2022年油田化学剂及石油产品中硫氮含量的测定 .pdf

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1、学而不思则惘，思而不学则殆油田化学剂及石油产品中硫、 氮含量的测定曾文平迟永杰张娅娜(中国石油西南油气田分公司天然气研究院)摘要介绍了一种测定油田化学剂和石油产品中硫、 氮含量的仪器分析方法。试验内容包括制作外标工作曲线,考察方法的精密度和准确度,测定不同类型油田化学剂和石油产品样品中的硫、 氮含量 。结果表明:该方法线性范围宽、 检测限低,测定结果的相对标准偏差不大于4 % ,对于硫或氮浓度大于30 mg/ l 的样品,相对误差在3 %以内 。该方法具有操作简捷、 准确度高 、 重复性好以及高选择性等优点,适用于油田化学剂和石油产品中硫、 氮含量的测定。关键词化学发光法测定油田化学剂石油产品

2、硫 、 氮含量油田化学剂,如酸化缓蚀剂、 杀菌剂 、 溶硫剂等的质量将直接影响油气井的开采,总氮含量则是衡量含氮类油田化学剂的一项重要指标。石油和石油产品中硫 、 氮含量的测定对产品质量和环境保护具有重要意义 。在生产和加工过程,含硫化合物会引起催化剂中毒,且石油产品如汽油、 柴油和煤油等中的有机硫化合物燃烧时产生的二氧化硫会污染环境。因此,油田化学剂和石油产品中硫、 氮含量的测定在实际生产中具有十分重要的意义。本文参照ASTM D5762 - 95 石油和石油产品的氮含量测定标准1 ,采用化学发光法检测油田化学剂和石油产品中的硫、 氮含量,具有操作简捷 、 准确度高、 重复性好以及高选择性等

3、优点,该方法在国外已得到广泛应用。1 仪器及工作原理1 . 1 仪器试验采用美国Antek 公司生产的7000 型硫氮元素分析仪 。仪器基本流程如图1 所示 。出试样的氮含量。上述过程可用以下的反应式表示: 1050 R - N + O2NO + 其它氧化物NO + O NO 3 NO + h3 2 2 1 . 3 硫含量测定原理样品在富氧氛围和高温条件下,硫被氧化成二氧化硫( SO2) 。试样燃烧生成的气体在除去水后被紫外线照射,二氧化硫吸收紫外光的能量转变为激发态的二氧化硫( S O 32 ) ,当激发态的二氧化硫返回到基态的二氧化硫时发射出荧光,并由光电倍增管检测,由所得信号值计算出样品

4、中的硫含量。上述过程可用下面的方程式表示: 1100 R - S + O2S O2 + 其它氧化物SO 3 S O + hSO2 + h2 试验内容2 2 2 . 1 制作外标工作曲线2 . 1 . 1 氮含量的测定配置了浓度为5 . 01 mg/ l 至200 . 52 mg/ l 的一系列1 . 2 氮含量测定原理样品在富氧氛围和高温条件下,氮被氧化成一氧化氮(NO) 。NO 与臭氧反应转变为激发态的二氧化氮(NO 3 ) ,当激发态的二氧化氮返回到基态时发射出一2 定波长的光,通过光电倍增管检测,由所得信号值计算精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - -

5、- - - -第 1 页，共 4 页学而不思则惘，思而不学则殆第33 卷第2 期油田化学剂及石油产品中硫、 氮含量的测定135 氮标准溶液,在相同的操作条件下分析,得到不同氮浓度的响应值,制作外标工作曲线见图2 。由外标工作曲线, 得 到 氮 浓 度 与 响 应 值 的 线 性 关 系 式 为: y = 3 . 7509x + 20 . 472 ,其相关系数为0 . 9997 。表明在5 . 01 mg/ l 至200 . 52 mg/ l 的氮浓度范围内, 氮 含量与其响应值的线性关系良好。2 . 1 . 2 硫含量的测定测定了硫浓度从9 . 05 mg/ l 至226 . 32 mg/ l

6、 的标准溶液,得到不同浓度硫标样的响应值,由硫浓度和其响应值的关系制作外标工作曲线见图3 。硫 、 氮浓度,mg/ l ;为样品密度,g/ ml 。2 . 3 精密度和准确度考察2 . 3 . 1 氮含量的测定(1) 精密度考察配制不同氮含量的样品溶液,在相同的分析条件下,对每个样品溶液连续 测 定7 次, 考 察 方法 的 精密度,结果见表1 。试验表明: 该方法测定氮含量的重复性较好,其相对标准偏差不大于3 % 。表1 氮含量测定的精密度考察样品浓度,mg/ l9. 00 20. 05 30. 00 50. 13 100. 26 180. 20 测定值3 ,mg/ l 相对标准偏差, %

