工业用水、循环冷却水等中有机物、无机物、金属化合物、物理指标等检测方案(水质分析仪)

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DeChem-ech DeChem-Tech 石化企业水质分析检测解决方案 PeChem-ech .目录 前言o...... ..3 一、石化企业水质分析检测难点........ ..3 二、石化企业水质分析常规检测方法.......... ..4 <一>氨氮. 4 <二>硝酸盐. .5 <三>亚硝酸盐.. .5<四>硅酸盐...... ..6 <五>磷酸盐....... ... ...7 .<六>总磷...... .7 <七>铁........ .... ..8 <八>锌... amm.om ......i .8 <九>总碱度...... .......".9 三、创新的石化企业水质分析技术——CleverChem Petro 全自动石化水质分析仪...9 .<一>原理.....<二>实验过程... ......： ..10 <三>CleverChem Petro全自动石化水质分析仪技术优势........ ..10 <四>部分参数实验数据........... .11 前言 石油行业是我国的支柱产业，是我国国民经济增长的主要推动力，石油企业的生存与发展直接关系着我国社会与经济的持续发展，甚至关系到国家的安危。 石化企业水质中的主要有机物有石油类、悬浮物、挥发性酚、BOD、COD等；无机物有硫化物、氰化物、总磷、磷酸盐、硅酸盐(工业用水重要监控指标)、硝酸盐、亚硝酸盐、氨氮等；金属化合物有汞及其化合物、镉及其化合物、六价铬化合物、砷及其化合物、铅及其化合物、铁、锌等；物理指标有悬浮物、碱度、酸度等。 随着国家环保政策的日益加强及污染物排放总量的控制，企业规模的扩大和深加工的提高，尤其进口高硫原油加工量的增多，石化企业水质分析面临着检测参数多，检测速度慢，自动化程度低，消耗人力物力成本高等问题，寻寻找一种可以分析速度快、检测参数范围广、检测方法可靠、对操作人员人身危害小并可降低实验对环境污染的分析技术势在必行。朗诚化学分析技术研发中心携手广东石油化工学院、茂名石化公司、北海炼化厂等单位，对间断化学分析技术在石化行业的应用进行了近1年时间的研发，经过不懈努力，目前已成功建立了石化企业水质中氨氮、硝酸盐、亚硝酸盐、总磷、磷酸盐、硅酸盐、六价铬、碱度锌、铁等参数的分析方法，以上方法已在镇海炼化、：、茂名石化、武汉石化、广州石化、天津石化等单位得到成功应用。 、石化企业水质检测难点： 目前，国内炼油厂的实验室还沿用手工分析法对无机离子及部分有机离子进行检测，传统的手工法不仅检测速度慢、消耗的人力及物力多、检测结果不理想、自动化程度低或根本不具备自动化，更为重要的是炼油污水含有毒有害物质多，可以通过食源、接触、呼吸等方式对操作人员的人身安全造成危害，并且由于分析所使用的试剂量和样品量多，对环境的二次污染非常大。在实际分析工作过程中，由于炼油污水的成分复杂，对检测的结果造成很大的干扰，特别是其中的油类成分，严重影响测试结果。而工业用水中，通常其待检物质的浓度非常低，以目前实验室手工检测手段很难保证结果的可靠性，造成监控失误，甚至会影响生产事故。 二、石化企业水质的常规检测方法： <一>氨氮 水质中氨氮的常用测定方法有：比色法和气相分子吸收光谱法 1、比色法 A、纳氏试剂法：水中氨与纳氏试剂(K2Hgl4)在强碱性介质中反映生成黄棕色化合物，10分钟后显色完全，于420nm 比色测定，标准曲线发定量。 此方法自动化程度低，分析速度慢，检测精度及准确度受人为因素影响大，并且此方法需使用有毒试剂四碘汞钾和强碱，对操作人员和环境影响大； B、水杨酸盐光度法：在亚硝基铁氰化钠(俗称硝普钠)催化下，氨与次氯酸盐反应生成一氯胺，一氯胺与水杨酸盐反应生成蓝色化合物，，静置60分钟后，于 697nm 波长进行光度法测定，标准曲线法定量。 此方法自动化程度低，分析速度慢，检测精度及准确度受人为因素影响大，不同操作者可能会产生不同的分析结果。 