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随着石油工业产业的飞速发展,我国大部分油田基本进入三次采油阶段,其中大庆油田的三次采油技术已基本成熟。聚丙烯酰胺是三次采油中的主要原料之一,其在聚驱采油技术应用规模不断扩大,导致含聚丙烯酰胺(文中简称含聚)污水量不断增加。含聚污水中聚丙烯酰胺水解可生成具有毒性的丙烯酰胺,给人类和环境带来了严峻的挑战。同时,水解聚丙烯酰胺使采油污水黏度增大、乳化程度增高,增大了污水检测和处理的难度。含聚污水中聚丙烯酰胺浓度是检测和处理含聚污水工艺的重要指标数据之一。检测聚丙烯酰胺浓度的方法中,光学法由于测量速度快、非接触等特点备受关注。然而,油田含聚污水的光谱特性,特别是非常温光谱特性的缺失,造成该方法应用的短板。因此,开展含聚污水光谱特征及其浓度光学测量研究,实现快速检测聚丙烯酰胺浓度,对控制油田采出水处理以及污水排放等都具有重要的应用价值。以油田含聚污水为处理对象,综合分析现有液体光学常数及其浓度光学测量方法研究现状,建立了含聚污水光学常数反演模型,研究了含聚污水透射特性与其浓度之间的关系,实验分析了温度和pH值对含聚污水光谱特性的影响。本文的主要研究内容如下:1.基于透射法结合Kramers-Kronig关系式(简称KK关系式)建立了光学窗口和液体的光学常数反演模型,实验获得了ZnSe材料和蒸馏水的光学常数,利用现有文献公开的数据对该模型进行了验证。2.实验测量了不同浓度含聚污水的光谱透射特性,分析了温度和pH值对含聚污水透射光谱的影响。通过透射法结合KK关系式反演模型获得了含聚污水在2400-2800cm-1的光学常数。搭建了含聚污水光谱透射特性测量恒温实验台,实验获得了浓度500mg/L含聚污水在20℃-70℃温度范围内的透射光谱,求解了含聚污水的光学常数(吸收指数k和折射率n),其中k的范围是1.56×10-3-5.83×10-3,n的范围是1.32-1.38。3.实验分析了400-4000cm-1和190-900nm范围内含聚污水的光谱透射特性,在红外波段和紫外可见波段选取特征波长,通过Matlab软件对含聚污水浓度与其透射特性进行最小二乘法拟合。在400-4000cm-1和190-900nm范围内分析了含聚污水浓度与含光学腔透射特性、纯液体透射特性和光学常数反演其透射特性之间的光学关联关系,获得了2627cm-1、220nm和526nm含聚污水透射特性与其浓度的光学关联关系式,并分析了其适用范围。通过以上研究,得到了含聚污水的光学特性,构建了含聚污水光学常数反演模型,完善了基于光学方法测量含聚污水浓度技术,研究了温度和pH值对含聚污水光谱特性的影响规律。本文研究方法和成果可为发展光学在线检测聚丙烯酰胺浓度提供一定的参考依据。