7、8. 59 1. 6 19. 75 1. 7 29. 52 1. 5 49. 63 102. 67 176. 70 1. 0 2. 1 0. 7 3 :为7 次测定结果的平均值。(2) 准确度考察用中国石油化工总公司石油化工科学研究院提供的氮含量测定用标准物质对该方法的准确度进行了考察,其中10 . 0 mg/ l 和100 mg/ l 的氮标准物质为国家二级标物,其它为工作用标物。测定结果见表2 。表2 氮含量测定的准确度考察根据外标工作曲线,得到硫浓度与响应值的线关系式为y = 3 . 1052x - 25 . 448 , 其 相 关 系 数 为0 . 9986 。表明在9 . 05 mg

8、/ l 至226 . 32 mg/ l 的浓度范围内,硫含量与其响应值有较好的线性响应关系。2 . 2 样品分析及结果计算2 . 2 . 1 高含硫 、 氮量样品当样品中硫、 氮含量较高时,样品需稀释后才能进行分析 。称取一定量的样品,用水或乙醇作溶剂配制在容量瓶中,得到稀释后的样品溶液,在选定的分析条件下,进行样品测定,样品进样量与制作外标工作曲线时的进样量一致。样品中硫、 氮质量分 数 按( 1) 式计算 。标样氮浓度,mg/ l10. 0 30. 0 100 300 测定值3 ,mg/ l 相对误差, % 9. 33 - 6. 7 29. 39 - 2. 0 101. 60 + 1. 6

9、 293. 97 - 2. 0 3 :为5 次测定结果的平均值。当测定的氮浓度小于30 mg/ l 时, 测 定结 果 的 相对误差在7 %以内;当氮浓度大于30 mg/ l 时,测定结果的相对误差在3 %以内 。2 . 3 . 2 硫含量的测定(1) 精密度考察配制不同浓度的含硫样品,在相同的分析条件下, 对每个样品溶液连续测定7 次,进行方法的精密度考察,结果见表3 。试验表明: 该 方法重复性较好, 测定结果的相对标准偏差不大于4 % 。m = c V 10 - 4(1)w 表3 硫含量测定的精密度考察式中:m 为样品中硫、 氮的质量分数, % ; c为稀释后样品的氮浓度,mg/ l ;

10、V 为样品稀释体积,ml ;w 为样品称样量,g 。2 . 2 . 2 低含硫 、 氮量样品当样品中硫、 氮含量较低时,可直接进样分析。样品进样量与制作外标工作曲线时的进样量一致。样品中硫 、 氮质量分数按(2) 式计算 。样品浓度,mg/ l9. 05 28. 29 50. 68 53. 00 56. 05 101. 00 测定值3 ,mg/ l 相对标准偏差, % 8. 61 3. 5 29. 55 3. 9 51. 14 1. 7 52. 26 1. 4 55. 35 100. 61 2. 3 1. 8 3 :为7 次测定结果的平均值。(2) 准确度考察用中国石油化工总公司石油化工科学研

11、究院提供的硫含量测定用标准物质对该方法的准确度进行了考察,其中100 mg/ l 的硫标准物质为国家二级标物,其它为工作用标物。测定结果见表4 。试验表明: 该方法cm = 10 - 4(2)式中:m 为样品中硫、 氮的质量分数, % ; c为样品精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 4 页学而不思则惘，思而不学则殆136 石油与天然气化工2004 测定硫含量具有较好的准确度,测定结果的相对误差在 1 %以内 。表4 硫含量测定的准确度考察结果见表7 。表7 油田化学剂样品硫含量的测定结果3 次测定结果硫浓度平均值,mg/ l

12、 硫含量, % 样品编号 称样量,g样品1样品3 样品4 9. 6435 0. 5111 0. 7230 10. 61 128. 85 72. 99 0. 0055 1. 26 0. 50 标样硫浓度,mg/ l56 100 300 测定值3 ,mg/ l 相对误差, % 55. 81 - 0. 3 100. 14 + 0. 1 302. 61 + 0. 9 注:样品1 虽然硫含量较低,但由于是固体物质,也需要溶解稀释后分析 。3 :为5 次测定结果的平均值。2 . 4 工业样品分析2 . 4 . 1 氮含量的测定(1) 油田化学剂氮含量的测定由于待测的油田化学剂氮含量较高,样品要经过稀释才能

