污水中甲醇測定方法淺析

劉曉芹，李昊林，張雅君，張國榮

（中國石油長慶油田分公司第五采氣廠，內(nèi)蒙古烏審旗 071300）

污水中甲醇測定方法淺析

劉曉芹，李昊林，張雅君，張國榮

（中國石油長慶油田分公司第五采氣廠，內(nèi)蒙古烏審旗 071300）

準確的分析出污水中的甲醇含量，可以準確的判斷氣田污水中甲醇的回收情況，是污水回注及產(chǎn)品甲醇的一個重要參數(shù)。本文主要介紹分析污水中甲醇的幾種分析方法，并結(jié)合現(xiàn)場應(yīng)用情況提出了一些見解。

甲醇；氣相色譜法；密度計法；水份儀

氣田的含醇污水一般通過甲醇回收裝置進行回收處理，回收后的產(chǎn)品甲醇在含量大于等于95%后，可以再次用于氣井的防凍管理，回收后污水中甲醇含量小于等于0.1%時，可進行回注，所以甲醇含量是氣田污水處理過程中的一項重要控制參數(shù)。由于含醇污水中的成分比較復(fù)雜，甲醇含量范圍差別很大，采取正確的分析方法是得到準確數(shù)據(jù)的重要手段。本文主要介紹氣相色譜法、密度法及間接測量法進行的氣田污水中甲醇含量測定。

1 測定原理簡介

1.1 氣相色譜法

被測定的樣品（甲醇）在流速保持一定的載氣（氫氣）的帶動下，進入填充有固定相的色譜柱中，在色譜柱中樣品被分離成一個個的單一組分，并以一定的先后次序從色譜柱中流出，進入檢測器，轉(zhuǎn)變成電信號，產(chǎn)生的電信號經(jīng)放大后，由記錄器記錄下來，得到一組曲線圖（色譜圖），根據(jù)色譜峰的峰高或峰面積就可以測量出樣品中的各個組分的含量。

1.2 測定密度法

1.2.1 玻璃密度計法 取250 mL的產(chǎn)品甲醇與量筒中，用水浴鍋使產(chǎn)品甲醇恒溫到20℃，然后用密度計直接測其密度，查表可得產(chǎn)品甲醇含量。

密度：是一物體的質(zhì)量m和其體積v的比值（質(zhì)量密度）。因為密度和溫度有關(guān)，所以必須指定溫度。 ρ＝m/v （kg/m3或 g/cm3）

1.2.2 采用儀器進行密度測定法 密度計測量密度是利用U形玻璃管的電磁感動振動來進行測量的。

每個測量管都以一個特征的頻率或其固有頻率振動。當測量管內(nèi)充滿液體后其頻率會發(fā)生變化。其頻率是管內(nèi)物質(zhì)質(zhì)量的函數(shù)。當質(zhì)量增加時，其頻率降低，即振動周期增加。密度ρ與振動周期T有下列的關(guān)系：

式中A，B為常數(shù)，可由測量管的彈性，結(jié)構(gòu)和質(zhì)量測定的。

根據(jù)密度值就可以從表1中查出樣品的甲醇含量。

表1 20℃甲醇—水溶液密度與甲醇含量對照表

1.3 間接測量法

利用色譜儀對產(chǎn)品甲醇的分析得知，甲醇中的成分為水和甲醇，采用測定產(chǎn)品甲醇中的水含量，求出甲醇含量的分析方法。

甲醇含量%＝100%－水份含量%

目前國家標準中對水含量測量采用的是《GB 6283-86化工產(chǎn)品中水分含量的測定卡爾.費休法（通用方法）》

卡爾.費休法對利用水與碘和二氧化硫在有機堿和甲醇的存在下反應(yīng):

