前沿应用|低场核磁共振技术在油泥含油率检测中的应用

来源：苏州纽迈分析仪器股份有限公司      分类：行业标准 2024-06-06 18:00:05 34阅读次数

含油污泥是指混入原油、各种成品油、渣油等重质油的污泥。含油污泥不是自然界固有存在的，而是由于油田开采、石油炼制过程、运输、使用、贮存等各种与原油、成品油有关的工业、民用、个人等，因各种事故、操作不当、设备陈旧、破损、腐蚀等原因造成原油、成品油跑、冒、滴、漏，外泄到地面，沉积到海洋、湖泊、河底，与泥土、水等混合在一起而形成的油、土，水，甚至掺混有等其他污染物的混合物。含油污泥对人体有害，对植物、水体生物有害，蒸发在空气中的油气能刺激皮肤、眼睛及呼吸器官，使土地失去植物生长的功能，处理和修复困难，是石油及石油化工工业的主要污染物之一[1]。

据不完全统计，我国石化行业平均每年产生80万t含油污泥，全石化行业平均每年产生6000万t含油污泥。油泥是一类具有资源回收价值的含油固体废物。

低场核磁共振作为一种高新技术，一般在2min内完成对油泥含油率的检测，可以对油泥的油回收水平进行快速评估，以及对油泥处理工艺进行实时评价。

一、含油污泥的主要产生场景[2]？

1）原油开采产生含油污泥：原油开采过程中产生的含油污泥主要来源于地面处理系统，采油污水处理过程中产生的含油污泥，污水净化处理中投加的净水剂形成的絮体、设备及管道腐蚀产物和垢物、细菌(尸体)等组成了含油污泥。此种含油污泥一般具有含油量高、粘度大、颗粒细、脱水难等特点,它不仅影响外输原油质量,还导致注水水质和外排污水难以达标。

2）油田集输过程产生含油污泥：油田集输过程产生的含油污泥的主要来源于接转站、联合站的油罐、沉降罐、污水罐、隔油池底泥、炼厂含油水处理设施、轻烃加工厂、天然气净化装置清除出来的油沙、油泥，钻井、油田作业、管线穿孔而产生的落地原油及含油污泥。油品储罐在储存油品时，油品中的少量机械杂质、沙粒、泥土、重金属盐类以及石蜡和沥青质等重油性组分沉积在油罐底部，形成罐底油泥。这些含油污泥本身成分复杂，含有大量的老化原油、蜡质、沥青质、胶体和固体悬浮物、细菌、盐类、酸性气体、腐蚀产物等，在污水处理过程中还加入了大量的凝聚剂、缓蚀剂、阻垢剂、杀菌剂等水处理药剂，也混于含油污泥中。

3）炼油厂污水处理场产生的含油污泥：炼油厂污水处理场的含油污泥主要来源于隔油池底泥、浮选池浮渣、原油罐底泥等，俗称“三泥”，这些含油污泥组成各异，通常含油率在10%～50%之间，含水率在40%～90%之间，同时伴有一定量的固体。

4）钢铁冶炼等行业用油所导致的污染的泥土。

5）海上油田开采，造船修船使用重油烃所污染的海岸线、河流边际，海底含油污泥，石油油罐车船事故导致的油品泄漏造成的水体、地表含油污泥等。

二、含油污泥的主要处理方法？

含油污泥因污染造成的原因等不同而组成不同，一般油田、贮罐等产生的含油污泥含油率在10%～50%，含水率在40%～90%。这些含油污泥的产生、数量和组成基本上比较稳定，是一种可以进行回收的资源，目前主要的处理方式有以下几种[3]。

1）固液机械分离法：固液机械分离法是研究较早、较成熟、较通用的含油污泥处理方法，其从真空过滤法、加压过滤法到滚压过滤法，再到离心脱液法，实现了含油污泥从固、液两相分离到油、水、渣三相分离，分离后的水相进污水处理厂进行处理，油相至炼厂回炼，滤渣通常采取填埋、焚烧和生物处理及部分综合利用等措施进行处理。

2）化学热洗法：化学热洗法也称热脱附，是利用热化学溶液对含油污泥进行反复洗涤，使油类物质从固体表面脱离的方法。常用的热洗液主要是混合碱，可由无机碱和无机盐组成，也可选用更经济的洗涤用品。洗涤后的混合液可通过气浮的方式实现油水分离。

3）溶剂萃取法：溶剂萃取法是利用物质极性的相似相溶原理，选取有机溶剂作为萃取剂，将含油污泥中的油类物质抽提出来，而后对萃取液进行蒸馏，将溶剂与油类物质分离的方法。油类物质可回收利用，残渣达到环保要求后可直接填埋或进一步利用。

4）热解法：热解法是指在无氧微正压的条件下加热含油污泥，使其中的油类和有机物析出，将含油污泥分离为热解渣、热解液、热解气，达到资源利用目的的方法。

此外除了以上含油污泥处理方法外，还有地耕法、含油污泥固化法、化学破乳法、固液分离法、土地填埋技术，含油污泥的综合利用一般是利用含油污泥铺路、制砖、制作蜂窝煤等。国外还有含油污泥低温热解技术，以及采用溶剂和低频声波分离油泥的方法等。