13、进样分析。称取一定量的样品用水或乙醇作溶剂, 配 制在50 ml 容 量 瓶 中, 得 到 稀 释 后的 样 品 溶液,每个样品测定三次,结果见表5 。表5 油田化学剂样品氮含量的测定结果(2) 石油产品硫含量的测定。主要测定了汽油、 煤油和液压油样品的硫含量。由于石油产品的硫含量一般较低,可直接进样分析,每个样品测定三次,结果见表8 。表8 石油产品硫含量的测定结果样品名称3 次测定结果硫浓度平均值,mg/ l密度,g/ ml 硫含量, % 煤油液压油汽油1 汽油2 汽油3 195. 66 435. 41 18. 80 51. 87 294. 03 0. 7726 0. 8764 0. 73

14、80 0. 7380 0. 7380 0. 025 0. 050 0. 0025 0. 0070 0. 040 氮含量, % 样品编号 称样量,g3 次测定结果氮浓度平均值,mg/ l样品1样品2 样品3 样品4 0. 4802 2. 1635 0. 0539 0. 1111 356. 74 633. 34 154. 12 53. 99 3. 71 1. 46 14. 30 2. 43 注:样品的密度值是通过SY - 05 型密度计测定的。3 讨论(1) 分析样品时,对于均相的液体样品,可直接进样初测 。如果样品中硫或氮含量较高,可稀释后进行测定,这样分析能快速得到准确结果。(2) 连续进样分

15、析时,要等进样舟充分冷却后,再进下一次样品,以免样品损失。两次进样间隔时间应尽量相同,以保证测定结果的重复性。(2) 石油产品氮含量的测定。主要测定了汽油、 煤油 、 柴油和液压油样品的氮含量,由于测定的石油产品呈均相液态且含氮量较低,不需要稀释便可直接进样分析,每个样品测定三次,结果见表6 。表6 石油产品氮含量的测定结果4 结论样品名称3 次测定结果氮浓度平均值,mg/ l密度,g/ ml 氮含量, % 本方法适用于不同类型、 不同硫或氮浓度的油田化学剂和石油产品硫、 氮含量的测定。方法的检测范围宽,最低检测限达到20 10 - 6 () 以下,测定结果的相对 标 准 偏 差 不 大 于4

16、 % , 对 于 硫 或 氮 浓 度 大 于30 mg/ l 的样品,测定结果的相对误差在3 %以内,方法的精密度和准确度均能满足分析要求。本方法可用于含硫或含氮化学剂生产的原料分析和产品分析,以及石油产品的质量控制分析,也可用于环境监测分析。参 考 文 献煤油液压油90 号汽油催化汽油 0 号柴油1. 93 2. 63 34. 62 34. 52 0. 7726 0. 8764 0. 7380 0. 7380 0. 00025 0. 00030 0. 0047 0. 0047 160.970.84450.0191注:样品的密度值是通过SY - 05 型密度计测定的。2 . 4 . 2 硫含量

17、的测定(1) 油田化学剂硫含量的测定硫含量低且呈均相液态的油田化学剂样品可直接进样分析,硫含量较高的油田化学剂样品需稀释后才可进样分析。选取几种不同硫含量的油田化学剂,称取一定量的样品用水或乙醇作溶剂, 配制在50 ml 容量瓶中,得到稀释后的样品溶液,每个样品测定三次, 1 Test Method for Nitrogen in Petroleum and Petroleum Products by Boat - Inlet Chem iluminescence . ASTM D5762 - 95 收稿日期:2003 - 09 - 17 收修改稿:2003 - 12 - 12 编辑:杨兰精选

18、学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 4 页学而不思则惘，思而不学则殆4 CHEMICAL ENGIN EERING O F OIL & GASApr. 2004 , Vol . 33 , No. 2 analysis and corrosion monitoring , the factors that influenced the corrosion of Zhongyuan Oilfield produced water have been studied by Gray Relational Analysis method

19、 in this pa2 per . In accordance with Gray Relational Grade , the main in2 4 % and the relative error is within 3 % when sample con2 centration is larger than 30mg/ l . The method has the follow2 ing advantages : simple operation , high accuracy , good re2 peatability and excellent selectivity. It i

20、s suitable for deter2 mining sulfur/ nitrogen content in oilfield chemicals or oil products. KEY WO R DS : chemiluminescence , determination , oilfield chemicals , oil products , sulfur/ nitrogen content SY NTHESIS AN D APPL ICATIO N OF MOD IFIED POLYACR YL AMI D E FLOCCU L ATIO N ACCE L ERA2 TO RZh

