水/土壤中油分析

 目前,全球有4000多种石油和油脂分析仪,由Wilks开发的InfraCal 2分析仪已经成为石化行业的标准仪器。这些基础的分析工具可确保水、钻井泥浆和钻屑以及土壤中的含油量被控制在规定的水平以下。 InfraCal 2 TRANS-SP 和InfraCal 2 ATR-SP  都是用来检测水中油、土壤中的TPH(总石油烃)和废水中的FOG(脂肪、油和油脂)理想工具。

 InfraCal分析仪在海上石油钻井平台这样的腐蚀环境下,仍可以使用10年以上,足见其坚固、耐用性。InfraCal分析过程不超过15分钟,且简单易操作,无需专业人员。它使用现场红外技术,检测水中油、钻井泥浆或钻屑中的油、土壤中的TPH(石油烃总量)及废水中的FOG(脂肪、油和油脂)。

最新的InfraCal 2,与InfraCal TOG/TPH一样,使用了红外分析技术,并增加了诸如数据存储和传输、多检测程序和密码保护等功能。InfraCal是独立的固定滤光红外仪器,检测结果与EPA 1664和ISO 9377- 2完全一致,符合ASTM D7066,EPA 413.2和418.1。

    Models INFRACAL 2 ATR-SP
    INFRACAL 2 TRANS-SP
    MDL Water 0.3 ppm 0.1 ppm
    MDL Soil 3 ppm 1 ppm
    Solvent Hexane Perchloroethylene, S-316

    水或土壤中高水平油含量检测

     InfraCal 2分析仪带有ATR样品台,可用于测量水中或土壤中0.5-10%的油。样品提取使用的溶剂在碳氢化合物波长不吸收红外光,因此不需要蒸发。直接在溶剂中测量萃取物,而不是从溶剂中蒸发,允许使用测量ppm级的ATR样品台测量百分比的样品。

    • 水中油测量范围: 0.5 – 10%
    • 土壤中油测量范围: 0.5 – 10%
    • 萃取溶剂: S-316, Tetrachloroethylene
       

    水中含油分析是一个全球性问题,涉及许多行业、分析方法和监管机构。由于油对环境的负面影响,水中允许的含油量有严格的限制。超出限制的范围可能会招致巨额罚款。任何排放废水的行业都需要测试水中的含油量,但其具体需求因行业而异。石油行业最关心的是上游和下游废水中的总油脂(TOG)。对于工业废水,公共水处理厂和大多数其他非石油行业排放的产出水,最重要的是检测其排出物中的脂肪、油和油脂(FOG)。FOG与TOG的不同之处在于,它通常含有大量的动物和植物成分。FOG在污水排放中尤其令人担忧,因为它会导致下水道堵塞,导致卫生污水溢出(SSOs)。 

    测量水中油的人都知道检测是相当具有挑战性的。不同来源的废水可能含有许多不同类型的碳氢化合物,每一种都有不同的化学组成。基于不同类型油的化学性质不一样,业内已经开发了各种各样的方法来测量废水中的油。尽管每个方法都不是完美的,但每种方法在分析水中油分时都有自己的优点和缺点。

    水中油分析技术

    水中油萃取破乳技术

     

     某些类型的样品,例如含有洗涤剂的样品,在将水中油萃取到溶剂中时可能会形成乳液。如图所示,溶剂和样品之间的边界将形成乳化层,其具有浑浊或乳白色的外观。根据美国EPA 1664方法,“如果乳液大于溶剂层体积的三分之一,则必须采用破乳技术来使其分离”。这影响所有使用液-液萃取的水中油测量,无论分析是通过红外法、重量法还是紫外方法进行的。如果这种乳液不能被破坏,则测试方法可能无法提供具有代表性的结果。破坏或减少乳液的最佳方法取决于样品基质。

    点击获取更多关于破乳技术 的信息

    水中油或油脂检测的溶剂选择

     在中红外(IR)区域,水的吸光性很强。从放在太阳底下的冷水会因为吸收热量而变得非常温暖这一现象可以看出,水的吸光性影响很大。当使用中红外测量百万分之一(ppm)水平的油时,水会吸收大量的红外能量,以致于信号饱和进而无法检测低水平的油量。样品中的油需要与水分离才能进行测量。通常,会将油萃取到溶剂中,然后直接在溶剂中进行测量,或者在溶剂蒸发后测量残留的油。

    有许多溶剂可以溶解油并且是疏水的,因此其可以形成一个单独的溶剂层,可以方便地用于分析。一些溶剂比水重,这需要使用分液漏斗或注射器以及带有隔膜盖的倒置小瓶才能获得溶剂层。比水轻的溶剂可以很容易地从容器顶部进入。溶剂及其性能的总结在下一节的图表中。

