专利名称：三元复合驱注入液中羧酸盐及聚合物浓度的检测方法
技术领域：
本发明涉及三元复合驱注入液中羧酸盐及聚合物浓度的检测方法的改进。
背景技术：
三元复合驱是油田三次采油提高采收率一个重要的驱油方法。其三元注入液除含有聚丙烯酰胺(简称PAM)外，还含有石油磺酸盐、石油羧酸盐等表活剂及碱NaOH。由于PAM含量是驱油剂(三元液)质量的重要指标，因此，较为准确、快捷地测定驱油剂中PAM含量是非常重要的，长期以来，检测聚丙烯酰胺浓度的方法主要是淀粉—碘化镉法、浊度法，但此二法只适用于测定水样中的PAM，而三元液中羧酸盐、石油磺酸盐表活剂以悬浊液、乳浊液形式存在，严重干扰测定，此二法已不适用。
发明内容
为解决现有技术存在的问题，本发明提供了一种三元复合驱注入液中羧酸盐及聚合物浓度的检测方法，聚合物浓度检测方法能较为彻底地排除表活剂等干扰，并且具有仪器简易、操作简便、结果准确的特点；羧酸盐检测方法的准确度和平均偏差在5％以内，应能满足实际检测需要。本发明PAM的测定是由定氮法来实现的，其步骤为浓缩用干燥洁净的小烧杯准确称取10克驱油剂试样，放入烘箱内，干燥温度为100℃左右，干燥时间约为24h。煮解在浓缩好的试样中加入10mg硒粉、40mg硫酸钾-硫酸铜混合物，再加入6mL浓硫酸，放在电炉上，控制电压使之缓缓沸腾(此操作于通风橱内进行)，反应物先变焦黑，逐渐变成草黄绿色，最后变成淡蓝或几乎无色，煮解时间约为20～30min。蒸馏安装水蒸气蒸馏装置，在水蒸气发生器中加入占容积2/3的蒸馏水，放几颗沸石，并且加入1～2滴浓硫酸，用电炉加热，使之沸腾。向冷凝管通入冷水，并向100ml接收瓶中加入5ml饱和硼酸溶液和4滴指示剂，将锥形瓶放在冷凝管下面使冷凝管末端浸入液面以下，从定氮仪上端漏斗加入煮解液，并用2～3ml蒸馏水淋洗小烧杯及漏斗，务使酸液全部移入样品管中。然后向漏斗中加入20～25ml 40％NaOH溶液(注意轻轻旋转漏斗磨口塞，使NaOH溶液缓缓加入，以免氨泄露)，关闭漏斗。此时样品管内出现大量黑褐色沉淀。当收集约有30ml蒸馏液时，放低锥形瓶，再收集10ml蒸馏液。用少量蒸馏水冲洗冷凝管末端，并使洗液流入锥形瓶中。蒸馏到此即告完毕。滴定用标准盐酸，用10ml滴定管滴定以上所收集的蒸馏液，在终点时指示剂由蓝色变为灰色(在酸性溶液中为粉红色)。空白实验用完全相同的步骤和试剂用量进行空白实验，从每一次含有样品的试液滴定值减去由试剂所作空白实验滴定值，即为样品所消耗酸液数值。
含氮量的计算公式N％＝(V·N·14.01)/W·100％；式中V是样品所消耗标准酸溶液体积；N是标准酸溶液的规定浓度，由0.025N碳酸钠标定；W是驱油剂试样重量M×固含量S；N％是聚丙烯酰胺中含氮量；已知水解度X，可直接计算含氮量N％＝14.01/[71·(1-X)+93·X]。所以，当水解度X为25％时，N％为18.3％，在这种条件下，聚丙烯酰胺的浓度C为C＝14.01·N·V/(18.3％·M·S)；C的单位为mg/g，即ppm。做三个平行实验，取算术平均值为测定结果。定氮法所用的浓硫酸是比重1.84的浓硫酸，硫酸钾-硫酸铜混合物是以三份无水硫酸铜和一份无水硫酸钾混合而成，硒粉是不含杂质的硒粉，饱和硼酸溶液是这样配制的在100ml水中加入5克硼酸，加以振荡，静置，倾出上层清亮溶液，饱和硼酸溶液里约含有4％硼酸。标准盐酸溶液是这样配制的取2ml浓盐酸加入1000ml水中，混合均匀后，用0.025N标准碳酸钠溶液标定。
