红外法测定工业循环水水中油含量的不确定度来源分析及影响因素控制_郭亚丽.pdf

1、TOTAL CORROSION CONTROLVOL.26 No.10 OCT. 201236红外法测定工业循环水水中油含量的不确定度来源分析及影响因素控制郭亚丽 李 红 （中国石油乌鲁木齐石化公司研究院，新疆 乌鲁木齐 830019）摘 要 ：分析红外法测定工业循环水冷却水中油含量的不确定度来源，对影响测定结果的因素提出控制措施，以保证测定结果准确性。关键词： 不确定度 红外分光光度法 油含量 工业循环冷却水中图分类号： TG174.3 文献标识码： A 文章编号：1008-7818(2012)10-0036-02Uncertainty Sources and Control in Dete

2、rmination of Oil in the Industrial Circulating Cooling WaterGUO Ya-li, LI Hong（Urumqi Petrochemical Company Institute. Urumqi 830019, China）Abstract: Uncertainty sources that analyzed in the indetermination of oil content in the industrial circulating cooling water. Then put forward measure of contr

3、ol that influence factors, to assurance measures result accuracy. Key words: uncertainty; infrared photometry; oil content; industrial circulating cooling water 作者简介：郭亚丽（ 1974），女，陕西人，高级工程师，主要从事水处理技术研究。0 前言工业循环水监测中，油类是一项重要的监测项目。乌鲁木齐石化公司按照集团公司的要求在循环水管理上制订了9项监测指标作为考核依据，油含量是其中重要的一项。目前全公司有炼油、化肥、化纤、电厂等循环水

4、系统12套，每周对这些系统水质进行监测，各厂循环水的油类污染各不相同，油类的成分比较复杂。因此，我们选用的油含量测定标准具有比较广泛的适用性，适用于地面水、地下水、生活污水和工业废水中的石油类和动植物油的测定。在连续几年的油含量检测过程中，我们发现油含量分析结果的准确度有待提高。为了使检测结果能更真实的反映循环水的含油量，对水质做出正确的判断，对测定过程不确定度来源进行分析，指出影响测定结果准确性的因素，提出油含量测定过程影响因素控制方法，以保证循环水中油含量测定结果的准确可靠。1 方法简介经酸化的循环水加入氯化钠破乳后置于自动萃取振荡仪中，用四氯化碳将循环水中的油萃取出来，用三波数红外测油仪

5、对在波数为2900cm-1、2960cm-1和3030cm-1全部或部分谱带处有特征吸收物质进行比色分析。该法中利用烷烃中亚甲基、甲基及芳烃的碳氢伸缩振动确定2930cm-1、2960cm-1和3030cm-1三个波数为油的特征吸收峰，运用朗伯-比尔定律对循环水中油含量进行定量分析1。由于是在工业循环水中，此处仅为石油类，不考虑动植物油。2 测定步骤2.1 主要仪器设备和试剂腐蚀研究Corrosion ResearchDOI:10.13726/ki.11-2706/tq.2012.10.007全面腐蚀控制第26卷第10期2012年10月37（1）IR-200A 红外分光测油仪；（2）自动萃取振

6、荡仪；（3）氯化钠（分析纯）；（4）无水硫酸钠（分析纯）；（5）四氯化碳；（6）盐酸（1+5）。2.2 测定2.2.1采样样品要单独采样，实验室内不得分样。必须使用玻璃瓶采集样品；采样时连同表层水一并采集。2.2.2 萃取过程将500mL的经盐酸酸化到pH2的水样加入氯化钠摇荡溶解后，全部转移到自动萃取振荡仪中，加入20mL的四氯化碳萃取后静置，将底部的四氯化碳层经无水硫酸钠的过滤到50mL比色管中；再加入20mL四氯化碳重复萃取一次，取适量四氯化碳洗涤漏斗进入比色管中，用四氯化碳定容到刻线。2.2.3 测定过程以四氯化碳为参比，使用4cm的比色皿，在IR-200A红外测油仪上进行三波数定点扫

7、描定量。在工业循环水中一般不含动植物油，故无须硅酸镁吸附，直接测定总萃取液中的油含量。3 红外法测定水中油含量不确定度来源（1）样品乳化严重引入的不确定度：个别样品因水中含有的水处理剂影响，导致萃取后分层不明显，并带有气泡，使萃取后的分离过程比较困难，由此使得测定难以准确进行。（2）无水硫酸钠带油引入的不确定度：萃取过程的最后萃取层需经过无水硫酸钠过滤过程，因此，无水硫酸钠带水会引入误差。（3）红外测油仪波长不准引入的不确定度：三波数红外法测定水中油含量是利用被四氯化碳萃取后的水中油在2930cm1、2960cm1和3030cm1位置处有特征吸收峰来进行测定，波长定位不准确对测定结果有直接影响

8、。（4）红外测油仪不稳定引入的不确定度：仪器不稳定，指示仪器波长定位不准确、定量检测信号接收不稳定，对测定结果有影响。（5）萃取剂纯度不高引入的不确定度：市售的四氯化碳中往往加入少量的二苯胺、丙烯腈、乙酸乙酯、烷基氰和脂肪酸衍生物作为稳定剂，对测定结果有干扰，因此，需进行纯化。即使红外测油专用的四氯化碳不同批次间纯度也有差异，有的检验不合格。当四氯化碳纯度不高时，其中杂质也会在2600cm13300cm1波长处产生吸收峰，从而对低浓度的样品测定产生很大影响。（6）比色皿的清洁不好在测定低浓度样品时引入的不确定度：比色皿清洗不干净，透光面有污浊产生光吸收，导致结果误差。（7）样品采样过程引入的不