2、气相分子吸收光谱法 水样中加入次溴酸钠氧化剂，将氨和铵盐氧化成亚硝酸盐。然后按照亚硝酸盐的气相分子吸收光谱法测定水样中的氨氮含量。 气相分子吸收光谱法主要适用于地表水、地下水、海水等的样品测定。 3、、CleverChem Petro 分析系统---水杨酸钠法 通过 CleverChem Petro 进样臂分别将缓冲溶液、样品、显色剂、还原剂加入至比色皿中进行混合，经完全反应后自动进行光学测试，测试后自动清洗工作站对比色皿进行自动清洗，清洗完毕后，比色皿经过严格的光学测试后投入下一次使用，测试波长为660nm， 测试速度为95个样/小时。 <二>硝酸盐 水质中硝酸盐的常用测定方法有：比色法、紫外光度法和离子色谱法 1、、比色法 在一定条件下，水中的硝酸盐氮经镉柱还原为亚硝酸盐氮，亚硝酸盐氮与对氨苯磺酰胺 反应生成重氮盐，再与N-(1-奈基)-乙二胺耦合生成玫瑰红色偶氮染料，于540nm 进行光度法测定。 此方法自动化程度低，分析速度慢，检测精度及准确度受人为因素影响大，不同操作者可能会产生不同的分析结果。 2、、紫外光度法 利用硝酸盐在220nm波长具有紫外吸收、而在275nm 波长不具吸收的性质进行测定。 此方法仅适用于清洁地表水和未经明显污染的地下水中硝酸盐氮的测定。 3、、离子色谱法 水样中硝酸盐离子随碳酸钠-碳酸氢钠淋洗液进入离子交换柱系统，根据分离柱对离子的不同亲和度进行分离，后由电脑检测器测量电导率，以峰高或面积定量。 离子色谱法适用于炼油废水的硝酸盐的测定，但是炼油废水及工业用水成分复杂，含有较多有机大分子，这些组份与分离柱的填料发生作用，影响柱子的性能和寿命。 4、CleverChem Petro分析系统---硫酸辽还原法 通过 CleverChem Petro 进样臂分别将碱性试剂、样品、显色剂、加入至比色皿中进行混合，经完全反应后自动进行光学测试，测试后自动清洗工作站对比色皿进行自动清洗，清洗完毕后，比色皿经过严格的光学测试后投入下一次使用，测试波长为550nm， 测试速度为80个样/小时。 <三>亚硝酸盐 水质中亚硝酸盐的常用测定方法有：比色法、示波极谱法和离子色谱法 1、、比色法 在 pH1.8的磷酸介质中，亚硝酸盐对氨基苯磺酰胺反应生成重成盐，再与 N-(1-奈基)-乙二胺耦合生成紫红色偶氮染料，放置20分钟后于540nm 波长比色定量。 此方法自动化程度低，分析速度慢，检测精度及准确度受人为因素影响大，不同操作者可能会产生不同的分析结果。 2、示波极谱法 样品中的亚硝酸盐在弱酸性介质中与对氨基苯磺酰胺反应生成重氮盐，再与N-(1-奈基)-乙二胺耦合生成紫红色偶氮化合物，该偶氮化合物在 pH11.0-11.7的氨碱性介质中，可在示波极谱仪的滴汞电极上产生吸附还原峰，峰电流在一定范围内与试液中的亚硝酸盐浓 度成正比，标准曲线定量。 该方法适用于炼油废水的亚硝酸盐的测定，产生的偶氮染料在氨碱性条件下均可产生吸附还原峰，但灵敏度较低。 3、离子色谱法 水样中亚硝酸盐离子随碳酸钠-碳酸氢钠淋洗液进入离子交换柱系统，根据分离柱对离子的不同亲和度进行分离，后由电脑检测器测量电导率，以峰高或面积定量。 离子色谱法适用于炼油废水的硝酸盐的测定，但是炼油废水及工业用水成分复杂，含有较多有机大分子，这些组份与分离柱的填料发生作用，影响柱子的性能和寿命。 4、CleverChem Petro 分析系统---磺胺-盐酸萘乙二胺法 通过 CleverChem Petro 分析系统进样休分别将样品、显色剂加入至比色皿中进行混合，经完全反应后自动进行光学测试，测试后自动清洗工作站对比色皿进行自动清洗，清洗完毕后，比色皿经过严格的光学测试后投入下一次使用，测试波长为550nm，测试速度为150个样/小时。 <四>硅酸盐 水质中硅酸盐的常用测定方法有： 1、硅钼蓝比色法 在硫酸的浓度不大于 0.4mol/L硫酸溶液中，硅酸能定量与钼酸铵作用，生成硅钼杂多酸，在草酸存在下，加入氯化亚锡盐酸溶液，将硅钼黄还原成硅钼蓝，运用分光光度法测定硅酸盐。 