高含無機氯油田化學劑中有機氯檢測方法研究

邵紅云，李繼勇，夏凌燕，張云芝，趙俊橋，董浩

中國石化勝利油田分公司采油工藝研究院 （山東 東營 257000）

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高含無機氯油田化學劑中有機氯檢測方法研究

邵紅云，李繼勇，夏凌燕，張云芝，趙俊橋，董浩

中國石化勝利油田分公司采油工藝研究院 （山東 東營 257000）

有機氯是目前油田化學劑中的必檢項目之一，但在實際檢測過程中，由于高含無機氯的樣品中無機氯含量高，易使燃燒失敗，導致檢測結果誤差大。通過大量的室內實驗發現，先對高含無機氯樣品用正己烷進行萃取處理，將樣品中的有機氯萃取到有機相中，然后采用原油有機氯含量檢測方法對萃取相進行檢測，可消除無機氯離子的影響，改進后的檢測方法對效率和檢測結果的準確性均有很大提高。新方法的檢測結果準確性為87%～107%，相對誤差小于10%。

油田化學劑；有機氯；無機氯；微庫侖法

原油中的有機氯在煉油過程中會引起設備腐蝕，造成重大損失，并可能會導致成品油質量問題。研究表明，原油中的有機氯主要來源于油田化學用劑[1-2]。因此，油田化學劑中的有機氯控制一直是整個油田系統上、中、下游企業面臨的重要問題。要徹底避免原油開采過程中混入有機氯[3-4]，最根本的措施就是嚴禁生產和使用各類含氯油田化學助劑，堅決杜絕各類含有機氯的油田化學劑進入油田生產。

目前勝利油田乃至中國石化油田用化學劑中有機氯的檢測方法現執行的標準為Q/SH 1020 2093-2013《油田化學劑中有機氯含量測量方法》，此標準應用的是氧燃燒鹽含量測定法，該方法適用于油溶性的油田化學劑，由于無機氯離子基本為零，所以檢測結果的準確性較高；但是對于高含無機氯的油田化學劑（黏土穩定劑、防膨劑及殺菌劑等樣品），運用該方法檢測會因為無機氯離子的存在和干擾導致檢測失敗率較高及檢測結果準確性差。為了解決此問題，實驗人員從消除無機氯離子影響及提高檢測效率的角度出發，通過查閱文獻及開展大量的室內實驗，確定了采用有機萃取的方法將樣品進行處理，按照GB/T 18612-2011《原油有機氯含量的測定》[5]的方法對萃取后的樣品進行檢測，從而提高了高含無機氯樣品中有機氯的檢測效率及數據準確性。

1 測試現狀

目前油田化學劑中有機氯的測試方法為：樣品經氧瓶燃燒分解后將有機氯轉化為無機氯，通過氫氧化鈉溶液吸收后，用鹽含量測定儀測出總氯的含量，再通過鹽含量測定儀測定無機氯的含量，總氯含量與無機氯含量之差即為油田化學劑中有機氯的含量。總氯檢測過程包括稱樣、燃燒、定容和鹽含量測定儀測試，無機氯的檢測過程為稱樣、定容和鹽含量測定3個步驟。整個有機氯檢測過程包括兩次稱量樣品、一次充氧氣、一次樣品燃燒、兩次鹽含量測定儀測試等步驟。

實驗人員對2016年1月至6月，檢測的285批次高含無機氯離子的油田化學劑樣品進行了調查，其中發現有106批次有機氯檢測過程存在異常情況，主要問題統計如表1所示。

以上情況的存在會造成采取重復測量分析以及檢測效率低下，既浪費資源，增加工作強度，又影響了對產品的正確評價和監督。

表1 高含無機氯樣品的有機氯檢測過程問題統計表

2 檢測方法改進研究

檢測人員通過查找相關的文獻資料以及開展大量的室內實驗，根據相似相容的原理，采取有機溶劑萃取的處理方式，首先將樣品中的有機氯萃取出來消除了無機氯離子的影響，然后按照GB/T 18612-2011《原油有機氯含量的測定》進行檢測。與原方法相比，新方法具有以下3個特征：一是采用了萃取處理方法直接消除無機氯離子的干擾；二是無須進行人工微量稱量燃燒，直接抽取萃取液進行裂解燃燒后進入滴定池反應即可，避免人工微量稱量以及燃燒等檢測過程帶來的人工誤差；三是無須進行無機氯離子的測定，整個滴定過程可節省30min時間。整個過程如圖1所示。

圖1 檢測流程圖

3 改進后準確性驗證

3.1 回收率測試

為驗證樣品處理方法的準確性，實驗人員進行了加標回收率的測試試驗。制備高含無機氯的液體樣品作為模擬檢測樣本，選用10種已知濃度的標準有機氯，按照改進后的有機氯檢測方法進行加標回收率測試。步驟如下：秤取1mL模擬檢測樣品)，量取3mL正己烷萃取3次，合并有機相，按照微庫侖法取樣分析，檢測結果如表2所示。

由檢測結果可以看出，目標有機氯的空白加標回收率在87%～107%之間，說明此處理方法的準確性較高。

3.2 重復性測試

選取了日常檢測的4個高含無機氯的樣品，利用完善后的檢測方法進行有機氯的測試，每個樣品分別平行測試3次，檢測結果如表3所示。

由表3中的檢測結果可以看出，方法改進后有機氯檢測結果的相對誤差小于10%，與原檢測方法（表1）相比，檢測結果的相對誤差大大降低，滿足了標準要求，避免了大量的重復試驗。

4 結論

1）用正己烷將高含無機氯的油田化學劑中有機氯離子進行有效地萃取，然后利用原油中的有機氯含量測定方法進行檢測的新方法消除了無機氯的干擾，提高了有機氯檢測結果的準確性。

表2 有機氯加標回收率結果

表3 高含無機氯樣品處理后測得樣品的有機氯結果

2）利用新方法的監測結果準確性為87%～107%，相對誤差小于10%，滿足了標準要求。

[1]溫瑞梅.直餾石腦油中氯的分析[J].石油煉制與化工,2006, 37(4):55-59.

[2]張金銳.原油及其餾分油中氯化物的含量來源極其對加工影響的調查報告[J].石油化工腐蝕與防護,1993,10(3):1-7.

[3]樊秀菊.原油中氯化物放入來源分布及脫除技術研究進展[J].煉油與化工,2009,20(1):8-10.

[4]張曉靜.原油中的氯化物來源和分布及控制措施[J].煉油技術與工程,2004,34(2):14-16.

[5]中國石油天然氣標準化技術委員會.原油有機氯含量的測定:GB/T 18612-2011[S].北京:中國標準出版社,2011.

The detection of organic chlorine is one of the necessary detection items of oilfield chemicals,but in the actual detection pro?cess,the high inorganic chlorine content of the samples containing high inorganic chlorine easily makes the combustion fail,which re?sults in large detection error.A large number of experiments show that,the extraction of the samples of high inorganic chlorine content is carried out using hexane to make the organic chlorine in the samples extracted to organic phase,and then the extraction phase is detect?ed using the detection method of organic chlorine content in crude oil.This detection method can eliminate the influence of inorganic chloride ions on the detection result of organic chlorine.The detection efficiency and accuracy of the improved detection method are greatly improved.The accuracy of the new method is 87%to 107%,and the relative error is less than 10%.

oilfield chemicals;organochlorine;inorganic chlorine;micro coulomb method

??學敏

2016-07-14

攝 影/樊文忠

邵紅云（1974-），女，高級工程師，主要從事油田化學劑檢測研究及管理工作。