Mastersizer2000激光粒度分析仪在油田注水分析中的应用.DOC

Mastersizer2000激光粒度仪在油田水分析中的应用 analysis OF oilfield WATER WITH THE MALVERN MASTERSIZER 2000 引言 油田的产出水一般在采出地面后要加入混凝剂、杀菌剂、缓蚀剂、阻垢剂、脱氧剂等经过除油、除垢、脱粒度在许多行业中是一个非常重要的参数。测量粒度的传统方法主要有：①筛分法②沉降法③显微法④库尔特计数器法。这些方法各有其特点，但测定范围窄，结果代表性差，测定条件苛刻，费时费力。目前较先进并被广泛应用的激光衍射法已渐成为首选技术。 激光衍射也称为小角度激光散射，克服了传统粒径检测方法存在的缺点，可以测量透明、半透明，带色或不带色的各种油品、乳液以及固态干粉等样品，已基本取代了传统的粒径测量方法，成为粒度分析快速、准确、高效的最佳手段。激光粒度仪与其他粒度测试方法间的结果对比已经有报道[5] [6]，它的系统误差要远小于沉降法和筛析法[5] [6]。它不仅可精确测量粒径范围较宽的粒度，而且具有高精度、高效率、高自动化程度的显著优势及高度重现性等诸多优点。 激光粒度仪的原理与结构 本单位使用的是英国Malvern公司生产的 Mastersizer 2000型激光粒度分析仪，所带附件为Hydro2000MU。可以进行手动测量和标准操作两种方式。仪器主要用于测定油田水中的颗粒物粒径分析。 激光粒度分析仪基于激光衍射的原理，小粒子对激光的散射角大, 大粒子对激光的散射角小。通过散射角的大小测量即可换算出粒子大小。其依据的光学理论为米氏理论和弗朗霍夫理论，弗朗霍夫理论假定颗粒不透明, 忽略了光散射系数和吸收系数。并且弗朗霍夫理论只适用于30μm 以上的不透明粒子，小颗粒只能用米氏理论才能合理解释。M a l v e r nMastersizer 2000型激光粒度分析仪在保留弗朗霍夫理论的基础上采用了更加先进的完全米氏理论，以满足小的和半透明的粒子或透光粒子的测量要求。米氏理论预言了所有通过粒子的光的路径，覆盖了部分吸收及完全不透光和完全透明的粒子范围[2] 激光粒度仪主要由光源、进样系统、检测系统和数据处理四部分组成。光源由激光器产生单色相干性极好的激光,经滤波扩束系统后,得到一个扩展的、照明散射颗粒理想化的光束。分散均匀的样品在一定速度下流过样品池，其中的颗粒在样品窗内被激光光束照射产生衍射,并形成一定的空间光强分布,分别由设在探测区的非均匀交叉排列扇形主检测器,附加大面积辅助检测器和大角度前向、背向检测器检测到这些光的强度，再将光信号转变为电信号并送入计算机,按事先编制的程序根据衍射理论进行数据处理,把衍射谱的空间分布反演为颗粒大小的分布。示意图如下： 光源 进样 检测器 数据处理 报告 应用与讨论 3．1分析的准确性和稳定性 将标准颗粒QAS2002配到遮光度在10%左右，连续测定12次的结果数据见下图表。 粒径 D10/um D50/um D90/um 标准值LL 27.57 45.86 74.69 标准值 28.43 46.8 77 标准值UL 29.28 47.73 79.31 55 28.321 46.58 76.046 56 28.314 46.554 76.139 57 28.311 46.615 76.608 58 28.278 46.556 76.513 59 28.298 46.652 76.89 60 28.313 46.708 77.091 61 28.275 46.681 77.271 62 28.303 46.713 77.278 63 28.32 46.772 77.461 64 28.328 46.797 77.463 65 28.389 47.008 78.115 66 28.34 46.84 77.64 平均值 28.32 46.71 77.04 与标准值之差 0.39% 0.19% 0.05% SD 0.03 0.13 0.60 RSD% 0.10 0.27 0.77 12次连续测量中值的平均值与标准值之差为0.19%，小于3%，符合GB/T19077.1-2008/ISO13320-1：1999的规定[4]。D（v,0.1）D（v,0.5）D（v,0.9）相对标准偏差分别是0.1%,0.27%,0.77%均小于1%, 说明仪器准确可靠且很稳定。 3．2应用于考察油田水处理设施效果 样品名称 d (0.1) d (0.5) d (0.9) LN一次滤出 1.189 3.195 32.531 LN二次滤出 0.914 3.037 13.924 DH污水双滤前 1.17 3.391 7.57 DH污水双滤后 1.0