應用案例：監測石油化工循環冷凝水、冷卻水、工業污水的石油類
來源：瑞信科技（廣州）股份有限公司 閱讀：3444 更新時間：2011-04-27 10:34應用案例：監測石油化工循環冷凝水、冷卻水、工業污水的石油類
一、應用情況
應用要求：石油開采、煉制、運輸、儲備企業等排污單位廢水需監測水中石油類濃度，在達
到《石油煉制工業水污染物排放標準GB3551-83》和《石油化工水污染物排放標
準GB4281－84》限量標準后，才能向環境排放。
解決方案：美國特納TD-4100C在線式水中油監測儀
典型用戶：中石油大連某煉油廠，TD-4100，1臺，海水冷卻器熱交換器泄漏；
TD-4100C，1臺，蒸汽冷凝水；
中石化鎮海某煉油廠，TD-4100，1臺，蒸汽冷凝水。
具體應用：煉化企業循環冷卻水、冷凝水和工業污水的石油類監測。
在線式水中油監測儀主要是監測水中所含微量的石油類物質（碳氫化合物），它在石油、化工領域有非常廣泛的應用，在石油、化工生產工藝過程中各環節都大量采用熱交換器用于加熱、冷卻，熱交換器的介質多為高壓蒸汽、冷卻水、油。
此類熱交換器設備往往存在換熱介質泄漏到冷卻水、高壓蒸汽的可能性。生產工藝環節的熱交換器如果發生介質泄露一方面是生產設備運行的重大安全隱患，另一方面循環冷卻水及冷凝水受到泄露介質的污染，特別是受油的污染后又直接危害水處理設備的運行安全及熱交換的效率。如果介質泄露不能及時發現，一旦發生嚴重泄露，就必須將受嚴重污染的循環水及冷凝水由水處理系統中排放，極易造成環境污染和水資源的浪費，因此必需對循環水及冷凝水的含油量進行監控。
石油、化工行業對水質污染的一個重要方面是油污染，石油、化工企業排放的工業污水往往含有大量的石油污染物（碳氫化合物），石油污染物對人類的生存環境帶來很大的威脅，重點控制石油、化工行業排放污水中石油污染物的含量是非常重要的，對其進行連續在線監測是保護的重要手段，國家環保總局早已將水中石油污染物的監測列入六項必測指標之一。
二、法規標準
目前紫外熒光法已在美國、加拿大、瑞士、俄羅斯等發達地區和國家廣泛應用并被列為國家標準。我國國家標準《海洋監測規范》GB17378.3-1998也采用熒光法測量海水中的石油類。國家環境保護總局頒的HU/T92-2002《水污染物排放總量監測技術規范》（,中也明確規定水中油自動在線測量法為熒光法，我國水利部分也考慮采用熒光法測量地表水中的油類污染。
1、排放標準：
（1）、《石油煉制工業水污染物排放標準GB3551-83》
石油化工水污染物排放標準分為二級：
第一級：是指新建、改建、擴建的石油化工企業或大型石油化工企業，自本標準實施
之日起立即執行的標準。
第二級：是指所有現有具備污水生化處理設施的中、小型石油化工企業，自本標準實
施之日起立即執行的標準。
全國石油 煉制企業按加工深度和產品種類分為三類：
Ⅰ類：燃料型煉油廠
Ⅱ類：燃料+潤滑油型煉油廠；
Ⅲ類：燃料+潤滑油+煉油化工型煉油廠（包括加工高含硫原油頁巖油和石油添加劑
生產基地的煉油廠）。
表3 石油煉制工業廢水中一般有限物質，最高容許排放濃度 （mg/L）
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項目 |
第一級 |
第二級 |
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Ⅰ類 |
Ⅱ類 |
Ⅲ類 |
Ⅰ類 |
Ⅱ類 |
Ⅲ類 |
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石油類 |
5 |
5 |
10 |
10 |
10 |
20 |
（2）、《石油化工水污染物排放標準GB428119-1984 （GB4281－84）》
石油化工工廠和工廠污水處理廠排放口水污染物最高容許排放濃度應符合
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項目 |
最高容許排放濃度（mg/L） |
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第一級 |
第二級 |
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石油類 |
10 |
20 |
2、水質監測標準：
《水污染物排放總量監測技術規范HU/T92-2002》
8 監測項目與分析方法 規定石油類為必測項目的排污企業類別包括：
1、石油開采；
2、石油煉制（含乙烯行業）；
3、管道運輸業；
4、其它有機化工。
8.5 監測方法：（表2 水污染物排放總量監測項目和監測方法）規定
石油類、動植物油類——3.自動在線監測法（熒光法）
三、典型用戶介紹
中石油大連某煉油廠，現有煉油生產裝置48套，化工生產裝置7套。作為中石油重要的煉油基地，具有年加工2050萬噸或日加工41萬桶原油的能力，其中一半的加工能力用來精煉中東的含硫原油。能生產汽油、煤油、柴油、潤滑油、石蠟、苯類、聚丙烯、細旦纖維等石化產品200多種。
中石化鎮海某煉油廠，現有2300萬噸/年原油加工能力、60萬噸/年尿素、100萬噸/年芳烴、20萬噸/年聚丙烯生產能力，4500萬噸/年吞吐能力的深水海運碼頭，以及超過300萬立方米的儲存能力，是中國最大的原油加工基地、進口原油加工基地、含硫原油加工基地、成品油出口基地和重要的原油集散基地之一。