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    水中油或油脂检测的ASTM D7066-04方法

     实现油和油脂浓度水平的快速简便现场分析对海上石油平台、土壤修复和工业废水中的脂肪、油和油脂(FOG)检测十分重要。在《蒙特利尔议定书》签订之前,使用氟利昂作为萃取溶剂的红外(IR)分析是一种广泛使用的现场和实验室检测方法。1999年,美国环保署颁布了1664A方法以取代使用氟利昂的方法。1664A方法使用重量法并用己烷取代氟利昂进行提取。重量法是一种在实验室使用的方法,不能在现场使用。此外,己烷不适用于使用透射采样技术进行红外分析,因为它含有碳氢化合物。必须通过蒸发除去己烷。否则,己烷中的碳氢化合物将影响油和油脂的浓度测量。由于红外分析的测量能力很强并且简单便携,ASTM认为找到氟利昂的替代溶剂并开发合适的红外检测方法非常重要。

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    应用

    InfraCal 2分析仪用于测量水或土壤中的油,可用于许多不同的应用。主要应用如下:

    采出水中的油

     

      随着近海油井的开采,污水处理系统面临的挑战也越来越大。为了保证水的含油量在规定的范围内,定期进行检测是很重要的。红外分析用于近海石油的检测已经有50多年的历史。红外分析是一种公认的含油量测定方法,因为它最不受采出水成分变化的影响。EPA 413.2和418.1是一种用红外检测油和油脂的方法,使用氟利昂从废水中提取烃类物质。EPA 1664,采用己烷作为萃取溶剂和重量分析法,目前,重量分析法已经取代了氟利昂方法,成为检测油和油脂的标准方法。但是,重量分析法需要熟练的实验室技术员,费用昂贵,花费时间长,并且要对设备进行处理。

    InfraCal 2红外分析仪是检测石油、油脂和石油烃的标准仪器,因其检测结果与EPA 1664完全一致而出名。

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    废水中的FOG

     

    InfraCal 2分析仪是用于废水处理和公共用水处理厂的红外分析仪。斯派超科技的提供的InfraCal 2分析仪操作简单,可以帮助用户监测废水中的FOG含量,从而避免因污染招致的罚款或处罚。在大多数情况下,废水处理厂需要等待数天甚至数周后才能获得实验室的分析结果。现在,使用斯派超科技公司的仪器,他们只需要15分钟就能得到结果。

    InfraCal 2分析仪结构紧凑、重量轻、电池供电,使它成为现场分析的理想工具。它利用了烃类(比如油和油脂)可以通过适当的溶剂或者提取步骤从废水或土壤中提取出来这一特性。

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    修复土壤中的TPH

     

      InfraCal 2分析仪可用于修复现场(比如地下储罐泄露、压裂水蓄水池、废水蒸发池、溢油)检测土壤中的TPH。在等待实验室分析结果的同时,现场管理人员可以不用让昂贵的土壤修复设备闲置。只需不到15分钟的时间,几个简单的步骤(非技术人员也可操作),就可以获取检测结果。将土壤与萃取溶剂混合、摇匀、过滤,然后将过滤后的土壤放在InfraCal 2分析仪上进行检测。

     InfraCal 2由于没有移动部件、坚固耐用,是修复现场的理想选择。它是6.5英寸(127mm)的正方形,重量不足5磅(2公斤),可以使用12伏的电池供电。样品和溶剂的选择不同,检测范围也不同,从ppm到百分比。InfraCal 2的多校准曲线允许TPH的检测范围从ppm到百分比。

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    压裂水中的油


    水力压裂产生的水(回流水)无论是用来清理下一个裂缝、用来清理现场设备、流入蒸发池,还是通过热或膜脱盐供农业使用或直接排放到地面,第一步都是要去除里面的石油。为了避免因污染招致的罚款,检测除油系统的有效性是非常重要的。

     

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    钻井泥浆和钻削中的烃类物质检测:

     

     海上钻井中会产生大量钻屑,海洋废物处理要求废物中的TPH不超过一定的限制。

     将钻屑运到岸上需要大量劳动力,成本昂贵,而且如果遇见恶劣的天气,钻探活动可能停止。废物处理还必须满足岸上处理或者回收再利用的要求。要检测钻屑或钻井泥浆中烃的含量,需要将油提取到溶剂中。InfraCal 2的多校准曲线允许ppm级到百分比级别的TPH检测。

     无论在岸还是离岸,在15分钟之内,InfraCal 2都能确定烃的含量是否超过了允许的限度。InfraCal 2是一种结构紧凑的、坚固的、没有运动部件的中红外分析仪。烃的检测精度为3.4 mm (2930 cm-1)。它坚固耐用,重量不到5磅,用户界面专门为非技术操作人员而设计。

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