有機蒸氣—空氣分子擴散系數(shù)的測定及應(yīng)用.pdf

1、石油化工行業(yè)中因油品蒸發(fā)導(dǎo)致的損失和危害不容忽視。油品蒸發(fā)及油氣排放是儲油容器內(nèi)部非穩(wěn)態(tài)油氣―空氣傳質(zhì)的宏觀表現(xiàn)，國內(nèi)外在本領(lǐng)域的基礎(chǔ)研究進展緩慢。為此，本文基于質(zhì)量傳遞基礎(chǔ)理論建立了有機蒸氣—空氣分子擴散系數(shù)測定的實驗平臺，分析了實驗的影響因素，獲得了21組有機蒸氣—空氣體系的分子擴散系數(shù)。同時，對比了實測值和FSG模型計算值，介紹了擴散系數(shù)在油品蒸發(fā)損耗評估中的應(yīng)用。主要研究成果如下：
　?。?）改進了基于Stefan擴散管法

2、的氣體分子擴散系數(shù)測量方法，設(shè)計出一種套管式氣體擴散管。
　?。?）分別討論了擴散距離、空氣流量、擴散時間和擴散管管徑對實驗結(jié)果的影響，基于擬穩(wěn)態(tài)擴散模型，得出擴散管法測定分子擴散系數(shù)的合理的實驗條件：擴散距離為90~140 mm，空氣流量為0.22~0.33 m3/h，擴散時間在能夠明顯看到實驗前后的液面高度差的范圍內(nèi)選取，擴散管管徑在保證擴散管截面積較小、液面以上氣體以單向自然擴散為主、液體蒸發(fā)速度相對較慢的范圍內(nèi)選取。

3、>　?。?）有機蒸氣—空氣分子擴散系數(shù)的大小與體系溫度呈正相關(guān)?；橥滴锏挠袡C化合物的分子擴散系數(shù)隨著分子鏈的增長而減小。分子鏈長度不同的同分異構(gòu)體分子擴散系數(shù)也不同，分子鏈長度相當(dāng)?shù)耐之悩?gòu)體分子擴散系數(shù)也基本相等。
　?。?）對于大部分分子結(jié)構(gòu)全部為單鍵且不含環(huán)狀結(jié)構(gòu)的有機化合物，如飽和一元醇類、飽和酮類、飽和酯類和正構(gòu)烷烴等，F(xiàn)SG方程吻合度較高，與實測值的誤差處于0.90％~5.31％的范圍。FSG方程未考慮苯環(huán)、碳環(huán)和

4、烷烴支鏈對分子擴散系數(shù)的影響，不適于直接進行芳香烴、環(huán)烷烴和異構(gòu)烷烴等化合物的分子擴散系數(shù)估算，可將相應(yīng)組分的分子擴散體積適當(dāng)增減若干個氫原子的原子擴散體積來修正計算誤差。
　?。?）介紹了針對非穩(wěn)態(tài)油品蒸發(fā)排放建立的計算模型與相應(yīng)的油品蒸發(fā)損耗及油氣回收評價軟件 PELVRES-3.0，補充修正了軟件中的油氣—空氣擴散系數(shù)模塊，拱頂油罐進油過程損耗量的軟件估算值與實測值的誤差為5％。新開發(fā)的基于太陽能驅(qū)動的油氣回收系統(tǒng)對油氣的回