汽油装罐油气扩散排放的实验测定及数值模拟

正确预测储油罐收油作业时罐内油气扩散排放规律对研究油品蒸发损耗及污染控制具有重要意义,因而两个关键参数(油罐排放气液比λ及损耗率η)被重点考虑。基于VOF模型、扩散传质模型和RNG k-ε湍流模型,对汽油喷溅式装油损耗进行数值模拟研究。分析比较了不同装油口高度、不同装油速度、不同油罐初始油气浓度条件下罐内的油气扩散规律,并建立汽油装罐蒸发损耗实验平台验证以上数值模拟,模拟值与实验值吻合良好。研究结果表明:装油口位置越高,汽油损耗率η越大,随装油速度增大,高装油口损耗率η最大约为0.34%,低装油口约为0.025%。增大油罐初始油气浓度,高装油口损耗率η最大约为0.44%,中装油口约为0.21%,低装油口约为0.043%。最后建议固定顶油罐大呼吸API损耗评估计算公式考虑装油速度及油罐初始油气浓度对蒸发损耗的影响,并尽量采用低装油口及清洗油罐装油。     

泄漏条件对内浮顶罐油气扩散影响分析

为研究内浮顶储油罐浮盘密封圈油气泄漏扩散规律,建立内浮顶汽油储罐密封圈油气扩散和泄漏环宽度、速度流率估算模型,分析了在不同浮盘高度下泄漏量对内浮顶罐油气扩散的影响,进而对内浮顶罐安全风险进行讨论。结果表明：泄漏油气主要在水平方向上扩散,罐内气体空间的油气体积分数分布呈现出梯度,越靠近浮盘边圈缝隙泄漏上方的油气体积分数越高;随着泄漏量增加,内浮顶汽油储罐平均油气体积分数增大,低液位2倍、5倍和10倍泄漏量下的油气体积分数分别为0.025%、0.046%和0.069%,高液位正常及2倍、5倍和10倍泄漏量下的油气体积分数分别为0.013%、0.020%、0.037%和0.071%,低液位下100倍泄漏量时罐内大部分区域的油气体积分数将处于0.15%～0.46%范围内,已接近甚至达到爆炸极限。     

油气回收中吸附法的研究与应用

油罐在进行收发油作业时,存在着很大的蒸发损耗。本实验在常温常压下,采用吸附法循环系统,对油气进行回收。通过气相色谱仪测出样品中各组分的浓度,然后进行数据处理,计算出其回收率,并对实验进行分析讨论,得出吸附法油气回收系统的结论。     

因子分析在油气各环节损耗对整体损耗影响的应用

油品蒸发损耗的评价常用的是运输损耗率和保管损耗率,鉴于两种方法的不足,本文提出基于数理统计的因子分析法,因子分析法是目前较为可观的评价方法。它是从统计数据的内部结构出发来,从而得出耗管理措施的客观评价。本文以华北某公司油气损耗为例,利用因子分析总结出整体损耗的因素,为相关油企降低损耗提供了理论依据。     

储罐油品蒸发扩散规律研究

为研究储罐小呼吸过程中相关物性变化规律,以拱顶罐为载体,通过油田罐区温度统计数据,运用数值模拟方法对由温度变化引发的油品蒸发扩散过程进行计算。结果表明,受罐顶高温影响,罐体内部气体空间等温曲线分布呈上凸形态,油品内部空间升温较平稳;由于昼夜温度变化,储罐气体空间内油蒸气浓度呈现出随时间单“峰”交替变化规律,每一个自然日为一周期;储罐内较低的存油量将明显降低呼吸损耗,在储罐小呼吸最为剧烈时段,液位的增加将不断提高罐顶周边区域油气浓度。与此同时,低液位储罐近液面区域会出现明显的油蒸气浓度梯度层,而高液位储罐上层空间浓度分布相对均匀,线性特征比较明显。     