此方法自动化程度低，分析速度慢，检测精度及准确度受人为因素影响大，不同操作者可能会产生不同的分析结果 2、CleverChem Petro 分析系统---硅钼蓝比色法 通过 CleverChem Petro 进样臂分别将草酸、样品、显色剂、还原剂加入至比色皿中进行混合，经完全反应后自动进行光学测试，测试后自动清洗工作站对比色皿进行自动清洗，清洗完毕后，比色皿经过严格的光学测试后投入下一次使用，测试波长为880nm， 测试速度为95个样/小时。 <五>磷酸盐 水质中磷酸盐的常用测定方法有：比色法和离子色谱法 DeChem-Tech 1、比色法： 样品中的PO4-在酸性条件下，与钼酸铵反应生成淡黄色的磷钼杂多酸，在用还原性SnCl2还原生成深蓝色配合物，于700nm 波长处定吸光度，与标准比较定量。 此方法自动化程度低，分析速度慢，检测精度及准确度受人为因素影响大，不同操作者可能会产生不同的分析结果。 2、离子色谱法： 采用Na2CO3或 NaHCO3-Na2CO3混合液为淋洗液，淋洗液流速在0.25-1.2ml/min。水样采集后，经0.45um滤膜过滤后直接测定。 此方法法适用于炼油废水的磷酸盐的测定，但是炼油废水及工业用水成分复杂，含有较多有机大分子，这些组份与分离柱的填料发生作用，影响柱子的性能和寿命。 3、CleverChem Petro分析系统---钼锑抗比色法 通过 CleverChem Petro 进样臂分别将样品、显色剂加入至比色皿中进行混合，经完全反应后自动进行光学测试，测试后自动清洗工作站对比色皿进行自动清洗，清洗完毕后，比色皿经过严格的光学测试后投入下一次使用，测试波长为880nm，测试速度为150个样/小时。 <六>总磷 1、水浴谷解---比色法： 样品经水浴消解后，将其他形式的磷酸盐转为正磷酸盐(PO43)，在酸性条件下，与钼酸铵反应生成淡黄色的磷钼杂多酸，用抗坏血酸作为还原试剂，生成深蓝色配合物，于880nm 波长处定吸光度，与标准比较定量。 此方法自动化程度低，消解率低，分析速度慢，检测精度及准确度受人为因素影响大，不同操作者可能会产生不同的分析结果。 2、CleverChem Petro 分析系统---高压高温消解法 将一定量的样品放入具塞刻度管中，将盖塞紧并放入相匹配的样品架中，最后将样品架放入高压灭菌锅内，待压力达到1.1kg/cm， 温度达到120℃时，消解 30min， 消解完毕后取出样品架放冷，然后用水稀释至标线，将所含磷全部氧化为正磷酸盐。通过 CleverChemPetro 进样臂分别将酸性试剂、消解解后样品、显色剂、还原剂加入至比色皿中进行混合，经完全反应后自动进行光学测试，测试后自动清洗工作站对比色皿进行自动清洗，清洗完毕 后，比色皿经过严格的光学测试后投入下一次使用，测试波长为880nm，测试速度为80个样/小时。 <七>铁 1、二氮杂菲分光光度法 在 pH 值为 3-9条件下，二氮杂菲与二价铁离子反应，迅速生成稳定的橙红色配合物，该配合物在510nm 处有最大吸收，测定其吸光度，与标准物比色定量。 该方法检测速度慢，受人为影响较大，特别是三价铁离子换成二价铁离子时，操作较为繁琐，给分析带来较大工作量。 2、火焰原子吸收光谱法 水样中的铁化合物在空气-乙炔火焰中被原子化，火焰中基态铁原子对铁空心阴极灯辐射的特征谱线产生吸收，根据测得的吸光度与标准溶液的吸光度比较定量。 用本法测定时，虽然检测限较低，但是影响因素较大，特别因为铁的光谱行为比较复杂，测定的重复性较差。 3、CleverChem Petro 分析系统---邻菲啰啉法 通过 CleverChem Petro 进样臂分别将酸化试剂、还原剂、缓冲溶液、显色剂加入至比色皿中进行混合，经完全反应后自动进行光学测试，测试后自动清洗工作站对比色皿进行自动清洗，清洗完毕后，比色皿经过严格的光学测试后投入下一次使用，测试波长为510nm，测试速度为100个样/小时。 <八>锌 1、二硫腙光度法 在pH值4-5.5的乙酸缓冲溶液中，锌与二硫腙生成红色螯合物，经四氯化碳萃取后再最大吸收波长535nm 下进行分光光度测定，工作曲线法定量。 