研究流動態油氣揮發規律的模擬實驗裝置及其應用方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及油氣性能實驗技術領域，具體地說，涉及一種研究流動態油氣揮發規律的模擬實驗裝置及其應用方法。
【背景技術】
[0002]石油行業是我國經濟的支柱性產業。近年來，隨著國家經濟的飛速發展，石油及其產品的需求量大大增加，在油品儲存或運輸過程中溢油、漏油的事故時有發生，造成環境污染，甚至引發火災和爆炸，帶來嚴重的經濟損失和人員傷亡。因此，研究不同種類的油品在不同環境下的揮發規律，可以為油氣揮發可能導致的各種事故進行預防和控制提供技術依據和參考，對于我國石化工業油品的安全儲存和運輸具有重要的現實意義。
[0003]目前，關于油品揮發相關技術領域的研究中，海面溢油風化依然是研究重點，在研究海面溢油風化過程中，由于實驗模擬條件單一，大部分實驗通過玻璃容器盛放油品，在敞口狀態下改變其他影響因素，通過質量損失獲得實驗數據，從而對不同條件下的油品揮發情況進行估算和分析。其次是在油品儲存運輸過程中的油氣回收利用，比如原油裝卸船過程、裝卸車過程、加油站以及油庫的油氣回收利用措施研究等。由于缺少功能完善的實驗設備及配套的研究方法，以及研究思路的局限性等，油氣揮發過程中更多的揮發情景和影響因素未被考慮，例如油品所處空間的密封性、揮發油氣的物質組成等等。
[0004]高錦鵬等(化學工程與裝備，2010年第2期，第24頁)提出的一種油氣損失模型的建立中公開了一種油氣揮發損失測量裝置，主要由三部分組成:儲存汽油的釜(容積為4950ml)、外循環水浴控溫(低溫控制用乙二醇做冷凝劑、高溫用水)、吸收油氣的吸收瓶，該裝置可以改變溫度、容器壓力，以及釜中的儲油量不同。該測量裝置主要用于測量在加油站卸油、儲油和加油過程中損失的油氣，油品在加熱揮發的過程中不產生流動，為靜止狀態，因此實際測量的是非流動狀態的油氣揮發。
[0005]公開號為CN 104330503 A的中國專利公布了一種研究非流動態油氣揮發規律的實驗裝置，它包括水浴加熱裝置和位于水浴加熱裝置內的油氣揮發箱，箱體頂部設有若干氣孔，氣孔設有蓋子，箱體頂部靠近邊緣位置設有采樣口、溫度計和壓力表，箱體內部設有至少一個攪拌漿，箱體頂部設有進樣口，箱體底部設有出樣口 ；水浴加熱裝置包括敞口的容器，容器底部設有加熱棒，加熱棒上方設有固定于容器內壁兩側的支撐桿，容器內側部設有溫度傳感器。該發明專利申請通過油氣揮發箱和水浴加熱裝置，可以模擬不同油品在不同環境及不同溫度條件下的揮發情況，從而探究歸納出油氣揮發規律，但其針對的是非流動態油氣的揮發進行實驗。
【發明內容】
[0006]本發明的目的在于克服現有技術存在的上述缺陷和不足，在充分考慮現實輸油管道的結構及類似事故發生的環境后，提供了一種研究流動態油氣揮發規律的實驗裝置及其應用方法。
[0007]根據本發明一實施例，提供了一種研究流動態油氣揮發規律的模擬實驗裝置，包括控制電箱、油品輸送系統、水浴加熱裝置和位于水浴加熱裝置內的油氣揮發箱，所述油品輸送系統包括油栗和至少一個儲油罐，油栗通過輸油管線與儲油罐相連，形成循環回路，油栗與控制電箱的時間繼電器連接；所述輸油管線貫穿油氣揮發箱內部，位于油氣揮發箱內的輸油管線底部設有多個排放口，位于油氣揮發箱外的輸油管線上設有回流閥和油品流量計，回流閥與控制電箱連接；所述油氣揮發箱的側壁上設有采樣口和溫度計。該實驗裝置可以模擬不同環境下的管道泄漏事故場景，其中，油品輸送系統可以模擬輸油管道泄漏過程，并通過油品流量計、回流閥調節流量和泄漏量，多個儲油罐可以存放不同性質的原油，水浴加熱裝置可以模擬油品揮發環境的溫度，并通過采樣口進行檢測分析，即可得出不同油品在不同環境中的揮發規律。該實驗裝置模擬過程真實、條件豐富，使用方便，通過研究油氣揮發的規律，可以為我國輸油管道泄漏事故提供參考數據和建議措施，減小燃爆事故發生的可能性，從而為我國石化行業油品的安全和運輸提供保障。
