有機(jī)蒸氣—空氣分子擴(kuò)散系數(shù)的測(cè)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(chǔ)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(guó)內(nèi)外在本領(lǐng)域的基礎(chǔ)研究進(jìn)展緩慢。為此，本文基于質(zhì)量傳遞基礎(chǔ)理論建立了有機(jī)蒸氣—空氣分子擴(kuò)散系數(shù)測(cè)定的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，分析了實(shí)驗(yàn)的影響因素，獲得了21組有機(jī)蒸氣—空氣體系的分子擴(kuò)散系數(shù)。同時(shí)，對(duì)比了實(shí)測(cè)值和FSG模型計(jì)算值，介紹了擴(kuò)散系數(shù)在油品蒸發(fā)損耗評(píng)估中的應(yīng)用。主要研究成果如下：
　　（1）改進(jìn)了基于Stefan擴(kuò)散管法

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

3、>　　（3）有機(jī)蒸氣—空氣分子擴(kuò)散系數(shù)的大小與體系溫度呈正相關(guān)。互為同系物的有機(jī)化合物的分子擴(kuò)散系數(shù)隨著分子鏈的增長(zhǎng)而減小。分子鏈長(zhǎng)度不同的同分異構(gòu)體分子擴(kuò)散系數(shù)也不同，分子鏈長(zhǎng)度相當(dāng)?shù)耐之悩?gòu)體分子擴(kuò)散系數(shù)也基本相等。
　?。?）對(duì)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(jī)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(shí)測(cè)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(duì)分子擴(kuò)散系數(shù)的影響，不適于直接進(jìn)行芳香烴、環(huán)烷烴和異構(gòu)烷烴等化合物的分子擴(kuò)散系數(shù)估算，可將相應(yīng)組分的分子擴(kuò)散體積適當(dāng)增減若干個(gè)氫原子的原子擴(kuò)散體積來(lái)修正計(jì)算誤差。
　?。?）介紹了針對(duì)非穩(wěn)態(tài)油品蒸發(fā)排放建立的計(jì)算模型與相應(yīng)的油品蒸發(fā)損耗及油氣回收評(píng)價(jià)軟件 PELVRES-3.0，補(bǔ)充修正了軟件中的油氣—空氣擴(kuò)散系數(shù)模塊，拱頂油罐進(jìn)油過(guò)程損耗量的軟件估算值與實(shí)測(cè)值的誤差為5％。新開(kāi)發(fā)的基于太陽(yáng)能驅(qū)動(dòng)的油氣回收系統(tǒng)對(duì)油氣的回