[发明专利]基于微波透射法的储运油泥含水率检测装置及其检测方法

说明书

技术领域

本发明属于储运油泥含水率检测技术范畴，特别是指一种基于微波透射法的储运油泥含水率检测装置及其检测方法。

背景技术

油泥是指石油在勘探、开采、储运、炼制、加工过程中，由于原油中混入了土壤及其他杂质，使其中的油分不能直接得到分离、回收而产生的可能造成环境污染的多种形态的混合物。一方面，油泥中含有苯系物和酚类物质，为高度危险污染物（《国家危险废物名录》第HW08项），直接排放对环境和生物的危害性极大；另一方面，部分油泥含油率较高，直接排放会造成资源浪费；出于环境和经济利益考虑，妥善处理油泥势在必行。

根据油泥形成原因的不同可以将油泥分为三类：落地油泥（含地面溢油油泥）、储运油泥（也叫罐底油泥）、炼油厂含油污泥。其中储运油泥是指在原油的运输、贮藏过程中，由于自然沉降，在管道、油罐底部堆积的大量含油污泥。通常，罐底泥的产量一般可达到储油罐容量的 1%~2%左右。储运油泥含油率较高，约 70％以上为碳氢化合物(包括沥青质、石蜡等)，一般含水率小于 25％，其余为泥砂等无机物杂质，资源化回收利用价值较大。

对储运油泥含水率测量主要来自于两个方面的迫切需求：（1）储运油泥价值评估的需要。储运油泥一般由专门的回收单位进行处理，对于需要处理的储运油泥，需要根据其含水率、含油率等来确定其回收价值，以便拍卖给回收处理的单位。（2）储运油泥回收工艺设计的需要。 回收处理油泥的企业需要根据油泥的成分及含量来确定相应的处理工艺，确定某些处理设备的参数，调整处理过程中相关处理剂的用量等。

测量石油产品含水率的方法有很多，市场上也有基于不同原理的检测仪表，但是这些仪表大多是以原油为对象，由于储运油泥本身的特殊性，这些针对原油设计的仪表并不能直接用在储运油泥含水率的测量上，但是这些方法对于储运油泥的测量都有一定的参考价值。下面对目前常用的储运油泥含水率测量方法中进行介绍，并对其实用性和优缺点进行分析总结。 

根据测量原理与测量过程，一般将储运油泥的含水率测量方法分为传统的非在线测量方法和新型的在线测量方法。

传统的非在线测量方法主要有共沸蒸馏法、烘干法和卡尔·费休库仑滴定法。

1.共沸蒸馏法：该方法出自国家标准GB/T 260-77《石油产品水分测定法》。其测量过程是用有机溶剂对油泥进行共沸蒸馏和循环萃取，油分最终会全溶于有机溶剂，水分蒸馏出来之后在冷凝管中凝结，通过读取冷凝水的体积即可计算出含水率，残渣烘干后可以得到渣质量。

2.烘干法：该方法由黄田、杜国勇在《罐底油泥脱水及干化方法研究》一文中提出。其测量步骤是称取一定量的油泥，将其置于烘箱中，于40℃下烘干至恒重，称量剩余重量，减少的重量即为水的重量；将烘干后的油泥置于电热炉中，在800℃进行加热，待充分燃烧(残渣呈灰白色)后，剩余灰分的质量即为固含量；含油量可以根据含水率和固含量计算得到。 

3.卡尔·费休库仑滴定法：该方法出自国家标准GB/T 11146-2009。其测量原理是，原油经混合器混合均匀后，称取一定量的试样注入到卡尔·费休库仑仪的滴定池中，在阳极电解生成用于卡尔·费休库仑反应的碘。当所有的水被滴定，过量的碘通过电量终点检测器检测，滴定结束。基于反应的化学定量关系，1摩尔碘与1摩尔水反应，根据法拉第定律即可求出样品含水率。。

以上的各种含水率测量方法中，每种方法都有其应用价值和一定的局限性。共沸蒸馏法通用性较强，但需要的配套设备多、操作复杂、耗时长。烘干法原理简单、操作步骤少，但时间长、误差较大。卡尔·费休库仑滴定法用于储运油泥含水率测量，受副反应和取样代表性的制约。并且以上几种都是实验室分析的方法，测量过程都需要专业人员进行操作，设备也不适用于现场快速测量。

新型的在线测量方法主要有短波法、电容法、射线法和微波法。下面对这些方法中的代表性成果进行介绍，并对其实用性和优缺点进行分析总结。

1.发明专利“比较式油水测试仪”（申请号：93112044.6）提出利用短波吸收法测定油中水分。测量仪由短波发射器、接收器和探测器组成，采用真假负载比较方式进行工作，根据真假负载上的短波吸收差值推算含水率。该测试仪的优点是短波法对含水率变化较敏感，精度较高，并且，利用真假负载作比较，可以消除环境干扰。该测试仪的缺点是属于接触式测量，传感器只有插入原油中才能实现其功能，由于原油的腐蚀性较强，结垢、结蜡现象比较严重,，致使仪表长期运行的可靠性差，精度降低严重。