21、ao Lizhi , Fan Xiaoyu , He Hongmei , Feng Ying ( S outhwest Petroleum Institute , College of Chemical Engi2 neering ). CHEMICAL ENGIN EERIN G OFOIL & GAS ,VOL . 33 , NO. 2 , pp137138 ,2004 ( ISSN 1007 - 3426 , INCHIN ES E)ABSTRACT : Using polyacrylamid ( PAM) as the feed stock , a series of floccula

22、tion accelerator including cation2 ized PAM , anionic PAM ( PHP) and amphoteric PAM ( A2 PAM) have been prepared. The bentonite suspension has been treated to investigate performance of our flocculation accelerator . The results show that if PAM or its modified flocculation accelerator was used alon

23、e , the optimum dosages exhibit considerable difference , with treating effect shown as the order CPAM APAM PHP PAM. The drilling waste water has also been treated with FeCl3 as co - flocculation accelerator by our products to test their performance assisted by inorganic co - flocculator . The resul

24、ts show the effect or2 der as follows : PHP APAM CPAM PAM. KEY WO RDS : flocculation accelerator , polyacry2 lamide , property m odification , property evaluation SIM UL ATIO N OF SPRAY BURNING BY SAFETI 6. 3 SOFTWAREYin Xiaobing , Zhou Dawei , Li Ming , Xiang Qigui ( RINGT , PetroChina Southwest Oi

25、l & Gasfield Company) . CHEMICAL ENGIN EERING OF OIL & GAS , VOL . 33 , NO.2 , pp142144 ,2004 ( ISSN 1007 - 3426 , IN CHIN ES E)ABSTRACT : In this paper , Shell and API RP521 models in SAFETI6 . 3 software are used to simulate the shape and intensity of flame and the different thermal radia2 tion va

26、lues within 100m at the downwind direction when the natural gas transmission station is flaring the gas. The results are closer to the practice because the assum ption of an in2 verted frustum of a cone or the curved banana shape is closer to the real flame along with the consideration of the direct

27、ion and speed of wind in the simulation. KEY WO RDS : spray burning , thermal radiation val2 ue , simulation , SAFTI , Shell model , API RP521 m odel fluencing factors are : the concentration of HCO - , the p H , 3 the content of SRB , TG B and Fe , the influence form hasalso been researched. Compar

28、ed the water property and cor2 rosion of untreated oilfield produced water with those of treated water , enhancing the p H , controlling the content of SRB and TGB and reducing the concentration of Fe inproduced water are significant to lower its corrosion rate . The analysis conclusion is in consis

29、tent with the actual situa2 tion. KEY WO RDS : Zhongyuan Oilfield ,oilfield produced water ,corrosion STUDY O N CROSSL INKING MOD IFICATIO N OF POLY ETHER D EM UL SIFIERS BY COMBINATO RI2 AL C HEMISTR Y METH ODXu J iaye , Zhao Shicheng ,Zhang Qunzheng ( Institute of Chemistry and Chemical Engineerin

30、g , Xian Petroleum Uni2 versity) . CHEMICAL ENGIN EERIN G OF OIL & GAS , VO L .33 , NO. 2 , pp129131 ,2004 ( ISSN 1007 - 3426 , IN CHI2 NES E)ABSTRACT : 25 kinds of polyethers were crosslinked by TDI through combinatorial method , and the demulsifying performances of the m odifiers were evaluated wi

31、th Shengli crude oil . It showed that combinatorial chemistry meth od could significantly improve the efficiency of demulsifier screening. 4 kinds of effective polyethers were found with the combinatorial orthogonal table , and then one kind of new effective demulsifier was obtained by furthering cr

32、osslinking. KEY WO RDS : combinatorial chemistry , crosslink2 ing , modifying , demulsifying D ETER MINATIO N OF SUL FUR/ NITR O GEN CO N2 C HEMICA L S O R OI L PR OD2 TENTS IN OI L FIELDUCTSChi Yongjie , Zhang Y ana ( RINGT , Zeng Wenping , PetroChina S outhwest Oil & Gas field C ompany) . CHEMICAL

33、 ENGIN EERING OF OIL & GAS , VOL . 33 , NO. 2 , pp134136 ,2004 ( ISSN 1007 - 3426 , IN CHIN ES E)ABSTRACT : The paper introduces a method to deter2 mine sulfur/ nitrogen content in oilfield chemicals or oil products by sulfur/ nitrogen elemental analyzer . The test in2 cludes : making measurement cu

34、rve , evaluating repeatability and accuracy , and determining sulfur/ nitrogen content of se2 lected sam ples of chemicals and oil products. The result shows : the method has wide linearity range , low analytic limit . The relative standard deviation of measure is less than 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 4 页