本发明属于油气田缓蚀剂检测领域，具体涉及一种分光光度计检测缓蚀剂浓度的方法。
背景技术：
咪唑啉季铵盐类缓蚀剂作为一种环境友好型缓蚀剂，不但具有非常良好的缓蚀性能，而且无毒、无刺激性气味，热稳定性好，对人体及周围环境没有危害，目前多用于石油及天然气开采过程中的油气井井筒防腐。当咪唑啉季铵盐类缓蚀剂投加到井下后，井筒防腐效果的好坏常以油气井产出水中的缓蚀剂浓度来分析与评价。若缓蚀剂加入量过多，缓蚀剂浓度偏高，则易造成极大浪费；若缓蚀剂加入量不足，缓蚀剂浓度偏低，则起不到保护作用，因此亟需开发出一种针对咪唑啉季铵盐类缓蚀剂浓度进行准确测定的科学检测方法。
由于咪唑啉季铵盐类缓蚀剂属于典型的有机胺咪唑啉类阳离子表面活性剂，故一般可以利用滴定法、荧光法和分光光度法等方法来对它的有效浓度进行分析检测，其中，分光光度法凭借简单快捷、灵敏准确等独特优点，应用最为广泛。
对于分光光度法来说，当利用传统的磷酸盐缓冲体系来对油气井产出水这类高硬污水进行缓蚀剂浓度测定时，缓冲液中的磷酸根离子会与产出水中的钙、镁等离子形成大量的磷酸钙及磷酸镁沉淀物，使得缓冲溶液变成了非均匀的悬浮液，严重影响了实验工作的正常进行，导致缓蚀剂浓度检测结果的准确性不佳且重复性较差。
技术实现要素：
为了解决了现有技术中存在的问题，本发明的目的是提供一种分光光度计检测缓蚀剂浓度的方法，具有很强的抗干扰能力，即使在含有大量固体杂质与颗粒悬浮物的高矿化度、高浊度油气井产出水中依然可以得到较为理想的线性关系。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是，一种分光光度计检测缓蚀剂浓度的方法，包括以下步骤：
步骤1，配制显色剂；
步骤2，配制三羟甲基氨基甲烷盐酸盐缓冲溶液；
步骤3，配制浓度为400～2000mg/l的咪唑啉季铵盐类缓蚀剂标准溶液；
步骤4，绘制咪唑啉季铵盐类缓蚀剂浓度标准曲线；
步骤5，咪唑啉季铵盐类缓蚀剂浓度的测定。
步骤1中，显色剂为0.4g/l溴麝香草酚蓝-乙醇溶液，称取0.1g溴麝香草酚蓝于烧杯中，加少量乙醇溶解后转移到250ml容量瓶中，清洗烧杯然后定容至刻度，得到0.4g/l溴麝香草酚蓝-乙醇溶液。
步骤2中，取25g三羟甲基氨基甲烷溶于水中，加8ml浓盐酸，用蒸馏水稀释至1l。
步骤3中，称取0.1～0.5g咪唑啉季铵盐类缓蚀剂于250ml烧杯中，用空白地层水溶解、稀释、定容至250ml容量瓶中待用，此缓蚀剂标准溶液的浓度为400～2000mg/l。
步骤4中，从步骤3中得到的咪唑啉季铵盐类缓蚀剂标准溶液中分别吸取2ml、4ml、6ml、8ml、10ml、12ml和14ml置于7个250ml的分液漏斗中，然后向各分液漏斗中分别加入20ml三羟甲基氨基甲烷盐酸盐缓冲溶液及1.5ml溴麝香草酚蓝-乙醇溶液，充分振荡2min后放置10～20min，再加入20ml氯仿作为萃取剂，振荡至均匀，静置至分层后，将各分液漏斗下层的萃取液放入50ml干燥容量瓶中，再在上面7个分液漏斗中分别加入16ml、14ml氯仿进行第2、3次萃取，最后将以上萃取液收集到上述容量瓶中并用氯仿定容到刻度，将各容量瓶中的溶液放入干燥的比色皿中，以空白为参比，采用分光光度计测定它们在420nm处的吸光度，最后，以吸光度为纵坐标，以咪唑啉季铵盐类缓蚀剂浓度为横坐标绘制标准曲线。
