辛思维,周立娇

（1.东北石油大学石油工程学院，黑龙江大庆，163318；2.中国石油天然气管道工程有限公司，河北廊坊，065000）

土壤中石油污染物的脱附过程

辛思维1,周立娇2

（1.东北石油大学石油工程学院，黑龙江大庆，163318；2.中国石油天然气管道工程有限公司，河北廊坊，065000）

文章中主要采用有机溶剂萃取法（OSE）对高浓度石油污染土壤进行修复，经过精馏操作，有效回收原油，建立脱附等温曲线，研究了石油污染物在土壤-有机溶剂两相间的迁移规律。

土壤中的石油污染物；脱附；过程；研究

在开采油田的附近，无论是对石油的勘探、开采还是存储的时候，都很有可能会使得石油受到污染。经过调查，在周边土壤中的含油量一般会达到10 000 mg·kg-1，大于临界值 500 mg·kg-1。

当石油和土壤混合到一起后，相互之间就会发生很多化学作用。其中最明显的一个作用就是吸附-脱附作用，这个作用对于污染物在土地中的运送和降解有一定的影响。

这篇文章主要调查了我国油田地区的石油污染情况，利用有机溶剂，对其中的石油进行萃取，通过精馏操作，来将原油进行回收处理，同时确定了脱附类型。

1 实验部分

1.1 实验材料

主要药品：正己烷、正戊烷、乙酸乙酯（分析纯）。主要样品：被石油污染的土壤。

1.2 实验方法

（1）脱附动力学实验

利用溶剂（一般为乙酸乙酯、正己烷和正戊烷的混合物）在(20±1)℃的温度下，采取的实验方法是批实验法，对所检验的土样进行萃取，做好实验数据记录。

（2）等温脱附实验

实验步骤：首先要称取10g的试样，然后向样品中加入80 mL的乙酸乙酯和复合溶剂，设定的实验温度为(20±1) ℃，对样品进行萃取，萃取1h后，抽取上层的清液，运用重量法分析其内的含油量，同时测定液固比（体积质量比）为 4∶1 和 6∶1下的含油量，重复上述实验。

2 计算方法

文章主要的计算方法有Herny 线性平衡模型和Freundlich平衡模型，用以对土壤中的数据进行处理。

（1）Herny 线性平衡模型

如果本次实验的最后结果是符合线性平衡模型，则可以根据下式进行计算：

在这个公式中，Cs为固相浓度，单位是kg·kg-1soil；Ce为液相平衡浓度，单位是kg·m-3；Kd表示污染物的固液相分配系数，单位是m3·kg-1。对一系列Cs—Ce作图，可以确定分配系数Kd。

（2）Freundlich 平衡模型

Freundlich 平衡模型的数学计算公式见（2）

在公式中，常数是K 和n 。通过线性变换可得式（3）

我们对logCs和logCe进行画图，以此确定常数K和n的数值。

3 结果与讨论

（1）脱附平衡时间Cs=0.0015 Ce1/1.1975•

通过设定液固比为6：1，然后测定了在不同萃取时间下的脱油率，从图1中可以看出：在5分钟内，脱油率逐渐提高，在10分钟后，趋于平缓，15-25分钟内不再变化了。上述的结果表明：在土壤中石油含量，以及在溶剂中石油含量处于一个平衡的状态了，图中显示出大约有4/5的污染物在5分钟之内就已经脱附得差不多了，到了20分钟的时候，基本已经脱附完成，到30分钟就已经全部完成脱附的过程。

图1 油份在不同溶剂中的脱附动力学

（2）SSR对等温脱附线的影响

在不同SSR情况下，我们绘制了两条等温脱附线，即（a）Herny desorption 和（b）Freundlich desorption ，从图2中显示出，固液相分配系数与SSR成正比例的关系，当SSR从6∶1的比例上升到8∶1的时候，在分配系数方面出现的变化不是很大。当SSR增加到一定的数值后，分配系数才会出现一个恒定的数值。当大于最大的液固化后，在脱油效果上，也不会有很大的上升。通过实验，得出当SSR的比例是6∶1的时候，比较合适。不过要考虑后期对于溶剂的回收方面的价格要算在内，所以，SSR的比例最好不要大于6∶1，应该维持在3∶1-5∶1这一个数据段为好。

4 结论

本文主要通过实验验证了液固比SSR对萃取的影响。试验结果表明：土壤中的石油污染物可以在五分钟之内进行脱附，到20分钟后即可达到一个脱附平衡，综合考虑后期溶剂回收成本，最后得出液固比在3∶1到5∶1是最好的。

[1] 廉景燕,郭敏,李鑫钢.静态条件下石油污染物在水-土壤体系中的脱附特性[J].化工进展.2009(08)

[2] 李国玉,马巍,穆彦虎,李兴柏,毛云程.多年冻土区石油污染物迁移过程试验研究[J].岩土力学. 2011(S1)

[3] 胡红亮,刘国东,余世娇,李龙国.石油污染物在滨海潜水层中的迁移预测[J].人民黄河.2011(08)

辛思维，女，东北石油大学石油工程学院在读本科生

Stripping Process of Petroleum Pollutants in Soil

Xin Siwei1，Zhou Lijiao2
(1.College of Petroleum Engineering,Northeast Petroleum University,Daqing,163318,China 2.China Petroleum Pipeline Engineering Corporation,Langfang，065000,China;)

The article mainly USES the organic solvent extraction(OSE)to repair of high concentration of petroleum contaminated soil,after distillation operation,effective recovery of crude oil,establish stripping isothermal curves of oil pollutants in soil and organic solvent was studied and two migration patterns.

Oil pollutants in the soil;Stripping;Process;Research