Способ определения объемной концентрации нефтепродуктов в сточных водах

 

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОНЦЕНТРАЦИЙ НЕФТЕПРЬдУКТбВ Ё СТОЧНЫХ ВОДАХ, включающий, овлучение исследуемого образца излучением в спектральном диапазоне 0,4.-1,2 мкм и регистрацию рассеянного излучения, о т л и ч to и и с я тем, что, с повышения точности иэме1рений, исследуемый образец эмульгируют и регистрацию расг сеянного излучения проводят в процессе эмульгирования под углом направленюо облучающего излучения, а искомую концентрацию с ц-определяют из соотношения и IIMOIKC ixioiKc максимальное значение ингде тенсивности /рассеянного из лучения в процессе эйУльгирования; (Л л - постоянна;.

С(303 иСОВЕТСНИХ

И И И ГИИИ ИИИ

ЩСПУБЛИК зло

ГОСУДАРСТОЕННИЙ КОМИГЕТ СССР II И ИИ ИИИИ М И

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

k ASTOPCkOMV ОВИДЕИИЛЬСТВИИ (2 1 ) .3.299500/1 8-.-25 (22) 09 .Ои4. 81 (46), ->5.Ë5. 83. вюл. р 18 (72). С.Л:.Ощецков, = И.1я.Радюк .

И .Пи.йседьсоН и В,Н ;Кузьмнн (71): Ордена Трудового Красного.

Знамени ийститут физики AB Белорусской ССР (.53) 53.5. 24 (088. 8) (56:) .1. иприщивалко А.л., Ощепков с;л.

Определение срецнего размера частиц .и концентрации водонефтяных эмульсий-методами светорассеяния, ВЦСПС ТЗО, В 6, 1979, с.1093-..1098.

2 ° Патент Великобритайии В 1556029; кл. О О1 И 21/ОО:, 1979 (прототип) . (54)i(:57):CITOCOB ОПРЕДЕЛЕНИЙ .KOHU7HTРАЦИИ НЕФ1ВПРОДУКТОВ В СОЧНЫХ ВОДАХ, „.auÄÄ l 017982 A включающий. облучение исследуемого образца ИзлУчением в спектральНом диапазоне 0,.4:-1,2 мкм а регистрацию рассеянного излучения, о т л и ч а ю шийся .. тем,- что, с ц(елью повышения точности измерений, йсследуемый образец змульгирувт и регистрацию рассеянного излучения проводят в-процессе -эмуяьгирования под углом 3-79m: направлений облуяающего.излуЧения, а искомую концентрацию си определяют из соотношения си = а .Змеек где 3 „ „- максимальное .значение интенсивности рассеянного излучения .в процессе,змуль- Я гированияу а — постоянная.

1017982

Изобретение относится к оптическим измерениям и может быть использовано для определения объемной концентрации нефтепродуктов в сточных водах нефтеперерабатывающих предприятий.

Сведения о концентрации нефтепродуктов необходимы для контроля чистоты сточных вод от нефтяных загрязнений, а также для эффективного использования имеющихся на нефтеперерабатывающих заводах очистных сооружений 10 на каждом этапе нефтеочистки.

Известен способ определения конца-лтрации в водонефтяной эмульеии, включающий облучение исследуемого образца водонефтяной эмульсии в об- 15 ласти спектра 1,85-2,1 мкм с .последующим определением объемной концентрации воды по измерениям коэффициента ослабления и интенсивности излучения, рассеянного исследуемой средой в направлении 7-15оотносительно падающего .пучка(1 ). Однако при исследовании эмульсий типа нефть в воде этот способ неприменим, поскольку вода,. как дисперсионная среда, пог лощает излучение в укаэанной облас1ти спектра.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является способ определения объемной концентра- ЗО ции нефтепродуктов в сточных водах, включающий облучение исследуемого образца излучением s спектральном диапазоне 0,4-1,2 мкм и регистрацию рассеянного излучения f2)

35.

Недостатком известного способа является зависимость результата измерений от дисперсного состава капель нефтяных загрязнений, что приводит к понижению точности определения объемного содержания нефтепродуктов.

Целью изобретения является повышение точности измерений, Поставленная цель достигается тем, что согласно способу включающему облучение исследуемого образца излуче45 кием в спектральном диапазоне 0,4-1,2 мкм и регистрацию рассеянного излучения, исследуемый образец эмульгируют и регистрацию рассеянного излучения проводят в процессе змульги- 5О рования под углом 3-7о к направлению облучающего излучения, а искомую концентрацию с,определяют из соотношения си а ЛМОК к (1) где, — максимальное значение интенсивности рассеянного излучения в процессе змульгирования; а — постоянная. 60

Сущность изобретения поясняется следующим.