步骤5中，取待测油气井产出水10ml置于分液漏斗中，过滤除去水中的固体杂质与颗粒悬浮物后，按上述操作步骤对其进行比色分析，并根据步骤4中绘制的咪唑啉季铵盐类缓蚀剂浓度标准曲线计算待测油气井产出水中的咪唑啉季铵盐类缓蚀剂浓度，完成咪唑啉季铵盐类缓蚀剂浓度的测定。
步骤4中离子络合物的最大吸收峰波长为420nm，420nm作为分光光度计的测量波长。
与现有技术相比，本发明至少具有以下几个有益效果：
利用三羟甲基氨基甲烷盐酸盐缓冲溶液为体系提供弱碱性环境，不但保证了缓冲体系的ph不发生变化(ph＝8.0)，同时还解决了传统磷酸盐缓冲溶液中的磷酸根离子与产出水中的钙、镁等离子形成大量的磷酸钙和磷酸镁沉淀物，导致缓冲溶液变成非均匀的悬浮液，造成缓蚀剂浓度检测结果准确性不佳且重复性较差等问题。
通过加入少量显色剂，使之与咪唑啉季铵盐类缓蚀剂发生反应形成离子络合物，并以氯仿为溶剂将其从水相中萃取出来，此法有效消除了产出水中其他类似生色基团对离子络合物吸光度的影响，从而最终实现对咪唑啉季铵盐类缓蚀剂浓度进行准确、可靠的分析与检测，本发明具有很强的抗干扰能力，即使在含有大量固体杂质与颗粒悬浮物的高矿化度、高浊度油气井产出水中依然可以得到较为理想的线性关系。
进一步的，本发明中的显色剂为溴麝香草酚蓝-乙醇溶液，该指示剂能够在10～20min内迅速与咪唑啉季铵盐类缓蚀剂充分发生络合反应并形成稳定的离子络合物，显著缩短了等待时间，提升了工作效率，同时，此离子络合物的最大吸收峰始终处于420nm且最大吸收峰位置不受咪唑啉季铵盐类缓蚀剂浓度的影响，进一步提高了检测的准确度和灵敏度。
附图说明
图1是不同络合反应时间与离子络合物吸光度的关系图；
图2是不同咪唑啉季铵盐类缓蚀剂浓度与其最大吸收峰的关系图；
图3是咪唑啉季铵盐类缓蚀剂浓度标准曲线图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
本发明的一种分光光度计检测缓蚀剂浓度的方法包括以下几个步骤：
(1)配制显色剂
准确称取0.1g溴麝香草酚蓝于烧杯中，加少量乙醇溶解后转移到250ml容量瓶中，清洗烧杯然后定容至刻度，得到0.4g/l溴麝香草酚蓝-乙醇溶液作显色剂使用。
(2)配制三羟甲基氨基甲烷盐酸盐缓冲溶液
取25g三羟甲基氨基甲烷溶于水中，加8ml浓盐酸，用蒸馏水稀释至1l。
(3)配制咪唑啉季铵盐类缓蚀剂标准溶液
称取0.1～0.5g咪唑啉季铵盐类缓蚀剂于250ml烧杯中，用空白地层水溶解、稀释、定容至250ml容量瓶中待用，此缓蚀剂标准溶液的浓度为400～2000mg/l。
(4)绘制咪唑啉季铵盐类缓蚀剂浓度标准曲线
吸取2ml、4ml、6ml、8ml、10ml、12ml和14ml缓蚀剂标准溶液于7个250ml分液漏斗中，然后向各分液漏斗中分别加入20ml三羟甲基氨基甲烷盐酸盐缓冲溶液及1.5ml溴麝香草酚蓝-乙醇溶液，充分振荡2min后放置10～20min，再加入20ml氯仿作为萃取剂，振荡至均匀，均匀用力振荡60次，静置至分层后，将各分液漏斗下层的萃取液放入50ml干燥容量瓶中，再在上面7个分液漏斗中分别加入16ml、14ml氯仿进行第2、3次萃取，最后将以上萃取液收集到上述容量瓶中并用氯仿定容到刻度，将各容量瓶中的溶液放入干燥的比色皿中，以空白为参比，采用分光光度计测定它们在420nm处的吸光度，最后，以吸光度为纵坐标，以咪唑啉季铵盐类缓蚀剂浓度为横坐标绘制标准曲线。