该方法灵敏度较低，分析速度慢，人为干扰较大，同时该方法使用四氯化碳，分析过程对人体危害较大。 2、原子吸收光谱法 水样中的锌在原子化器中被裂解成基态原子，他们吸收锌空心阴极灯辐射出的特征谱线，其吸光度与样品中的锌含量成比例，与标准比较定量。 用本法测定时，影响因素较大。 3、CleverChem Petro 分析系统---锌试剂法 通过 CleverChem Petro 进样臂分别将缓冲溶液、显色剂加入至比色皿中进行混合，经完全反应后自动进行光学测试，测试后自动清洗工作站对比色皿进行自动清洗，清洗完毕后，比色皿经过严格的光学测试后投入下一次使用，测试波长为630nm，测试速度为100个样/小时 <九>总碱度 1、滴定法 采用中和滴定法测定总碱度。该方法受样品颜色、操作者的经验、滴定终点的判断等罂粟影响，结果误差较大。 2、CleverChem Petro分析系统---甲基橙比色法 通过 CleverChem Petro 进样臂将显色剂加入至比色皿中进行混合，经完全反应后自动进行光学测试，测试后自动清洗工作站对比色皿进行自动清洗，清洗完毕后，比色皿经过严格的光学测试后投入下一次使用，测试波长为550nm， 测试速度为180个样/小时。 三、 创新的石化企业水质分析技术——CleverChem Petro 全自动石化水质分析仪<一>原理： CleverChem Petro 分析系统是使传统比色法检测自动化的一种分析检测仪器，其完全模拟传统比色法，将待测样品及相应的反应试剂按照-定的比例自动加入比色皿中，待测物浓度与生成物颜色深浅成正比关系，经仪器比色计检测生成物吸光强度，通过标准曲线，自动计算样品中待测组分的浓度。CleverChem Petro分析系统可实现多达119个样品的多个待测物的同时测定，测定过程全程由专业仪器软件控制和监控，实现分析测试过程的自动化、智能化。 德国 DeChem-Tech.GmbH 公司开创了石化企业水质分析检测的先河，率先将湿化学分析技术应用于石化企业水质的分析检测中。运用CleverChem Petro分析系统检测石化企业水质中总磷、磷酸盐、硅酸盐、硝酸盐、亚硝酸盐、氨氮、六价铬、碱度、铁、锌等参数，不仅可以在实验室实现自动化及智能化，而且由于其分析速度极快、灵敏度极高，可实现样品 的微量分析，更为重要的是此技术分析成本极低，污染极小，降低了实验对人体的危害，同时由于减少了一些参数的前处理步骤，使实验室劳动力得到解放，经济价值高， 必将成为石化行业理化分析的主流技术，是当前和今后一段时期内石化企业水质理化分析的首选方法， 为政府部门的行政监督及各炼油厂的自我监控提供有力的技术保障。 <二>实验过程： 1.前处理： (1)采集样品，并将样品通过特殊膜过滤系统； (2)收集滤液约1-3ml； (3)如工业用水或较澄清液体，可直接上机分析。 2.实验步骤： (1)将过滤好的样品放入样品盘中； (2)将配制好的试剂放入指定试剂盘中 (3)将配制好的标准溶液放入指定样品位； (4)编辑工作列表：标准位编辑、样品位编辑、试剂位编辑； (5)启动仪器分析； (6)收集结果数据； (7)打印或保存数据。 三>CleverChem 化学分析系统技术优势： ①)由于石化企业水质分析检测的样品量多， CleverChem Petro 分析系统最快测定速度可达300个样/小时，并且一次性最多可分析检测多个参数，充分解放了实验室劳动力； ② 由于石化企业水质含有大量挥发性或接触性毒性物质，实验人员长期大量接触该类样品和反应试剂难免对实验人员人身安全存在严重威胁。CleverChem Petro分析系统含废液收集装置，密封性强，可防止有毒有害气体的溢出，废液满后可自动报警，而且采用机械臂自动取样品和试剂，避免操作人员过多机会接触有毒有害试样，最 大限度保障了操作人员的人身安全，同时也降低了实验对分析环境的污染。 CleverChem Petro 分析系统所有实验过程全程由电脑控制，可实现自动取样、取试剂、自动反应及检测、8步骤自动清洗比色皿、自动制作标准曲线、超标样品自动重分析、试剂缺少自动报警、废液满后自动报警、故障自动显示等，实现分析的高自自动化及智能化，避免引入随机误差，以此提高分析精度。 