煉化企業生產過程中排放的工業污水含有一定的石油污染物。一般情況下，經初步除油處理后，廢水含油濃度降至15~30 mg/L左右后，再進行二次處理，最終達標排放。但是因為一些偶發因素，會出現廢水含油量極高的現象，經除油后仍可達到幾百，甚至上千的濃度。
為防止此類高油廢水對后續煉化工藝和污水處理工藝的影響，大連煉油廠和鎮海煉油廠均在在除油裝置后端（二次處理之前）安裝了美國特納TD-4100系列的在線式水中油監測儀：TD-4100，TD-4100C。
特納水中油監測儀對廢水的含油量進行連續在線監測，實時測量的水中油濃度值經4-20mA傳輸至分布式控制系統DCS，工作人員可以根據測量值及時對工藝進行干預，盡量保證污水達標排放。
四、關于水中油監測儀
監測儀器：TD-4100，TD-4100C水中油監測儀
檢測原理：熒光法（紫外熒光法）
儀器生產廠家：美國特納（Turner Designs）碳氫化合物儀器有限公司
(一)、儀器簡介：
美國特納Turner Designs儀器公司是全球領先的碳氫化合物分析儀、水中油監測儀的研發、生產公司，在水中油分析儀領域擁有頂尖的專利技術和豐富經驗。
TD-4100C是堪稱全球行業標準的TD-4100水中油監測儀的“封閉式腔室”版本。該儀器專為一般清潔水應用或污垢可通過注入化學藥劑或使用外部清潔系統進行控制的污水應用而設計。它采用透明管流量池裝載加壓的樣本水以避免蒸汽系統中的氧氣污染并能把樣本送返至加壓的進程中。它含有用于腔室狀況監測和校準的簡單注射器注入驗證方法。
(二)、檢測原理：
水體中石油類的芳香烴成分，在紫外區波長的紫外光照射下，經激發后發射出波長更長的熒光強度，該熒光強度與石油類組分含量成正比。
TD-4100C通過熒光性測量油類樣本的碳氫化合物含量。熒光性在一分子（在該情況下為碳氫化合物分子）在被電子激發后馳豫至其基態時產生。熒光碳氫化合物會吸收光-激發-在某一波長下并發光-馳豫-在更長的波長（能量更低）下。發出的光線會被過濾并轉化為與樣本中的熒光碳氫化合物濃度相當的電位反應。
TD-4100C的電子器件與高靈敏度的光線探測器能夠探測從百萬分之一(ppm)至十億分之一（ppb）范圍內的碳氫化合物。
(三)、應用范圍
適應油類：
1、苯系物、苯酚、苯乙烯、大部分導熱液體、芳香族化合物；
2、柴油、潤滑油、液壓油、燃油、原油、氣體凝析油。
應用領域：
1、 冷卻水，蒸汽冷凝水，熱交換泄漏，金屬加工液體濃度控制；
2、飲用水入口、脫鹽裝置、河流、湖泊。
3、工業、電力、水力發電廢水；IMO 107(49)認證的艙底水、甲板泄水機；雨水徑流；油田采出水。（TD-4100）
(四)、性能特點：
n 具有與同類產品相比最低探測極限的熒光測量技術。
n 極少的樣本調節管道硬件要求，可降低成本。
n 易于校準且具備長期穩定性。
n 低維修保養要求。
n 用戶友好型。
n 適用于戶內或溫和環境。
n 定制配置與接液材料。
TD-4100C技術參數：
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型號 |
TD-4100C |
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探測范圍 |
蒸汽冷凝液中的燃油、原油5ppb-500ppm，根據水源和目標碳氫化合物而定。 |
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檢測下限 |
大部分其它烴類＜50ppb |
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尺寸 |
包括墻壁安裝：高56cm×長112cm×寬27cm |
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重量 |
55磅（24.9千克） |
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本地顯示 |
有，PPM，PPB，或原始熒光性信號 |
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控制 |
觸控板，密碼保護 |
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電源要求 |
90-240伏交流電，2.2A，50/60赫茲（24伏直流電可選） |
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管道要求 |
給水管：3/8"或1/2"管道，回流管：3/8"或1/2"管道 |
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樣本壓強 |
＜250磅/平方英寸（1724kPag) （更高的壓強請聯系廠家） |
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樣本溫度 |
212°F（100°C） |