(5)咪唑啉季铵盐类缓蚀剂浓度的测定
取待测油气井产出水10ml于分液漏斗，过滤除去水中的固体杂质与颗粒悬浮物后，按上述操作步骤对其进行比色分析，并根据咪唑啉季铵盐类缓蚀剂浓度标准曲线计算待测油气井产出水中的咪唑啉季铵盐类缓蚀剂浓度。
本发明采用三羟甲基氨基甲烷盐酸盐缓冲溶液替代传统的磷酸盐缓冲溶液，既保证了缓冲体系的ph不发生变化(ph＝8.0)，又避免了传统磷酸盐缓冲溶液中的磷酸根离子与产出水中的钙、镁等离子形成大量的磷酸钙和磷酸镁沉淀物，导致缓冲溶液变成非均匀的悬浮液，造成缓蚀剂浓度检测结果准确性不佳且重复性较差等问题。
显色剂溴麝香草酚蓝-乙醇溶液在上述弱碱性介质中，以二价负离子形式存在并呈现蓝色，当它与咪唑啉季铵盐类缓蚀剂等有机胺咪唑啉类阳离子表面活性剂混合时，负离子与带正电荷的阳离子表面活性剂发生单分子作用并形成离子络合物。以氯仿为溶剂对该体系进行萃取后，可从水相中萃取出负离子与阳离子表面活性剂形成的离子络合物，此离子络合物在油相中呈淡黄色。该方法有效消除了产出水中其他类似生色基团对离子络合物吸光度的影响，从而最终实现对咪唑啉季铵盐类缓蚀剂浓度进行准确、可靠的分析与检测，它具有很强的抗干扰能力，即使在含有大量固体杂质与颗粒悬浮物的高矿化度、高浊度油气井产出水中依然可以得到较为理想的线性关系。
显色剂溴麝香草酚蓝-乙醇溶液能够在10～20min内迅速与咪唑啉季铵盐类缓蚀剂充分发生络合反应并形成稳定的离子络合物，显著缩短了等待时间，提升了工作效率，如图1所示，同时，此离子络合物的最大吸收峰始终处于420nm且最大吸收峰位置不受咪唑啉季铵盐类缓蚀剂浓度的影响，有效强化了检测的准确性和可靠性，如图2所示。
由图1可知，随着反应时间的不断增加，由溴麝香草酚蓝-乙醇溶液和咪唑啉季铵盐类缓蚀剂所形成的离子络合物的吸光度亦逐渐提高，当反应时间达到12min时，离子络合物的吸光度基本维持不变，这表明此络合反应已进行完毕且离子络合物的稳定性良好。
由图2可知，对于不同浓度的咪唑啉季铵盐类缓蚀剂来说，随着缓蚀剂浓度的不断提高，由溴麝香草酚蓝-乙醇溶液和咪唑啉季铵盐类缓蚀剂所形成的离子络合物的吸光度逐渐增加，但该离子络合物的最大吸收峰始终出现在420nm处。
咪唑啉季铵盐类缓蚀剂标准溶液的检测结果见图3。
由图3可知，咪唑啉季铵盐类缓蚀剂浓度与吸光度的曲线关系为y＝0.0067x+0.0153，该回归方程的决定系数为0.9964，咪唑啉季铵盐类缓蚀剂浓度和吸光度具有良好的线性相关性，通过测定吸光度能够科学、可靠地计算出待测油气井产出水中的咪唑啉季铵盐类缓蚀剂浓度。
为了验证一种分光光度计检测缓蚀剂浓度的方法的精密度，分别测定咪唑啉季铵盐类缓蚀剂浓度为37.5264mg/l、62.5440mg/l的标准溶液各5份，计算缓蚀剂浓度的相对标准偏差，详见表1。
由表1可知，当咪唑啉季铵盐类缓蚀剂浓度的实际值为37.5264mg/l、62.5440mg/l时，它们的5个验证值的相对标准偏差仅为0.0036和0.0027，这表明此分光光度计检测缓蚀剂浓度的方法的重现性良好，其检测结果具有较高的准确性和可行性。