64位比色皿均采用1cm 的石英比色皿，， I可将仪器线性范围扩展为 0-3.5Abs，仪器线性范围的扩展有利于石油污水的检测，因为石油污水的待测物质浓度跨度较大，水样粘度也较大，普通分析仪器无法保证上限的准确度，而工业用水中待测物质的量很低，石英材质比色皿可将仪器的灵敏度精确至0.0001左右，保证低浓度物质的准确度。 <四>部分参数测试数据 1.氨氮对比实验 单位： mg/1 编号 样品标号 对比方式 手工法蒸馏后测定 仪器法直接测定 0池 22.261 21.093 2 A池 41.853 41.467 3 总排 4.962 5.032 4 隔2 37.663 36.957 5 02池 27.923 27.731 6 B出 28.429 28.580 7 3#净化水 32.098 31.897 8 4#净化水 7.278 6.977 9 250 20.426 20.718 10 合油 34.651 34.385 结果表明，仪器法直接测定与手工法蒸馏后测定结果基本一致，仪器法的优势为不需要蒸蒸，可直接取样品上机操作，减少样品前处理步骤。 2.氨氮加标实验 编号 样品标号 样品浓度 加入标准浓度 测定值 回收率 1 监控 0.243 5.010 5.387 102.67% 2 10.020 9.682 94.20% 3 回用 0.620 5.010 5.684 101.08% 10.020 9.919 92.80% 结果表明，氨氮样品加标回收率均处于90%-110%之间，符合检测要求，准确度较高。 3.磷酸盐对比实验 单位： mg/1 编号 样品标号 手工法 仪器法 1 四催 11.78 12.12 2 CF2# 2.79 2.84 3 250 5.69 5.63 4 A池 14.22 14.31 5 总排 2.25 2.19 结果表明，手工法测定结果与仪器法测定结果基本一致。 4.磷酸盐加标实验 单位： mg/1 编号 样品标号 样品浓度 加入标准浓度 测定值 回收率 1 四催 36.86 10.00 47.24 103.8% 2 CF2# 3.48 2.00 5.69 110.5% 3 10.00 14.53 110.5% 结果表明，磷酸盐样品加标回收率基本达到要求(90%-110%)，符合检测要求，准确度较高。 5.亚硝酸盐灵敏度测试数据 CleverChem380-IDLE-2014/01/14 13：48：33 6.硝酸盐灵敏度测试数据 CleverChem380- IDIE-2014/01/1413：03：44 工作列表结果方法界面状态已存文件库系统配置置ise模块配置显示警告附加程序? CleverChem Petro 分析系统是使传统比色法检测自动化的一种分析检测仪器，其完全模拟传统比色法，将待测样品及相应的反应试剂按照一定的比例自动加入比色皿中，待测物浓度与生成物颜色深浅成正比关系，经仪器比色计检测生成物吸光强度，通过标准曲线，自动计算样品中待测组分的浓度。CleverChem Petro 分析系统可实现多达 119 个样品的多个待测物的同时测定，测定过程全程由专业仪器软件控制和监控，实现分析测试过程的自动化、智能化。德国 DeChem-Tech.GmbH 公司开创了石化企业水质分析检测的先河，率先将湿化学分析技术应用于石化企业水质的分析检测中。运用CleverChem Petro分析系统检测石化企业水质中总磷、磷酸盐、硅酸盐、硝酸盐、亚硝酸盐、氨氮、六价铬、碱度、铁、锌等参数，不仅可以在实验室实现自动化及智能化，而且由于其分析速度极快、灵敏度极高，可实现样品的微量分析，更为重要的是此技术分析成本极低，污染极小，降低了实验对人体的危害，同时由于减少了一些参数的前处理步骤，使实验室劳动力得到解放，经济价值高， 必将成为石化行业理化分析的主流技术，是当前和今后一段时期内石化企业水质理化分析的选择方法， 为政府部门的行政监督及各炼油厂的自我监控提供有力的技术保障。