前沿應用|低場(chǎng)核磁共振技術(shù)在油泥含油率檢測中的應用
含油污泥是指混入原油、各種成品油、渣油等重質(zhì)油的污泥。含油污泥不是自然界固有存在的，而是由于油田開(kāi)采、石油煉制過(guò)程、運輸、使用、貯存等各種與原油、成品油有關(guān)的工業(yè)、民用、個(gè)人等，因各種事故、操作不當、設備陳舊、破損、腐蝕等原因造成原油、成品油跑、冒、滴、漏，外泄到地面，沉積到海洋、湖泊、河底，與泥土、水等混合在***起而形成的油、土，水，甚至摻混有等其他污染物的混合物。含油污泥對人體有害，對植物、水體生物有害，蒸發(fā)在空氣中的油氣能刺激皮膚、眼睛及呼吸器官，使土地失去植物生長(cháng)的功能，處理和修復困難，是石油及石油化工工業(yè)的主要污染物之***[1]。 據不完全統計，我***石化行業(yè)平均每年產(chǎn)生80萬(wàn)t含油污泥，全石化行業(yè)平均每年產(chǎn)生6000萬(wàn)t含油污泥。油泥是***類(lèi)具有資源回收價(jià)值的含油固體廢物。 低場(chǎng)核磁共振作為***種高新技術(shù)，***般在2min內完成對油泥含油率的檢測，可以對油泥的油回收水平進(jìn)行快速評估，以及對油泥處理工藝進(jìn)行實(shí)時(shí)評價(jià)。 ***、含油污泥的主要產(chǎn)生場(chǎng)景[2]？ 1）原油開(kāi)采產(chǎn)生含油污泥：原油開(kāi)采過(guò)程中產(chǎn)生的含油污泥主要來(lái)源于地面處理系統，采油污水處理過(guò)程中產(chǎn)生的含油污泥，污水凈化處理中投加的凈水劑形成的絮體、設備及管道腐蝕產(chǎn)物和垢物、細菌(尸體)等組成了含油污泥。此種含油污泥***般具有含油量高、粘度大、顆粒細、脫水難等特點(diǎn),它不僅影響外輸原油質(zhì)量,還導致注水水質(zhì)和外排污水難以達標。 2）油田集輸過(guò)程產(chǎn)生含油污泥：油田集輸過(guò)程產(chǎn)生的含油污泥的主要來(lái)源于接轉站、聯(lián)合站的油罐、沉降罐、污水罐、隔油池底泥、煉廠(chǎng)含油水處理設施、輕烴加工廠(chǎng)、天然氣凈化裝置清除出來(lái)的油沙、油泥，鉆井、油田作業(yè)、管線(xiàn)穿孔而產(chǎn)生的落地原油及含油污泥。油品儲罐在儲存油品時(shí)，油品中的少量機械雜質(zhì)、沙粒、泥土、重金屬鹽類(lèi)以及石蠟和瀝青質(zhì)等重油性組分沉積在油罐底部，形成罐底油泥。這些含油污泥本身成分復雜，含有大量的老化原油、蠟質(zhì)、瀝青質(zhì)、膠體和固體懸浮物、細菌、鹽類(lèi)、酸性氣體、腐蝕產(chǎn)物等，在污水處理過(guò)程中還加入了大量的凝聚劑、緩蝕劑、阻垢劑、殺菌劑等水處理藥劑，也混于含油污泥中。 3）煉油廠(chǎng)污水處理場(chǎng)產(chǎn)生的含油污泥：煉油廠(chǎng)污水處理場(chǎng)的含油污泥主要來(lái)源于隔油池底泥、浮選池浮渣、原油罐底泥等，俗稱(chēng)“三泥”，這些含油污泥組成各異，通常含油率在10%～50%之間，含水率在40%～90%之間，同時(shí)伴有***定量的固體。 4）鋼鐵冶煉等行業(yè)用油所導致的污染的泥土。 5）海上油田開(kāi)采，造船修船使用重油烴所污染的海岸線(xiàn)、河流邊際，海底含油污泥，石油油罐車(chē)船事故導致的油品泄漏造成的水體、地表含油污泥等。 