石油醚抽提剂，在90±3℃下进行加热回流抽提，直至抽提液澄清后，继续回流1h;
(2)将步骤(1)中抽提装置中的抽提液放空至容器中备用，再向抽提装置中加入甲苯抽提剂，并使抽提剂在110±3℃下，加热回流至抽提液澄清，继续回流1h，待装置冷却2h后，用量筒量取抽提装置中水相的体积并记为V水，然后取出滤筒，在120±3℃下烘干，称取烘干后滤筒的质量，记为m渣+筒;
(3)将步骤(2)中抽提装置中的甲苯溶液倒入事先恒重过的质量为m瓶1的锥形瓶一中，在120±3℃下旋转蒸发溶剂;
(4)将步骤(2)放空得到的石油醚溶液，装入氧化铝吸附柱中，在50±2℃水浴下分别用石油醚、甲苯和体积比为1：1的甲苯-乙醇试混合试剂冲洗氧化铝层析柱，分别收集至恒重过的锥形瓶二、锥形瓶三和锥形瓶四中，以分别分离溶解饱和分、芳香分和胶质，三个锥形瓶恒重后的质量分别记为m瓶2、m瓶3和m瓶4，然后分别旋转蒸发至溶剂全部挥发干净;
(5)将步骤(3)、(4)中获得的四个锥形瓶置于真空干燥箱中，在105±3℃，93kpa的条件下真空干燥，分别称取锥形瓶的质量，锥形瓶质量记为m瓶1+沥青，m瓶2+饱和，m瓶3+芳香，m瓶4+胶质;
(6)将步骤(5)中原盛放石油醚、甲苯的锥形瓶二和锥形瓶三用15mL体积比为1:1的甲苯-丁酮混合试剂，倒入另一只恒重后的锥形瓶五中，锥形瓶五的质量记为m瓶5，再分别用10mL体积比为1：1的甲苯-丁酮混合试剂分3次洗涤原锥形瓶，洗液倒入锥形瓶五中，将锥形瓶五置于冷浴锅中以0.5K/min的冷却速度冷冻结晶，当冷却至-20±0.1℃时继续恒温陈化1h，减压抽滤，滤纸上的固体为粗制蜡晶，用溶液温度为50±3℃的石油醚溶解蜡晶，于90±3℃下，旋转蒸发除去溶剂，置于真空干燥箱中，在105±3℃，93kpa的条件下减压干燥，称取锥形瓶五的质量，记为m瓶5+石蜡;
(7)根据以上各步测量数据，计算含油污泥样品中的水、油、残渣、沥青、饱和分、芳香分、胶质和石蜡的含量。
2.根据权利要求1所述的油田污泥多组分测试方法，其特征在于，所述提抽装置包括底部盛放抽提溶剂的抽提瓶，所述抽提瓶下方设有加热装置，抽提瓶上方设有用于盛放溶质的抽提管、所述抽提管底部封闭上部敞开，并且抽提管底部侧向连通设有伸入抽提瓶的毛细管，所述抽提瓶上口与抽提管上部之间设有旁通管，所述旁通管向上延伸至抽提管上端并与其侧向连通，所述抽提管上方连接有分水器，所述分水器包括下侧的分水量筒和分水量筒上方侧向旁通的分支管，所述分支管下方出口伸入抽提管内，所述分水量筒的上方与冷凝管连接，所述冷凝管的顶部设有干燥器，所述干燥器的重质量为m干，所述步骤(2)中甲苯回流抽提结束后，称量干燥器的质量为m干1。
3.根据权利要求2所述的油田污泥多组分测试方法，其特征在于，所述抽提瓶内设有测温装置。
4.根据权利要求2所述的油田污泥多组分测试方法，其特征在于，步骤(4)中，石油醚溶液装入层析柱中后，底部用锥形瓶二盛接，在50±2℃水浴下，先用体积为V1的石油醚冲洗氧化铝层析柱，至底部出液端溶液无色澄清，石油醚体积用量为V1，移去锥形瓶二，再在层析柱底部用锥形瓶三盛接，用苯甲冲洗层析柱至底部出液端溶液无色澄清，甲苯的体积用量为V2，移去锥形瓶三，并在层析柱底部用锥形瓶四盛接，先用体积为V3的乙醇冲洗层析柱至底部出液澄清，再用体积为V3的甲苯冲洗层析柱，之后用体积比为1：1的甲苯和乙醇混合液冲洗层析柱，并且混合液体积用量为V3，最后再用体积为V3的乙醇冲洗层析柱，冲洗结束后将三个锥形瓶分别旋转蒸发至溶剂全部挥发干净;各冲洗溶液的用量V1、2或3=8*污泥的含油率*组分系数,单位为ml,组份系数的取值，饱和分和芳香分取80，胶质取40。
5.根据权利要求2所述的油田污泥多组分测试方法，其特征在于，所述氧化铝层板柱为按SY/T7550-2012标准制成的标准吸附柱。
6.根据权利要求2所述的油田污泥多组分测试方法，其特征在于，所述步骤(7)中各组份的按如下公式计算：
式中：
ω水——污泥中的含水率，单位为%;
ω油——污泥中的含油率，单位为%;