洞库收油作业油气排放数值模拟研究

本文介绍了洞库油气排放数值模拟的步骤,针对某洞库建立了油气排放数值模拟模型,运用该模型对收油作业油气排放进行了模拟,结果表明,收油作业时洞口附近油气浓度平均值高于安全值,会形成爆炸危险区域,应当采取一定的措施。     

煤粉工业锅炉空气深度分级数值模拟研究

为了研究空气分级低氮燃烧技术对煤粉工业锅炉NO_x初始排放浓度的影响规律,针对煤科院40 t/h煤粉工业锅炉采用数值模拟的方法探讨了空气分级深度对锅炉燃烧及NO_x初始排放浓度的影响规律,并通过工程试验验证了模拟结果的准确性。研究结果表明:随着三次风比例由0增至50%,双锥燃烧器出口平均温度由980 K上升至1 530 K,且温度分布更加均匀;双锥燃烧器出口气流流速降低约10 m/s;锅炉NO_x初始排放浓度由空气不分级工况下的697 mg/m~3降至三次风30%工况下的424 mg/m~3,降幅约39%。工程试验表明,三次风比例为30%时,NO_x初始排放浓度为409 mg/m~3,与数值模拟结果相差小于5%,数值模拟较好地预测了锅炉燃烧及NO_x排放情况。空气深度分级低氮燃烧技术可有效降低煤粉工业锅炉NO_x初始排放浓度。     

内浮顶罐组油气泄漏扩散叠加效应的数值模拟与风洞实验研究

内浮顶罐的油气泄漏会给油罐区的安全和环境带来潜在的危害。基于CFD及其Realizable k-ε湍流模型,建立了内浮顶罐的风场和油气浓度场数值模拟方法,并通过风洞实验验证其可行性。之后,重点讨论单罐、双罐、四罐情况下的流场与浓度场分布。结果显示：紧贴浮盘边圈缝隙泄漏上方的油气浓度最高,容易产生火灾等危险;罐组之间存在相互影响作用,由于前方罐的阻挡作用,后方的罐内风速较小,容易产生油气叠加,导致油气浓度高于前方罐,更容易达到爆炸极限。无论从安全、环保还是人员健康方面,都应采取相应措施及时监控。     

内浮顶罐组油气泄漏扩散叠加效应的数值模拟与风洞实验研究

内浮顶罐的油气泄漏会给油罐区的安全和环境带来潜在的危害。基于CFD及其Realizable k-ε湍流模型,建立了内浮顶罐的风场和油气浓度场数值模拟方法,并通过风洞实验验证其可行性。之后,重点讨论单罐、双罐、四罐情况下的流场与浓度场分布。结果显示:紧贴浮盘边圈缝隙泄漏上方的油气浓度最高,容易产生火灾等危险;罐组之间存在相互影响作用,由于前方罐的阻挡作用,后方的罐内风速较小,容易产生油气叠加,导致油气浓度高于前方罐,更容易达到爆炸极限。无论从安全、环保还是人员健康方面,都应采取相应措施及时监控。     

原油罐储过程蒸发损耗的研究进展

针对原油在罐储过程中蒸发损耗给原油储罐安全运行带来经济、环保等方面的挑战和生产的难题。本文综述了国内外原油罐储过程蒸发损耗的实验、理论、数值模拟研究进展,并提出降低蒸发损耗的技术措施,可为油田企业减少能源浪费、制订科学罐储方案提供技术支持。     

