Способ определения концентрации нефтепродуктов в сточных водах Советский патент 1987 года по МПК G01N21/65 

Изобретение относится к оптическим измерениям, может быть иснользовано для определения объемной концентрации нефтепродуктов в сточных водах нефтеперерабатывающих предприятий, необходимой для контроля чистоты сточных вод от нефтяных загрязнений, и эффективного использования имеющихся на нефтеперерабатывающих заводах очистных сооружений на каждом этапе нефтеочистки и является усовершенствованием способа по авт. св. №1017982 ,

Целью изобретения является повышение точности определения за счет исключения влияния твердых примесей.

. На фиг, 1 показана экспериментальная зависимость интенсивности светорассеяния от среднего объемно-поверхностного радиуса г, для двух различных углов р на фиг„ 2 - блок-схема измерительной установки для реализации способа.

Интенсивность рассеянного монохроматического света определяется суммой двух слагаемых

I Т. + L,

(1)

где I - интенсивность светорассеяния твердыми частицамиI 1| - интенсивность светорассеяния частицами нефтепродуктов Зависимость I, от микроструктуры (при достаточно произвольном распр - делении частиц по размерам) с высокой точностью описывается двумя микрофизическими параметрами - объемной концентрацией Су и средней площадью их поперечных сечений S . Обычно вместо используют средний объемно-поверхностный радиус капель г , определяемый отношением

3 Cv

3Z

Чр

(2)

Устранить влияние твердой примеси на результат измерения концентрации нефтепродуктов в сточных водах можно следующим образом,

Кривая I (фиг, 1) снята при угле р, 5°, а кривая 2 - при угле|3. 90 , Проведенный анализ зависимостей I от Tjj и р показал, что зависимость интенсивности светорассеяния от г,- при Аиксированном угле 1Ь из

О

диапазона 90 + 20 также обладает

ярко выраженным максимумом. С увеличением и значение r°j , при котором достигается I ( ));с заметно

уменьшается, т.е. для различных/i. 1( Р )макс наблюдается в различные моменты процесса эмульгирования, причем каждый максимум соответствует определенному г ( i ), а абсолютная

величина максимума при увеличении (5 уменьшается.

Измеренный в процессе эмульгиро-. вания максимум интенсивности светорассеяния в угловом диапазоне /3, 3-7

при наличии твердых примесей определяется выражением

1(р,)макс IT C,I,(r,(f3.).(3)

В процессе эмульгирования размеры частиц твердых примесей не изменяются, поэтому их вклад в величину интенсивности светорассеяния под заданным углом остается постоянным и не зависит от времени эмульгирования, следовательно, при достижении максимума в диапазоне г 90 ± 20 для величины

интенсивности l(,) получим выражение (фиг. 1)

Kfi,) I. , (р,). (4)

Вычитая из выражения (3) вьфа- жение (4), получим

1((,)макс - I() C,l,(r;;(|5,) - - Ic(, . ()-(5)

40 Следовательно, концентрация нефтепродуктов в сточных водах будет равна

Р1

).- l o(3% СР,))

4l (,)м..с- I()

(6)

или обозначив

50

I,(«(p.) - . (/.))

а.

получим

55

Су (p,),,,, - I(f,).(7)

В табл. 1 приводятся результаты обработки одной серии измерений, выполненных при fi, 5° и р, 90 для нескольких обрпчц,)н NfyjibcHH, с помо31350567

щью предлагаемого способа, обеспечивающего адекватный учет влияния твердой примеси, и с помощью известного способа.

м

Как видно из табл. 1, применение предлагаемого способа обеспечивает, существенное повьшение точности определения концентрации нефти, при- чем с увеличением доли твердых примесей преимущество предлагаемого способа быстро возрастает.

Блок-схема измерительной установк (фиг. 2) реализует способ следующим образом. .