ω渣——污泥的含渣率，单位为%
V水——放出水的体积，单位为mL;
ρ——放出水的密度，单位为g/mL;
ω沥青——沥青质的质量百分数，单位为%;
ω饱和——饱和分的质量百分数，单位为%;
ω芳香——芳香分的质量百分数，单位为%;
ω胶质——胶质的质量百分数，单位为%;
ω石蜡——石蜡的质量百分数，单位为%。
7.根据权利要求2所述的油田污泥多组分测试方法，其特征在于，所述步骤(6)中甲苯和丁酮混合试剂的配制方法为，取适量的体积比为1：1的甲苯和丁酮混于烧杯中混合均匀，装入棕色的试剂瓶中避光保存待用。
说明书
一种油田污泥多组分测试方法
技术领域
本发明涉及含油污泥组份检测技术，特别涉及一种油田污泥多组分测试方法。
背景技术
我国的石油化学行业，每年产生大量的含油污泥，且产量还在逐年上升，含油污泥作为《国家危险废物名录》中的主要污染物，若不经处理直接排放，会对周边环境以及生产区域产生不同程度的影响，而且也是对资源的一种浪费。因此准确地对含油污泥的含水率，含油率，含渣率及油品中的沥青质、饱和分、芳香分、石蜡与胶质的含量进行分析至关重要，这是对含油污泥有效资源化、无害化的研究前提。
目前测试含油污泥的含水率，含油率，含渣率较为成熟的是索氏提取法，测试石油沥青中四组分为《石油沥青四组分测定法》(NBSHT0509-2010)，测试原油油品中石蜡、胶质，沥青质的方法为《原油中蜡、胶质、沥青质含量的测定》(SY_T7550-2012)。由于目前索氏提取法仅被用来测试含油污泥的含水率，含油率，含渣率，并未应用于测试含油污泥油品中沥青质，胶质，石蜡，饱和分，芳香分，且由于不同来源的含有污泥样品其理化性质差异很大，因而用索氏提取法对不同样品进行回流萃取所需的时间差异很大，机械地确定时间不仅影响测试的速度，而且可能导致萃取不完全;《石油沥青四组分测定法》虽然可以测出石油沥青中四组分的含量，但不可测试蜡质的含量;《原油中蜡、胶质、沥青质含量的测定》不仅操作繁琐，要求专业的设备，并且操作过程中使用高毒性试剂，存在很大的安全隐患，因而含油污泥的含水率，含油率，含渣率及油品中的沥青质、饱和分、芳香分、石蜡与胶质的含量简单、安全、精确的测试方法的研究是本领域研究的方向之一。
发明内容
本发明的目的是提供一种油田污泥多组分测试方法，可以实现对油田污泥八种组份的准确测定，并且检测试剂毒性小，对检测人员安全可靠。
本发明的目的是这样实现的，一种油田污泥多组分测试方法，具体包括如下过程：
(1)取质量为m泥=8-10g的含油污泥样品，封装于恒重后质量为m筒的无胶滤筒中，然后将无胶滤筒置于抽提装置中，用沸程为90-95℃的石油醚抽提剂，在90±3℃下进行加热回流抽提，直至抽提液澄清后，继续回流1h;(2)将步骤(1)中抽提装置中的抽提液放空至容器中备用，再向抽提装置中加入甲苯抽提剂，并使抽提剂在110±3℃下，加热回流至抽提液澄清，继续回流1h，待装置冷却2h后，用量筒量取抽提装置中水相的体积并记为V水，然后取出滤筒，在120±3℃下烘干，称取烘干后滤筒的质量，记为m渣+筒;
(3)将步骤(2)中抽提装置中的甲苯溶液倒入事先恒重过的质量为m瓶1的锥形瓶一中，在120±3℃下旋转蒸发溶剂;
(4)将步骤(2)放空得到的石油醚溶液，装入氧化铝吸附柱中，在50±2℃水浴下分别用石油醚、甲苯和体积比为1：1的甲苯-乙醇试混合试剂冲洗氧化铝层析柱，分别收集至恒重过的锥形瓶二、锥形瓶三和锥形瓶四中，以分别分离溶解饱和分、芳香分和胶质，三个锥形瓶恒重后的质量分别记为m瓶2、m瓶3和m瓶4，然后分别旋转蒸发至溶剂全部挥发干净;
(5)将步骤(3)、(4)中获得的四个锥形瓶置于真空干燥箱中，在105±3℃，93kpa的条件下真空干燥，分别称取锥形瓶的质量，锥形瓶质量记为m瓶1+沥青，m瓶2+饱和，m瓶3+芳香，m瓶4+胶质;
