[发明专利]一种基于感应加热技术的油泥分相含率检测方法和系统

说明书

本发明公开了一种基于感应加热技术的油泥分相含率检测方法和测量系统。该检测方法基于油泥的形成机理及理化特性，采用感应加热技术，按照设定的升温曲线对油泥进行热解，对热解产生的油气和水蒸气冷凝收集，用置于量筒中。量筒中油和水自然分离，从量筒刻度读出下层水的体积，结合密度获得水的质量；采用分析天平称得油水总量，减去水的质量，获得油的质量；油泥质量减去油、水的质量即获得渣质量，从而计算油泥分相含率。采用该检测方法实现了对油泥分相含率的同时检测，能够在1小时左右完成对储运油泥进行快速检测，且三相的检测绝对误差均小于2％。测量系统主要由感应加热电源、感应加热器、温度检测模块、控制器、冷凝装置和计量试管组成。

技术领域

本发明属于油泥成分检测领域，尤其涉及一种基于感应加热技术的油泥分相含率检测方法和测量系统。

背景技术

石油是工业社会不可或缺的重要能源，在石油的开采、运输、储存过程中不可避免地由于沉积或污染而产生油泥，这些在生产过程中形成的油泥无法直接利用，多被遗弃或焚烧处理。油泥的主要成分是油和水，还包含一部分渣。油泥的资源化利用可减少资源的浪费，同时避免油泥对生态环境的污染。对油泥的分相含率(包括含水率、含油率和含渣率)进行快速检测，不仅可以为油泥的市场化交易提供依据，同时也对油泥回收处理工艺的设计提供技术支持，是油泥资源化利用的前提条件。在交易过程中买卖双方都需要快速了解油泥的含油率。

目前，对于油泥的分相含率检测还没有统一的行业标准，一般做法是借鉴石油产品的工业分析方法。石油产品的含水率检测方法有烘干法、卡尔·费休法、电容法、微波法、共沸蒸馏法等。

国标GB/T 260-1977《石油产品水分测定法》采用烘干法测定石油产品的水分含量。利用标准大气压下水的沸点是100℃，在105℃～110℃恒温环境下对其加热，水分汽化溢出。样品在加热过程中质量的减少即为样品中水分含量。

共沸蒸馏法是国标GB/T 260-1977《石油产品水分测定法》中测量石油产品中水分含量的标准测定方法。

国标“GB/T 11146-2009《原油水含量测定卡尔·费休库仑滴定法》”将卡尔·费休库仑滴定法作为原油产品含水率测定的标准方法。其测量原理是利用卡尔·费休试剂与样品中的水分发生化学反应，根据所需要消耗的试剂量来确定含水率。

电容法是利用油和水介电常数的差异，常温下水的介电常数一般为80左右，而油的介电常数为2.3左右，差异非常明显。通过对油水混合物介电常数的测量来实现含水率的测定。

微波法是利用水对微波信号的强烈吸收作用来实现含水率检测。

红外分光光度法是国标HJ637-2012指定的地表水含油率检测方法。

气相色谱法是国际标准化组织提出的用于检测水质的测量方法，同时也是美国EPA组织用于测定土壤及其他物质中油分的标准方法。

以上方法和探索分别采用不同方法实现了石油产品的含水率检测或者水中含油率的检测，对油泥含水率、含油率的检测也提供了一定的借鉴作用，但都存在明显的不足。烘干法和共沸蒸馏法测量时间长达4-8小时，卡尔·费休滴定法需要复杂的仪器，样品用量少导致取样代表性不足。轻质油在低温下挥发引起烘干法检测中含水率偏高。电容法和微波法能实现快速含水率检测，但电容法仅适用于低含水率场合。红外分光光度法和气相色谱法可实现含油率检测，但一般都是在含油率较低的场合。另外，这些方法都只能实现单一参数，如含水率或含油率的检测，不能实现油泥的分相含率(含水率、含油率和含渣率)检测。

许修强等提出改进的共沸蒸馏法(许修强,王红岩,申志兵,等.油砂油泥含油率测定方法研究[J].化工科学,2008,16(4):1-4.)，可用于油泥中水分、渣和油的含量，如图1所示，通过抽提试样中的油分，将抽提法与共沸蒸馏法相结合，同时测定油泥样品的含水率与含油率，实验的残渣可经过烘干处理，测量原油泥含渣量。但是其存在设施复杂、流程长(需5～10h)等问题，不能满足快速检测的要求。