外浮顶罐不同孔隙油气泄漏扩散数值模拟

开展外浮顶罐油气泄漏扩散机理及规律的研究对于保障罐区安全、降低环境污染具有重要的意义。针对大、小外浮顶罐不同浮盘孔隙的油气泄漏扩散及其受风场的影响进行了数值模拟及实验验证。研究结果如下。①当风吹向外浮顶罐时，会在浮盘上方形成大尺度涡流，并在紧贴浮盘处形成从下风侧到上风侧的对称分布的气流运移。②泄漏位置在浮盘上时，油气均紧贴浮盘从下风侧向上风侧运移；泄漏位置位于浮盘中间及下风侧时，油气较容易扩散出去，而位于浮盘上风侧及两侧时，油气容易发生积聚，存在很大的安全隐患；风速增大有利于油气扩散，但会使污染范围扩大。③泄漏位置在浮盘与罐壁之间的边圈缝隙时，油气沿着罐壁向浮盘上方空间扩散，且扩散的程度为：浮盘两侧>上风侧>下风侧。④泄漏位置在浮盘中心、泄漏孔径为20mm时，正庚烷体积分数为0.1%~1.7%，处在对应的爆炸极限范围之内；而孔径为6mm时，正庚烷体积分数在0.02%~0.26%，汽油蒸气的体积分数在0.05%~0.65%，均未达到爆炸极限范围。因此，当泄漏孔隙较大时，出现爆炸危险的可能性增大。研究成果进一步揭示浮盘上方气流运移规律及油气扩散传质机理，可为生产实践和油罐管理提供理论指导，并进一步完善外浮顶罐蒸发损耗评价理论体系。     

喷嘴雾化特性及脱硫废水蒸发数值模拟

利用相位多普勒粒度分析仪（PDA）实验台测量了双流体喷嘴出口速度与粒径分布,利用得到的速度与粒径数据对江苏某生物质电厂进行小水量脱硫废水蒸发的数值模拟,着重研究了液滴粒径以及烟气中水蒸气的体积分数对液滴蒸发过程的影响。PDA实验结果表明,该双流体喷嘴在特定气液比条件下出口粒径均小于100μm。应用离散相模型与随机轨道模型,利用Rosin-Rammler分布模拟喷雾液滴分布范围（0～100μm）。模拟结果表明,粒径低于100μm的液滴能够完全蒸发,液滴粒径越小,完全蒸发时间越短,液滴经历的平稳吸热时间越短。随着粒径的增加,液滴完全蒸发时间增幅变大。随着烟气中水蒸气体积分数增加,液滴蒸发速率变缓,液滴开始蒸发的时间延长,且体积分数越大,出口未蒸发完全的液滴直径越大,但出口液滴粒径增大的幅度在减小。     

炼油厂酸性水罐区油气回收模拟计算及参数优化

采用流程模拟软件proⅡ软件对酸性水罐区油气回收工艺进行了优化模拟计算。结果表明,采用低温吸收工艺,在2个吸收塔理论板,吸收温度20℃,液气比50 L/m^3时,油气净化率97.2%,吸收塔出口油气浓度为14 756 mg/m^3,达到了油气排放的国家标准。实验室实验吸收效率95.6%,出口质量浓度18 374mg/m^3,模拟结果与其有良好的一致性。     

微湿空气法处理催化剂对FCC汽油吸附脱硫的研究

用水蒸气处理的Y型分子筛作为载体,以硝酸锌为活性组分,制备了一种FCC汽油吸附脱硫催化剂.改变反应器温度、水蒸气温度以及空气流速制备一系列载体,在载体上负载不同质量分数的硝酸锌溶液,得到催化剂.利用制备的催化剂在微型反应装置中进行FCC汽油脱硫实验,考察温度、空速对催化剂吸附脱硫活性的影响.结果表明:水蒸汽的产生温度5...     

NiO/α-Al2O3催化剂用于模拟汽油选择性加氢脱二烯反应的性能

以微波辐射法制得的大比表面积α-Al₂O₃为载体,负载一定量NiO制备得到NiO/α-Al₂O₃催化剂,采用固定床微反实验装置评价NiO/α-Al₂O₃催化剂用于模拟汽油选择性加氢脱二烯反应的性能,并对载体和催化剂进行XRD和BET表征。结果表明,用微波辐射法制得的Al₂O₃具有α-Al2O3的物相和大比表面积,负载NiO后的NiO/α-Al₂O₃催化剂对模拟汽油选择性加氢脱二烯具有较好的反应性能,适宜的NiO负载质量分数为24%。通过对反应条件的考察,得出24%NiO/α-Al2O3催化剂的适宜反应条件为反应温度80 ℃,常压,空速5.5 h^-1,氢油体积比100∶1。     