本发明的羧酸盐检测方法是这样实现的取三元复合驱注入液300ml，进行降粘处理。羧酸盐表活剂原料液的测定不需处理。用移液管准确吸取待测液2～5ml，加入至100ml的具塞量筒中，再加入10ml蒸馏水，4滴溴甲酚绿，摇匀后用1∶5(v/v)盐酸调至溶液的颜色界于黄—蓝之间。在上述溶液中加入乙醇2.5ml，缓冲溶液25ml，氯仿20ml。用0.005mol/L的十六烷基三甲基溴化铵滴定液滴定上述溶液，盖塞，强烈振摇具塞量筒后静止，溶液逐渐分层，随滴定的进行，下层逐渐变为蓝色，上层蓝色逐渐变浅，至上层为无色时即为滴定终点，记录所消耗的十六烷基三甲基溴化铵的毫升数。同时做空白实验。结果计算按下式计算注入液中羧酸盐表活剂的浓度C％C%=(V1-V2)·N·MV·ρ·1000·100%;]]>式中V1是样品所耗十六烷基三甲基溴化铵的体积，ml；V2是空白所耗十六烷基三甲基溴化铵的体积，ml；N是十六烷基三甲基溴化铵的浓度，mol/L；M是羧酸盐表活剂的分子量，g/mol；V是所取注入液的体积，ml；ρ是注入液的密度，g/ml，ρ≈1；原料表活剂中有效成分含量C0计算公式同上，公式为C0%=(V1-V2)·N·MV·ρ·1000·100%;]]>羧酸盐检测方法所用缓冲溶液的PH＝11，其配制方法为取0.05mol/L的Na2HPO4溶液50ml，加入0.1mol/L的NaOH4.1ml，用蒸馏水稀释至100ml。指示剂溴甲酚绿溶液的浓度为0.06％，其配制方法为称取0.06g溴甲酚绿，溶解在100ml 50％的乙醇中。十六烷基三甲基溴化铵滴定液，0.005mol/L，M＝364.46，配制方法为称取所需量的十六烷基三甲基溴化铵，溶解于200ml乙醇中，用蒸馏水稀释至1000ml。本发明PAM的测定方法能彻底地排除石油磺酸盐和石油羧酸盐表活剂的干扰，并且具有仪器简易、操作简便、结果准确的优点；羧酸盐检测方法的准确度和平均偏差小于5％，可以满足实际检测需要。
具体实施例方式本实施方式PAM的测定是由定氮法实现的，其步骤为浓缩用干燥洁净的小烧杯准确称取10克驱油剂试样，放入烘箱内，干燥温度为100℃左右，干燥时间约为24h。煮解在浓缩好的试样中加入10mg硒粉，40mg硫酸钾-硫酸铜混合物，再加入6mL浓硫酸，放在电炉上，控制电压使之缓缓沸腾(此操作于通风橱内进行)，反应物先变焦黑，逐渐变成草黄绿色，最后变成淡蓝或几乎无色，煮解时间约为20～30min。蒸馏安装水蒸气蒸馏装置，在水蒸气发生器中加入占容积2/3的蒸馏水，放几颗沸石，并且加入1～2滴浓硫酸，用电炉加热，使之沸腾。向冷凝管通入冷水，并向100ml接收瓶中加入5ml饱和硼酸溶液和4滴指示剂，将锥形瓶放在冷凝管下面使冷凝管末端浸入液面以下，从定氮仪上端漏斗加入煮解液，并用2～3ml蒸馏水淋洗小烧杯及漏斗，务使酸液全部移入样品管中。