Пример . Готовится образец водонефтяной эмульсий, содержащий 0,01% нефтепродукта и 0,01% твердой примеси. Образец после кратковременного эмульгирования в течение 1 мин помещается в кювету 1, в которой производится дальнейшее эмульгирование с одновременным облучением эмульсии коллимированным световым пучком. . В процессе эмульгирования производят измерения зависимости интенсивности рассеянного излучения при двух углах рассеяния fi, 5° и й ; 90 . Поскольку в процессе эмульгирования происходит измельчение капель нефтепродукта, индикатрисса рассеяния изменяется. При достижении определенного среднего объемно-поверх- .

ностного радиуса г, регистрирует

максимум интенсивности, измеряемый

измерителем 2 интенсивности (фиг. 2)

Это значение 1(/ 2 Алакс запоминается..

В процессе дальнейшего эмульгирова- С,, (p,) д,а. - l(p,)J

щего излучения, дополнительно изме- „g ряют значение интенсивности рассеяно- го излучения в угловом диапазоне |i, 3-7° , а искомую концентрацию определяют из соотношения

ния г.

32

продолжает уменьшаться, что 40 где Т-( p) - максимальное акачение

приводит к возрастанию интенсивности регистрируемой измерителем 3 интенсивности (фиг. 2), а также к уменьшению интенсивности, регистрируемой измерителем 2 (фиг. 1) . Когда измеритель 3 интенсивности зарегистрирует максимум интенсивности, снимают значение интенсивности, регистрируемое в это время измерителем 2 интенсивности. По указанным значениям

интенсивности К f,) макс (p l которое соответствует максимуму интенсивности, регистрируемому измерителем 2 интенсивности, по выражению (7) рассчитывают искомую концентрацию нефтепродукта, исключая влияние твердой примеси в исходной водонефтяной эмульсии.

В табл. 2 приведены результаты определения, в зависимости от угла /3j

Таким образом, использование предлагаемого способа позволяет ис- ключить влияние твердых примесей на результаты измерения концентрации нефтепродуктов в сточных водах, что позволяет повысить эффективность контроля нефтяных загрязнений сточных вод. I

.Формула изобретения

Способ определения концентрации нефтепродуктов в сточных водах по авт. св. № 1017982, отличающийся тем, что, с целью повышения точности определения за счет исключения влияния твердых примесей, продолжают эмульгирование до дости- жения максимума интенсивности рас- сеяного излучения в угловом диапазоне j 90 20 к направлению падаю.

щего излучения, дополнительно изме- ряют значение интенсивности рассеяно- го излучения в угловом диапазоне |i, 3-7° , а искомую концентрацию определяют из соотношения

интенсивности рассеянного излучения в угловом диапазоне 3-7 в процессе эмульгирования, 1(0,) - значение интенсивности рассеянного из- 5 лучения в угловом диапазоне , 3-7°, соответствующее максимуму интенсивности рассеянного излучения в угловом диапазоне 90 + 20 в процессе дальнейшего эмульгирования, а - калибровочная постоянная.

Таблица 1

Таблица 2

OJ5

0.25

Ш1)

макс

52

Изобретение относится к оптическим измерениям. Целью дополнитель-.. ного изобретения является повышение точности определения концентрации нефтепродуктов за счет исключения влияния твердых примесей. В способе по авт. св. № 1017982 дополнительно измеряют значение интенсивности рассеянного излучения в угловом диапазоне /, 3-7 к направлению падающего излучения при достижении в процессе дальнейшего эмульгирования максимума интенсивности рассеянного излучения в угловом диапазоне (З 90+20 к направлению падающего излучения. Искомую концентрацию определАют из соотношения Су (fi, )мокс - I(f, ), где I(i, )д, максимальное значение интенсивности рассеянного излучения в угловом диапазоне /3, 3-7 в процессе эмульгирования, l() - значение интенсивности рассеянного излучения в угловом диапазоне 3-7 соответствующее максимуму интенсивности рассеянного излучения в угловом диапазоне 90 + 20 в процессе дальнейшего эмульгирования, а- - калибровочная постоянная. 2 ил., 2 табл. с S сл со СП о сл О5 | N)

ВШШПИ Заказ 5279/44 Тираж 776

Произв.-полигр. пр-тие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Подписное