NaCl溶液静态闪蒸的蒸发特性

对不同初始条件下NaCl溶液静态闪蒸过程中蒸发质量的变化规律进行了实验研究,实验过程中溶液初始质量分数为5%～26%,初温为74～104℃,初始液位高度为0.1～0.3 m,过热度为0.79～42 K。结果表明:在以ΔT_s为过程参量时,溶液闪蒸蒸发质量随NaCl初始质量分数的增加明显下降;以ΔT为过程参量时,相同初始液位高度,不同初始质量分数NaCl溶液闪蒸蒸发质量相差较小;增加初始液位高度虽可增加总蒸发质量,但使单位质量溶液闪蒸蒸发质量下降;闪蒸蒸发质量随过热度增大而呈近似线性增加。综合分析静态闪蒸过程中主要过程参量对蒸发质量的影响,在实验基础上,提出蒸发质量的量纲1关联式。     

密闭装车技术在汽油火车装车中的应用

汽油在火车槽车装车时,会产生大量的汽油有机蒸汽,造成严重的油品蒸发损耗,影响油品质量,同时造成环境、安全等危害,因此需要对汽油油气回收。目前,油气回收有四种方法,即吸收法、吸附法、膜分离法、冷凝法。辽阳石化分公司炼油厂对汽油装车系统系统进行技术改造,即增设密闭装车和冷凝-膜耦合分离法油气回收系统。并对此系统带来的经济效益和社会效益进行分析和评定。     

催化裂化吸收稳定系统低温节能工艺开发初探

以某炼油厂催化裂化吸收稳定系统工艺数据作为模拟和计算的基础,从单因素和双因素角度研究了循环汽油温度及平衡罐温度对吸收稳定系统物流及能耗的影响,为后续低温节能工艺开发提供了依据。研究结果表明,随着循环汽油温度由40℃逐步降至5℃,平衡罐气液相及循环汽油质量流率下降,系统能耗下降约16%。系列循环汽油温度下,随着平衡罐温度的上升,系统能耗均呈现正U形曲线趋势,在35~55℃范围内出现系列最低点,即该循环汽油温度下系统能耗最优点。随着循环汽油温度的降低系统能耗逐渐减小。因此,除了考察适用的最优操作温度外,还需综合评估工艺匹配的节能设备投资及操作费用,才能开发经济性最优的吸收稳定系统低温节能工艺。     

考虑结壳现象的液滴干燥过程数值模拟

为更清楚地了解液滴的干燥过程,文中综合考虑溶剂扩散系数与溶液质量分数,溶液质量分数与液滴表面蒸汽压和滴径变化与传热传质之间的耦合关系,建立了包含液滴内部径向热传导方程,液滴内部的传质方程及液滴质量变化方程的液滴蒸发的完整模型。用所建模型对不同操作工况下液滴的挥发过程进行了模拟,描述了干燥过程中液滴质量损失,滴径的变化及液滴表面到中心的溶液组分变化,并对影响液滴干燥速度的重要因素进行了分析。模型模拟结果跟实验结论比较一致。     

调和汽油的蒸发性能及其改善方法探讨

环保法规的日益严格对汽车尾气排放的要求也越来越高, 而汽车尾气排放与汽油的蒸气压和馏程分布密切相关。同时, 蒸气压和馏程分布还影响汽车的启动性能、加速性能以及气缸积炭等。文章简述了为满足环保要求和保证汽车驾驶性能, 汽油蒸气压和馏程分布应该达到的要求;介绍了几种能够改变汽油蒸气压和馏程分布的汽油改质方法, 以及目前组成商品汽油的各种调和组分, 比较了各种调和组分在蒸气压和馏程分布方面的性质特点, 及其对成品汽油蒸气压和馏程分布的影响。分析表明, 通过改变催化裂化汽油(FCC)过程工艺条件, 可改善FCC汽油蒸气压和馏程分布, 这是目前改善调和汽油蒸气压和馏程分布最为经济可行的方法;各调和组分中, 烷基化油在改善汽油蒸气压和馏程分布方面是最理想的调和组分。