9、确定度：采样环节非常重要，采样的位置、采样容器材质、容器的清洁都对样品有影响。4 红外法水中油含量测定过程中影响因素控制在测定过程中，除了要严格按照检测标准进行操作外，还要对测定过程中影响校准结果准确度的因素进行适当的控制，采取以下措施，使各不确定度分量控制在一定的误差范围内，更好地提高测定结果地准确性。（1）对于乳化严重的样品可增加氯化钠的加入量，但加入量不得超水样的5%。（2）为避免无水硫酸钠带油带入的误差可在测定前用合格的四氯化碳经无水硫酸钠过滤，检验过滤后的四氯化碳谱图并对照无过滤的四氯化碳谱图，有无较大差异。若差异较大需将无水硫酸钠在高温栏内加热去油后方可使用。（3）定期对仪器波长定

10、位进行检定/校准，由专业质量监督人员定期对仪器进行检定/校准。（4）提前打开电源保证红外测油仪测定过程中能够稳定工作。对仪器的使用操作做出要求，规定在测定前半小时打开仪器电源，以保证仪器各部分提前通电进行预热。（5）萃取剂的纯度对测定结果有很大影响，建议使用红外测油专用四氯化碳，但使用前需对萃取剂进行测定，因每批次试剂质量上有所差异，吸光曲线平滑无明显锐峰方可使用；或者可使用经8090蒸馏纯化处理的四氯化碳。（下转第58页）腐蚀研究Corrosion ResearchTOTAL CORROSION CONTROLVOL.26 No.10 OCT. 201258兰连接，在钢管间连接弯头等管件或设

11、备。消火栓采用鞍形三通焊接PE法兰与消火栓连接。钢管外防腐采用塑化沥青防蚀带防腐，钢管内采用喷塑处理。3.2.9 管道水压试验及地面恢复 （1）按照GB50268给水排水管道工程施工及验收规范中规定的压力试验标准进行压力试验。（2）钢管防腐：钢管外防腐采用塑化沥青防蚀带防腐，钢管内采用喷塑处理。（3）工作坑回填及恢复路面：回填前应将坑底积水及杂物清干净。回填应先填实管底，再同时填管两侧，然后回填至管顶以上0.5m处，采用人工夯实待管道检验合格后进行回填。管顶以上0.5m采用机械夯实。作业坑回填全部采用素土回填。4 效益分析4.1 保证了消防水系统安全稳定运行由于地下消防水系统使用年限较长，管道

12、泄漏严重，每次发生泄漏，查找泄漏点较为困难而且处理起来工作量较大、处理难度大。非开挖地下消防水系统U-HDPE管内衬修复后，可安全运行40余年，保证了公司消防系统安全稳定运行，并大幅度减轻检修维护人员劳动强度。4.2 大幅度降低工程造价，节约资金若将地下消防水按原设计全部更换，不仅开挖工作量巨大，而且不易或不能实施，并对公司文明生产产生严重影响。若消防水系统管道更换采用地上空中布置，需要考虑消防水管道支架及土建基础、管道保温及加装伴热等防寒防冻措施，经核算需要资金700万元800万元，而采用非开挖U-HDPE管内衬修复技术只需要185万元，节约资金500万元600万元。4.3 节约水资源非开挖

13、地下消防水系统U-HDPE管内衬修复后，不仅消除了泄漏点，而且消防水管道强度及防腐性能得到了提高，防止了消防水系统泄漏，节约了水资源。在升压站下消防水系统U-HDPE管内衬修复施工中，分别发现2号、3号主变南侧消防水母管与消防栓支管连接处泄漏，2号主变南侧泄漏量在5t/h10t/h，3号主变南侧泄漏量在30t/h左右，减少消防水泄漏量35t/h40t/h，每年节水30余万吨，直接经济效益50余万元。5 结论（1）非开挖地下消防水系统U-HDPE管内衬修复工艺无需全部开挖地下管道，大幅度节约人力、物力、财力，并成功解决了消防水系统管道地上空中布置防寒防冻问题，也妥善解决了由于地下消防水管道腐蚀、

14、减薄造成的强度降低问题，（2）非开挖地下旧管道U-HDPE管内衬修复工艺，待修复的管道内部无需干燥、除锈，属于全新防腐工艺，可广泛应用于石油、天然气、城市给排水及污水处理等行业，具有广阔的应用前景。参考文献1 宋珊卿. 动力设备水处理手册M. 北京. 中国电力出版社, 1997.2 王杏卿. 热力设备的腐蚀与防护M. 北京. 水利电力出版社, 1988.（6）保持比色皿透光面清洁无污物是光度分析的基本要求。使用前观察比色皿干净与否，不干净需进行清洗后方可使用。并在测定前先进行比色皿校正。（7）采样时在流速均匀非死角的位置避开水面漂浮的油花进行，使用标注刻度的玻璃瓶，采样前用四氯化碳清洗，样品采集后不得分装。5 结果讨论（1）对测定过程中影响因素进行控制，提高测定结果准确性，从而保证油含量测量的准确性。（2）红外油含量测定过程中萃取剂的纯度对测定结果影响非常大，建议使用红外专用四氯化碳并在测定前进行空白检测观察吸收峰平滑方可使用，或者使用经蒸馏纯化处理的四氯化碳。参考文献1国家环境保护局. GB/T16488-1996. 水质 石油类和动物油的测定 红外光度法S. 北京: 中国标准出版社, 1997.（上接第37页）生产实践Production Practice