碘是在含有碘離子的陽極電解液中電解產(chǎn)生2I-I2+2e-，當?shù)味ǔ刂杏兴?，產(chǎn)生的碘即按（1）式反應(yīng)，當所有的水被反應(yīng)完，在陽極電解液中出現(xiàn)少量過量的碘，雙鉑絲電極探知這過量的碘即停止碘的反應(yīng)，根據(jù)法拉第定律，產(chǎn)生的碘的量與發(fā)生的電流成正比，從方程式（1）中可以看出，碘和水是1：1的反應(yīng)，因此根據(jù)測量電量的總消耗就可以測定水分的含量。

2 測定方法的優(yōu)缺點對比

2.1 氣相色譜法

缺點：（1）不能直接定量；（2）市面上無配置好的不同濃度的甲醇標液，自己配置的甲醇標液，本身存在一定的誤差并且甲醇屬于有毒、易揮發(fā)的物質(zhì)，存在不安全因素；（3）由于回注水等污水中含有的其它離子比較多，所以進樣口部分需要經(jīng)常清洗并更換玻璃內(nèi)襯管中的玻璃絲；（4）由于回注水等樣品中的離子導(dǎo)致進樣口易被污染，所以高含量甲醇的分析數(shù)據(jù)重復(fù)性比較差。

優(yōu)點：（1）可以分析混合水中的甲醇含量，如原料水等；（2）分析范圍寬，0.01%～100%，可以進行任何污水的測定；（3）低含量甲醇樣品分析速度快。

2.2 測定密度法

2.2.1 玻璃密度計測定 優(yōu)點：操作方法簡單、易掌握。缺點：（1）甲醇易揮發(fā)，有毒，所以在分析操作過程中，容易造成不安全因素；（2）看密度計時，肉眼存在誤差；（3）恒溫比較慢，分析時間長。

2.2.2 采用儀器進行密度測定法 優(yōu)點：（1）分析速度快；（2）分析重復(fù)性好。缺點：（1）采用儀器測定密度雖然比較準確也比較方便，但是必須保證測量管干凈，無污染，所以在每個樣品分析完后，就必須用一定量的丙酮及無水乙醇對其進行清洗，這樣就會造成大量的化學藥品浪費；（2）密度計直接測量的是密度數(shù)值，若要直接讀出甲醇的含量，就必須用自己配制的甲醇標液在密度計中繪制標準曲線，這樣甲醇標液的準確性直接影響產(chǎn)品甲醇分析結(jié)果的準確性；（3）對于分析甲醇含量較低的污水樣品，存在一定的誤差。

2.3 間接測定法

優(yōu)點：（1）分析重復(fù)性好；（2）對于高含量的甲醇樣品，分析速度快；（3）分析甲醇樣品影響因素小、準確度高。

缺點：（1）進樣量小的情況下，誤差較大，一般進樣量在0.01 g以上，就可消除進樣量的影響；（2）分析天平必須穩(wěn)定，稱量數(shù)據(jù)必須準確；（3）水份含量高時分析時間較長；（4）需要及時更換卡爾.費休試劑。

表2 測定方法對比

3 結(jié)論

綜上所述，可以得出以下結(jié)論：

（1）色譜分析法為國家標準，由于污水中含有的其它離子較多，所以比較影響高含量的甲醇含量測定，重復(fù)性比較差，但適用于低含量的污水樣品測定。

（2）直接測定密度法測定方法簡單，易操作，但分析精度不高，只能用于測定一定界限范圍內(nèi)的樣品。

（3）儀器測定密度法測定污水中甲醇含量時，對于低含量甲醇樣品，水中離子對分析結(jié)果會產(chǎn)生一定的影響；適用于經(jīng)過回收后的產(chǎn)品甲醇測定，但清洗試劑消耗量較大。

（4）間接測定法只適用于含有水和甲醇的樣品，所以只適合用于分析產(chǎn)品甲醇的含量。

[1] GB 6283-86化工產(chǎn)品中水分含量的測定.卡爾——費休法.

[2] GB/T 1884-1992石油和液體石油產(chǎn)品密度測定法（密度計法）.

[3] GB/T 13610-1992天然氣組成分析.氣相色譜法.

10.3969/j.issn.1673-5285.2012.11.017

TE622.14

A

1673－5285（2012）11－0067－03

2012－08－28