可以看出，对油泥的回收处理技术比较繁多，那么有什么方法可以快速评价污泥的处理效果呢？这里就提供了低场核磁共振法，用于快速评价污泥的油回收效果评价[4]。

三、低场核磁共振法在油泥油含量检测中的应用

那如何使用低场核磁共振技术来检测油泥中的油含量呢？以下带来详细的应用案例：

1） 准备一批从污泥样品处理回收获得的油样。

2） 称取0.5g油样，进行核磁信号的检测，随后增加油样，记录对应的重量，以及对应的核磁信号。（称取的油样质量满足范围即可，这一步是为了建立油信号标线，一般取五个点，要求相关系数＞0.999）。

3） 将不同质量下的油样的质量以及对应的核磁信号，进行拟合，得到油样质量和核磁信号的标线。

4） 将需要检测的油泥样品，加入油水分离剂，并充分搅拌分离，使用同标线一样的参数，获得油的核磁信号。

5） 将待测样品的油核磁信号带入标线，即可得到油泥中的油质量，从而获得油泥的含油率。

参考资料

[1]刘五星, 骆永明, 滕应, 等. 我国部分油田土壤及油泥的石油污染初步研究[J].土壤, 2007, 39(2):5.

[2]李建柱, 李晓鸥, 封瑞江, 等. 油泥及其处理工艺发展现状[J].炼油技术与工程, 2009(12):4.

[3]Zhong, Hanyi, Qiu, et al. A preliminary study of the preparation of shale stabilizer with oil sludge - From waste to resource[J].Journal of Petroleum Science & Engineering, 2018.

[4]Jin Y, Zheng X, Chi Y.Experimental Study and Assessment of Different Measurement Methods of Water in Oil Sludge[J].Drying technology: An International Journal, 2014.

小程序｜核磁科研能量站

培训视频、领域汇报、核磁科普，超多实用视频，尽在小程序！

标签：

参与评论

评论

登录后参与评论

登录

获取验证码

我已经阅读并接受《医疗器械网服务协议》

立即登录

推荐阅读

• 

  前沿应用|低场核磁共振技术在油泥含油率检测中的应用

  油泥是一类具有资源回收价值的含油固体废物。低场核磁共振作为一种高新技术，一般在2min内完成对油泥含油率的检测，可以对油泥的油回收水平进行快速评估，以及对油泥处理工艺进行实时评价。

  苏州纽迈分析仪器股份有限公司 34

  2024-06-06

• 

  文献解读|清华大学殷振元教授《Energy Fuels》：基于低场核磁共振技术泥质粉砂型甲烷水合物动力学及孔隙水运移特性研究

  本文基于低场核磁共振技术，研究了泥质粉砂型沉积物中MH生成和分解过程孔隙结构演化行为以及水运移和转化规律。

  苏州纽迈分析仪器股份有限公司 19

  2024-05-13

• 

  前沿应用 | 低场核磁共振技术用于抗体药物来料入库无损鉴定

  低场核磁共振技术在应对抗体药物来料入库时，可以满足药品监管要求，并在此基础上开发更多解决方案。

  苏州纽迈分析仪器股份有限公司 19

  2024-05-10

• 

  前沿应用|低场核磁共振技术在固废中的研究

  低场核磁共振技术在固废中的研究随着我国工业化、城镇化的快速发展，固废排放越来越多，如何有效妥善处理，成为现今

  苏州纽迈分析仪器股份有限公司 19

  2024-04-16

• 

  前沿应用|低场核磁共振技术用于导热界面材料研究

  低场核磁共振技术用于导热界面材料研究概述导热界面材料，也称为热界面材料（TIM），主要用于提高电子设备的散热

  苏州纽迈分析仪器股份有限公司 22

  2024-03-14

• 

  前沿应用|低场核磁共振技术在普鲁士蓝结晶水含量测试中的应用

  普鲁士蓝类化合物（PBAs）是钠离子电池（SIB）有较大应用潜力的正极材料，因为它们具有成本低、比容量和能量密度高、倍率性能优异、循环寿命长的等显著优点。

  苏州纽迈分析仪器股份有限公司 20

  2024-02-19

• 

  前沿应用|低场核磁共振技术用于导热界面材料研究

  常见的导热界面材料包括导热硅脂、导热凝胶、导热垫片、相变材料、石墨片、片状导热间隙填充材料、液态导热间隙填充材料等。

  苏州纽迈分析仪器股份有限公司 35

  2024-03-07

• 

  前沿应用|低场核磁共振技术在食品饮料稳定性评价中的应用

  增稠剂是一种用于增加食品或饮料的黏度和浓稠度的物质。在果汁、酸奶或谷物饮料中，增稠剂的作用是改善产品的稳定性

  苏州纽迈分析仪器股份有限公司 12

  2024-01-30

• 

  报告小结 | 生物和材料界面的多尺度核磁共振测量方法——总结版4

  2023年12月9日，清华大学分析中心磁共振实验室特邀上海交通大学孔学谦教授进行学术报告，该报告题为《生物和

  苏州纽迈分析仪器股份有限公司 22

  2023-12-19

• 

  报告小结 | 生物和材料界面的多尺度核磁共振测量方法——总结版3

  2023年12月9日，清华大学分析中心磁共振实验室特邀上海交通大学孔学谦教授进行学术报告，该报告题为《生物和

  苏州纽迈分析仪器股份有限公司 23

  2023-12-18