然后自漏斗中加入20～25ml 40％NaOH溶液(注意轻轻旋转漏斗磨口塞，使NaOH溶液缓缓加入，以免氨泄露)，关闭漏斗。此时样品管内出现大量黑褐色沉淀。当收集约有30ml蒸馏液时，放低锥形瓶，再收集10ml蒸馏液。用少量蒸馏水冲洗冷凝管末端，并使洗液流入锥形瓶中。蒸馏到此即告完毕。滴定用标准盐酸，用10ml滴定管滴定以上所收集的蒸馏液，在终点时指示剂由蓝色变为灰色(在酸性溶液中为粉红色)。空白实验用完全相同的步骤和试剂用量进行空白实验，从每一次含有样品的试液滴定值减去由试剂所作空白实验滴定值，即为样品所消耗酸液数值。羧酸盐的检测方法是取三元复合驱注入液300ml，进行降粘处理。羧酸盐表活剂原料液的测定不需处理。用移液管准确吸取待测液2～5ml，加入至100ml的具塞量筒中，再加入10ml蒸馏水，4滴溴甲酚绿，摇匀后用1∶5(v/v)盐酸调至溶液的颜色界于黄-蓝之间。在上述溶液中加入乙醇2.5ml，缓冲溶液25ml，氯仿20ml。用0.005mol/L的十六烷基三甲基溴化铵滴定液滴定上述溶液，盖塞，强烈振摇具塞量筒后静止，溶液逐渐分层，随滴定的进行，下层逐渐变为蓝色，上层蓝色逐渐变浅，至上层为无色时即为滴定终点，记录所消耗的十六烷基三甲基溴化铵的毫升数。同时做空白实验。
权利要求
1.三元复合驱注入液中羧酸盐及聚合物浓度的检测方法，其特征在于PAM的测定是由定氮法来实现的，其步骤为浓缩用干燥洁净的小烧杯准确称取10克驱油剂试样，放入烘箱内，干燥温度为100℃左右，干燥时间约为24h；煮解在浓缩好的试样中加入10mg硒粉、40mg硫酸钾-硫酸铜混合物，再加入6mL浓硫酸，放在电炉上，控制电压使之缓缓沸腾，反应物先变焦黑，逐渐变成草黄绿色，最后变成淡蓝或几乎无色，煮解时间约为20～30min；蒸馏安装水蒸气蒸馏装置，在水蒸气发生器中加入占容积2/3的蒸馏水，放几颗沸石，并且加入1～2滴浓硫酸，用电炉加热，使之沸腾；向冷凝管通入冷水，并向100ml接收瓶中加入5ml饱和硼酸溶液和4滴指示剂，将锥形瓶放在冷凝管下面使冷凝管末端浸入液面以下，从定氮仪上端漏斗加入煮解液，并用2～3ml蒸馏水淋洗小烧杯及漏斗，务使酸液全部移入样品管中，然后向漏斗中加入20～25ml 40％NaOH溶液，关闭漏斗，此时样品管内出现大量黑褐色沉淀，当收集约有30ml蒸馏液时，放低锥形瓶，再收集10ml蒸馏液，用少量蒸馏水冲洗冷凝管末端，并使洗液流入锥形瓶中，蒸馏到此即告完毕，滴定用标准盐酸，用10ml滴定管滴定以上所收集的蒸馏液，在终点时指示剂由蓝色变为灰色，空白实验用完全相同的步骤和试剂用量进行空白实验，从每一次含有样品的试液滴定值减去由试剂所作空白实验滴定值，即为样品所消耗酸液数值。
2.根据权利要求1所述的三元复合驱注入液中羧酸盐及聚合物浓度的检测方法，其特征在于定氮法所用的浓硫酸是比重1.84的浓硫酸。
3.根据权利要求1所述的三元复合驱注入液中羧酸盐及聚合物浓度的检测方法，其特征在于硫酸钾-硫酸铜混合物是以三份无水硫酸铜和一份无水硫酸钾混合而成。