(6)将步骤(5)中原盛放石油醚、甲苯的锥形瓶二和锥形瓶三用15mL体积比为1:1的甲苯-丁酮混合试剂，倒入另一只恒重后的锥形瓶五中，锥形瓶五的质量记为m瓶5，再分别用10mL体积比为1：1的甲苯-丁酮混合试剂分3次洗涤原锥形瓶，洗液倒入锥形瓶五中，将锥形瓶五置于冷浴锅中以0.5K/min的冷却速度冷冻结晶，当冷却至-20±0.1℃时继续恒温陈化1h，减压抽滤，滤纸上的固体为粗制蜡晶，用溶液温度为50±3℃的石油醚溶解蜡晶，于90±3℃下，旋转蒸发除去溶剂，置于真空干燥箱中，在105±3℃，93kpa的条件下减压干燥，称取锥形瓶五的质量，记为m瓶5+石蜡;
(7)根据以上各步测量数据，计算含油污泥样品中的水、油、残渣、沥青、饱和分、芳香分、胶质和石蜡的含量。
通过本发明的测量方法，可以同时测定油田含油污泥中水、油、残渣、沥青、饱和分、芳香分、胶质和石蜡的含量，并且对测试仪器的要求低，测试成本低，操作简便，快捷，测试过程中使用的脱蜡试剂测试精度高，毒性小，对测试人员的安全性高。另外本发明的方法中，通过控制石蜡结晶冷却速度的缓慢结晶法，延长了石蜡晶体生长的时间，得到了颗粒较大的蜡晶，避免抽滤流失，提高测量的的精密度。
作为本发明的改进，所述提抽装置包括底部盛放抽提溶剂的抽提瓶，所述抽提瓶下方设有加热装置，抽提瓶上方设有用于盛放溶质的抽提管、所述抽提管底部封闭上部敞开，并且抽提管底部侧向连通设有伸入抽提瓶的毛细管，所述抽提瓶上口与抽提管上部之间设有旁通管，所述旁通管向上延伸至抽提管上端并与其侧向连通，所述抽提管上方连接有分水器，所述分水器包括分水量筒和分水量筒上方侧向旁通的分支管，所述分支管下方出口伸入抽提管内，所述分水量筒的上方与冷凝管连接，所述冷凝管的顶部设有干燥器，所述干燥器的重质量为m干0，所述步骤(2)中甲苯回流抽提结束后，称量干燥器的质量为m干1。本发明的抽提装置中，使用时将装有污泥的无胶滤筒置于抽提管内，抽提瓶内注入抽提溶剂，通过加热装置加热使溶剂蒸发，溶剂蒸气向上经旁通管、分支管和分水器上部进入冷凝管，并在冷凝管内遇冷凝结成溶剂，溶剂向下回流入分水器内，随着溶剂的不断挥发和冷凝，当分水器内的溶剂液面高于分支管时，溶剂经分支管回流至抽提管内，并逐渐浸没无胶滤筒，使含油污泥中的水分随溶剂一起进入下部烧瓶中，与烧瓶中甲苯的油溶液形成共沸混合物，在加热的条件下被蒸出，与甲苯蒸汽一起进入上方冷凝管进行冷凝，在上方干燥器的作用为吸收未能完全冷凝而损失的水分，在实验前和结束后对其质量进行称量，计算得到未完全冷凝的水蒸气的质量，将该质量与分水器中水的质量相加，即为含有污泥中水的质量。
为便于控制抽提瓶内抽提剂的加热温度，所述抽提瓶内设有测温装置。
进一步地，步骤(4)中，石油醚溶液装入层析柱中后，底部用锥形瓶二盛接，在50±2℃水浴下，先用体积为V1的石油醚冲洗氧化铝层析柱，至底部出液端溶液无色澄清，石油醚体积用量为V1，移去锥形瓶二，再在层析柱底部用锥形瓶三盛接，用苯甲冲洗层析柱至底部出液端溶液无色澄清，甲苯的体积用量为V2，移去锥形瓶三，并在层析柱底部用锥形瓶四盛接，先用体积为V3的乙醇冲洗层析柱至底部出液澄清，再用体积为V3的甲苯冲洗层析柱，之后用体积比为1：1的甲苯和乙醇混合液冲洗层析柱，并且混合液体积用量为V3，最后再用体积为V3的乙醇冲洗层析柱，冲洗结束后将三个锥形瓶分别旋转蒸发至溶剂全部挥发干净;各冲洗溶液的用量V1、2或3=8*污泥的含油率*组分系数,单位为ml,组份系数的取值，饱和分和芳香分取80，胶质取40。
进一步地，本发明的的氧化铝层板柱为按SY/T7550-2012标准制成的标准吸附柱。
本发明的步骤(7)中各组份的按如下公式计算：
式中：
ω水——污泥中的含水率，单位为%;
ω油——污泥中的含油率，单位为%;
ω渣——污泥的含渣率，单位为%
V水——放出水的体积，单位为mL;
ρ——放出水的密度，单位为g/mL;
ω沥青——沥青质的质量百分数，单位为%;
ω饱和——饱和分的质量百分数，单位为%;
ω芳香——芳香分的质量百分数，单位为%;
ω胶质——胶质的质量百分数，单位为%;
ω石蜡——石蜡的质量百分数，单位为%。
进一步的，步骤(6)中甲苯和丁酮混合试剂的配制方法为，取适量的体积比为1：1的甲苯和丁酮混于烧杯中混合均匀，装入棕色的试剂瓶中避光保存待用。