二、含油污泥的主要處理方法？ 含油污泥因污染造成的原因等不同而組成不同，***般油田、貯罐等產(chǎn)生的含油污泥含油率在10%～50%，含水率在40%～90%。這些含油污泥的產(chǎn)生、數量和組成基本上比較穩定，是***種可以進(jìn)行回收的資源，目前主要的處理方式有以下幾種[3]。 1）固液機械分離法：固液機械分離法是研究較早、較成熟、較通用的含油污泥處理方法，其從真空過(guò)濾法、加壓過(guò)濾法到滾壓過(guò)濾法，再到離心脫液法，實(shí)現了含油污泥從固、液兩相分離到油、水、渣三相分離，分離后的水相進(jìn)污水處理廠(chǎng)進(jìn)行處理，油相至煉廠(chǎng)回煉，濾渣通常采取填埋、焚燒和生物處理及部分綜合利用等措施進(jìn)行處理。 2）化學(xué)熱洗法：化學(xué)熱洗法也稱(chēng)熱脫附，是利用熱化學(xué)溶液對含油污泥進(jìn)行反復洗滌，使油類(lèi)物質(zhì)從固體表面脫離的方法。常用的熱洗液主要是混合堿，可由無(wú)機堿和無(wú)機鹽組成，也可選用更經(jīng)濟的洗滌用品。洗滌后的混合液可通過(guò)氣浮的方式實(shí)現油水分離。 3）溶劑萃取法：溶劑萃取法是利用物質(zhì)極性的相似相溶原理，選取有機溶劑作為萃取劑，將含油污泥中的油類(lèi)物質(zhì)抽提出來(lái)，而后對萃取液進(jìn)行蒸餾，將溶劑與油類(lèi)物質(zhì)分離的方法。油類(lèi)物質(zhì)可回收利用，殘渣達到環(huán)保要求后可直接填埋或進(jìn)***步利用。 4）熱解法：熱解法是指在無(wú)氧微正壓的條件下加熱含油污泥，使其中的油類(lèi)和有機物析出，將含油污泥分離為熱解渣、熱解液、熱解氣，達到資源利用目的的方法。 此外除了以上含油污泥處理方法外，還有地耕法、含油污泥固化法、化學(xué)破乳法、固液分離法、土地填埋技術(shù)，含油污泥的綜合利用***般是利用含油污泥鋪路、制磚、制作蜂窩煤等。***外還有含油污泥低溫熱解技術(shù)，以及采用溶劑和低頻聲波分離油泥的方法等。 可以看出，對油泥的回收處理技術(shù)比較繁多，那么有什么方法可以快速評價(jià)污泥的處理效果呢？這里就提供了低場(chǎng)核磁共振法，用于快速評價(jià)污泥的油回收效果評價(jià)[4]。
三、低場(chǎng)核磁共振法在油泥油含量檢測中的應用 那如何使用低場(chǎng)核磁共振技術(shù)來(lái)檢測油泥中的油含量呢？以下帶來(lái)詳細的應用案例： 1） 準備***批從污泥樣品處理回收獲得的油樣。 2） 稱(chēng)取0.5g油樣，進(jìn)行核磁信號的檢測，隨后增加油樣，記錄對應的重量，以及對應的核磁信號。（稱(chēng)取的油樣質(zhì)量滿(mǎn)足范圍即可，這***步是為了建立油信號標線(xiàn)，***般取五個(gè)點(diǎn)，要求相關(guān)系數＞0.999）。 3） 將不同質(zhì)量下的油樣的質(zhì)量以及對應的核磁信號，進(jìn)行擬合，得到油樣質(zhì)量和核磁信號的標線(xiàn)。 4） 將需要檢測的油泥樣品，加入油水分離劑，并充分攪拌分離，使用同標線(xiàn)***樣的參數，獲得油的核磁信號。 5） 將待測樣品的油核磁信號帶入標線(xiàn)，即可得到油泥中的油質(zhì)量，從而獲得油泥的含油率。
(文章來(lái)源于儀器網(wǎng))