4.根据权利要求1所述的三元复合驱注入液中羧酸盐及聚合物浓度的检测方法，其特征在于硒粉是不含杂质的硒粉。
5.根据权利要求1所述的三元复合驱注入液中羧酸盐及聚合物浓度的检测方法，其特征在于饱和硼酸溶液是这样配制的在100ml水中加入5克硼酸，加以振荡，静置，倾出上层清亮溶液，饱和硼酸溶液里含有4％硼酸。
6.根据权利要求1所述的三元复合驱注入液中羧酸盐及聚合物浓度的检测方法，其特征在于标准盐酸溶液是这样配制的取2ml浓盐酸加入1000ml水中，混合均匀后，用0.025N标准碳酸钠溶液标定。
7.根据权利要求1所述的三元复合驱注入液中羧酸盐及聚合物浓度的检测方法，其特征在于羧酸盐检测方法是取三元复合驱注入液300ml，进行降粘处理，羧酸盐表活剂原料液的测定不需处理，用移液管准确吸取待测液2～5ml，加入至100ml的具塞量筒中，再加入10ml蒸馏水，4滴溴甲酚绿，摇匀后用1∶5(v/v)盐酸调至溶液的颜色界于黄—蓝之间，在上述溶液中加入乙醇2.5ml，缓冲溶液25ml，氯仿20ml，用0.005mol/L的十六烷基三甲基溴化铵滴定液滴定上述溶液，盖塞，强烈振摇具塞量筒后静止，溶液逐渐分层，随滴定的进行下层逐渐变为蓝色，上层蓝色逐渐变浅，至上层为无色时即为滴定终点，记录所消耗的十六烷基三甲基溴化铵的毫升数，同时做空白实验。
8.根据权利要求7所述的三元复合驱注入液中羧酸盐及聚合物浓度的检测方法，其特征在于羧酸盐检测方法所用缓冲溶液的PH＝11，其配制方法为取0.05mol/L的Na2HPO4溶液50ml，加入0.1mol/L的NaOH4.1ml，用蒸馏水稀释至100ml。
9.根据权利要求7所述的三元复合驱注入液中羧酸盐及聚合物浓度的检测方法，其特征在于指示剂溴甲酚绿溶液的浓度为0.06％，其配制方法为称取0.06g溴甲酚绿，溶解在100ml50％的乙醇中。
10.根据权利要求7所述的三元复合驱注入液中羧酸盐及聚合物浓度的检测方法，其特征在于0.005mol/L的十六烷基三甲基溴化铵滴定液的配制方法为称取所需量的十六烷基三甲基溴化铵，溶解于200ml乙醇中，用蒸馏水稀释至1000ml。
全文摘要
三元复合驱注入液中羧酸盐及聚合物浓度的检测方法，它涉及三元复合驱注入液中羧酸盐及聚合物浓度的检测方法的改进。现有检测聚丙烯酰胺浓度的方法主要是淀粉－碘化镉法、浊度法，但此二法只适于测定水样中的PAM，而三元液中羧酸盐、磺酸盐的存在，严重干扰测定，此二法已不适用。本发明PAM的测定步骤为将10克驱油剂放入100℃的干燥箱内干燥浓缩，将浓缩的试样加入10mg硒粉、40mg硫酸钾－硫酸铜混合物和6ml浓硫酸煮解、蒸馏，再用标准盐酸滴定；羧酸盐检测方法是将待测液2～5ml加入10ml蒸馏水、4滴溴甲酚绿摇匀加入乙醇2.5ml，缓冲溶液25ml，氯仿20ml。本发明PAM和羧酸盐的检测方法具有仪器简单、操作简便、准确度高的优点。
文档编号G01N31/16GK1415961SQ02144719
公开日2003年5月7日 申请日期2002年12月5日 优先权日2002年12月5日
发明者赵劲毅, 张同友, 耿子筠, 沈全富, 封明军, 余兰兰 申请人:大庆油田有限责任公司