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一般用途下所需的空氣供應 |
無 |
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周圍的運行溫度 |
32°-120°F（0-49°）（加熱器或渦流冷卻器可選） |
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流量池特點 |
閉合式管道（不帶腔室狀況監測） |
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工作原理 |
熒光性與針對應用具體而設的光學配置 |
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穩定性 |
6個月內+/- 10% |
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響應時間 |
3秒鐘全刻度法峰信號改變，連續讀數 |
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校準 |
空白/標準添加或與標準方法相關 |
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試劑 |
無 （對于污水應用，可能定期需要使用清潔溶液） |
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警報 |
3個：早期警報/高警報/系統故障警報 |
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警報接觸 |
干式觸點，250伏交流電/32伏直流電、4A、最大128瓦 |
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輸出 |
4-20毫安 ，外部電源供電，500歐姆阻抗 |
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通信協議 |
可選：Hart，ModBus |
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診斷 |
自我診斷，內部故障與警報相連 |
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安全 |
密碼保護的軟件，可鎖定的玻璃鋼外殼 |
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IP等級 |
IP66，美國電氣制造商協會標準NEMA 4X |
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保養維修 |
標準檢查，清潔流量池 |
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化學清潔劑 |
去垢劑和/或稀釋的鹽酸 |
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防爆組件 |
無。危險區域請使用TD-4100XD和TD-4100XDC |
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樣本泵 |
（可選） |
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半自動清潔系統 |
（可選） |
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數據記錄器 |
（可選） |
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ISO認證 |
ISO9001，2008質量體系 |
五、關于美國特納
美國特納（Turner Designs）儀器公司是領先于世界的水中油分析儀器專家，公司開發了包括油類水質在線檢測儀、實驗室臺式測油儀和便攜手持式水中油份濃度分析儀，提供了一整套完整油類水質的分析解決方案。廣泛服務于石油石化、海洋鉆井平臺、工業企業和環境監測等部門，以優異的產品性能幫助客戶提升油類水質檢測技術。
水中油在線分析儀專門為測試水中微量油（碳氫化合物）濃度而設計的。它采用先進的紫外-熒光檢測技術，是國家環保總局推薦的水中油在線監測方法。它無需藥劑，無消耗品，無污染、是安全、環保的在線監測儀器。開放式是的采樣檢測技術非常便于清洗，最適合惡劣的工作環境。配合各種工況、被測水樣的水樣預處理裝置、數據處理系統可使您得到最佳的監測方案。
美國特納(Turner Designs)TD-4100、TD-4100XDC、TD-1000C在線式水中油監測儀可以在0~5000ppb（多環芳烴）或0~1000ppm（水中油）的寬量程上對水中以多環芳烴為主的水中石油類進行有效的連續監測，特納儀器廣泛應用于工業污水、循環冷凝水、鍋爐水、石油采出水以及地表水領域。
圖：特納TD-4100水中油監測儀
圖：特納TD-4100C水中油監測儀
圖：大連某煉化廠
圖：鎮海某煉化廠