Нефтепродукты в сточных водах нефтеперерабатывающих заводов в основRoM, нахОдятся в эмульсиОннОм состоя 65 нии, причем их концентрация, как правило, невелика. Интенсивность излучения, рассеянного исследуемым образцом такой эмульсии, в общем случае зависит от направления рассеяния, длины волны и интенсивностй падаюшего излучения, оптических свойств вещества нефтепродуктов, а также от концентрации рассеивателей и их функции ,распределения по размерам.Если пер вые три параметра являются заданными в эксперименте по интерпретации интенсивности рассеяния для определения концентрации нефтепродукта, то априорные сведения о микрофизических параметрах нефтепродукта являются, как правило, весьма общими. Поскольку вариации этих параметров могут

Оказывать сильное влияние на интенсивность светорассеяния, то наличие ,таких априорных предположений вносит большую погрешность в Определении концентрации нефтепродуктов.

В предложенном способе для уточнения априорной информации о дисперсном составе капель нефтепродукта предлагается ввести дополнительную" операцию — процесс эмульгирования исследуемого образца.

Такой процесс приводит к раэмельчению капель нефтепродукта,не изменяя его объемного содержания.Из общих свойств рассеяния излучения системой. частиц описываемой одномодальной функцией распределения по размерам известно, что в зависимости от модального размера частиц интенсивность. светорассеяния при неизменной их объемной концентрации имеет один. определенный максимум. Учитывая, что распределение капель эмульсии по размерам, по крайней мере в процессе эмульгирования описывается одномодальной функцией, в частности гамма-распределением, значение интенсивности рассеяния излучения в максимуме нетрудно получить посредством эмульгирования нефтепроцуктов.

Проведенный анализ зависимостей индикатрисы.светорассеяния от параметров дисперсного состава и оптических конста»т нефтепродуктов, показывает, что значения интенсивности рассеяния в максимуме по времени эмульгирования наименее чувствительны к вариациям этих параметров для направлений рассеяния P$ 7О

Для направлений, близких к рассеянию, максимумы интенсивности светорассеяния в спектральном диапазоне прозрачности воды 0,4-1,2 мкм лежат и области довольно крупных капель нефтепродуктов, что может существенно ограничить возможности метода пг определению максимального значения интенсивности светорассеяния при эмульгировании эмульсии. Учитывая, кроме того, технические трудности

1017982 регистрации рассеяьного излучения в направлениях, близких к направлению распространения. падающего на образец излучения, укаэанную об- . ,ласть углов рассеяния следует огранйчн гь интервалом З.-T .

П р. и и е .р. На чертеже пред@Фавл®на зааксимость интенсивности рассеяййя 6< под углом:5 при освещении Исследуемого 6бразца излуче- . нием с длиной волны 0,6328 мкм-от- 10 наиболее вероятиого радиуса г каО пель двух наиболее различающихся по оптическим свойствая .нефтей.Сурахаиского месторождения Азербайджанской COP (сплошные и штриховые кри- 15 вше) для двух предельных из области . наиболее вероятных значений параметрар, характеризующего полуширину распределейия йефтяных капель по размерам (значения указаны у кри- .р вых) . Приведенные зависимости соОтветствуют единичным значениям объемной концентрации С ие4тепродукта, интенсивности 3. о падающего излуче° -ния и тОлщины ю6аети 2. При толщине кюветы 6 значение интенсивности раесеянного излучения выражается через Э2 для конкретных значений этих . параметрав. Л -.ИУ, (2) . 36 э. . Как видно, различие максимальных значений.3 2, обуоловлечное изменением сорта нефти и дисперсности по З5 полуширине распределения капель эмульсии не превышает 12%.. Принимая его среднее. значение в максимуме, равное

15,6 мкм"<,иэ (2)о получим, что константа а в формуле (1) для опреде-ления объемной концентрации нефте-. продуктов по максимальному значению интенсивности рассеянного излучення по времени змульгирования в рассмотренном примере равна сое 5 а= 15 6 Z Z . (3)

Из структуры соОтношения (1) вид но, что погрешность определения объемной концентрации нефтепродуктов .за сче измерений не превышает погрешности измерения интенсивности рассеянного излучения. Дополнитель. ная систематическая погрешность определения концентрации, вызванная отсутствием априорных сведений о физико-химических свойствах нефтепродукта не превьааает 6Ъ.

Прн использовании способа (23, где ие проводится стандартизация эмульсии путем эмульгирования исследуемого образца, .погрешность определения объемной.кОнцентрации за счет меняющихся микрофизических параметров нефтепродукта может достигать 30-40% и более. В част-. ности, при измерениях интенсивности с погрешностью 10% точность определения объемной КонЦентрацик Нефтепродузстов по предлагаемому способу в 3-4 раза превосходит точность ее определения по способу (2 ) . Таким образОм, использование предлагаемого способа позволяет значительно повысить эффективность контроля нефтяных загрязнений сточных вод и тем самым создает условия для разработки высокопроизводительных технических процессов обеспечения охраны окружающей среды в нефтеперерабатывающей проьыиленности, 1О17982

ВНИИПИ Закаэ 3528/41 Тираа 8 .3 Подписное

° еюююю в

Филиал ППП "Патент", r.Уагород, ул.Проектная,4