[0008]根據本發明一實施例，提供了一種研究流動態油氣揮發規律的模擬實驗裝置，包括控制電箱、油品輸送系統、污水進樣系統、水浴加熱裝置和位于水浴加熱裝置內的油氣揮發箱，所述油品輸送系統包括油栗和至少一個儲油罐，油栗通過輸油管線與儲油罐相連，形成循環回路，油栗與控制電箱的時間繼電器連接；所述輸油管線貫穿油氣揮發箱內部，位于油氣揮發箱內的輸油管線底部設有多個排放口，位于油氣揮發箱外的輸油管線上設有回流閥和油品流量計，回流閥與控制電箱連接；所述油氣揮發箱的側壁上設有采樣口和溫度計；所述實驗裝置還設有污水進樣系統，該系統包括密閉的污水池和水栗，污水池通過輸液管線與水栗連接，水栗通過輸液管線與設在油氣揮發箱側壁的進水口相連，所述水栗與控制電箱的時間繼電器連接，所述輸液管線上設有污水流量計。該實驗裝置可以模擬不同環境下的管道泄漏事故場景，其中，油品輸送系統可以模擬輸油管道泄漏過程，并通過油品流量計、回流閥調節流量和泄漏量，多個儲油罐可以存放不同性質的原油，污水進樣系統可以向油氣揮發箱中輸送不同性質和量的污水，便于研究油水混合條件下的揮發氣體的性質和組成，水浴加熱裝置可以模擬油品揮發環境的溫度，并通過采樣口進行檢測分析，即可得出不同油品在不同環境中的揮發規律。該實驗裝置模擬過程真實、條件豐富，使用方便，通過研究油氣揮發的規律，可以為我國輸油管道泄漏事故提供參考數據和建議措施，減小燃爆事故發生的可能性，從而為我國石化行業油品的安全和運輸提供保障。
[0009]根據本發明一實施例，提供了一種研究流動態油氣揮發規律的模擬實驗裝置的應用方法，該方法含有以下步驟:
[0010](1)將油氣揮發箱置于水浴加熱裝置中，并往水浴加熱裝置中加入水，設定水浴加熱裝置的溫度，打開加熱開關；
[0011](2)選擇輸油管線，設定油栗的工作時間，關閉油氣揮發箱內輸油管線底部的排放口，調節回流閥，使油品循環流動，預熱油品輸送系統，待油品輸送系統達到穩定后，關閉油栗;
[0012](3)關閉回流閥，設定油栗的工作時間，打開油氣揮發箱內輸油管線底部的排放口，打開開關進彳丁油品進樣；
[0013](4)設定采用時間與電磁空氣栗的工作時間，待達到采樣時間后，自動抽取油氣揮發箱內揮發的氣體進入采樣袋，通過氣相色譜進行分析，并記錄實驗條件；
[0014](5)實驗結束后，關閉電源，排出油氣揮發箱內的油品，清潔干燥油氣揮發箱，備用。
[0015]該應用方法實現了對不同性質原油泄漏的實驗，通過該應用方法能夠得出不同油品在不同環境中的揮發規律。
[0016]根據本發明一實施例，提供了一種研究流動態油氣揮發規律的模擬實驗裝置的應用方法，該方法含有以下步驟:
[0017](1)將油氣揮發箱置于水浴加熱裝置中，并往水浴加熱裝置中加入水，設定水浴加熱裝置的溫度，打開加熱開關；
[0018](2)選擇輸油管線，設定油栗的工作時間，關閉油氣揮發箱內輸油管線底部的排放口，調節回流閥，使油品循環流動，預熱油品輸送系統，待油品輸送系統達到穩定后，關閉油栗;
[0019](3)實驗前調節污水流量計，設定水栗的工作時間，注入所需污水量；
[0020](4)關閉回流閥，設定油栗的工作時間，打開油氣揮發箱內輸油管線底部的排放口，打開開關進彳丁油品進樣；
[0021](5)設定采用時間與電磁空氣栗的工作時間，待達到采樣時間后，自動抽取油氣揮發箱內揮發的氣體進入采樣袋，通過氣相色譜進行分析，并記錄實驗條件；
[0022](6)實驗結束后，關閉電源，排出油氣揮發箱內的油品，清潔干燥油氣揮發箱，備用。
[0023]該應用方法實現了對不同性質原油油水混合條件下的泄漏實驗，通過該應用方法能夠得出不同油品在不同環境中尤其是在油水混合條件下的揮發規律。
[0024]與現有技術相比，本發明的有益效果為:
[0025](1)本發明制作了一套模擬油品從管道泄漏整個過程的流動態油氣揮發實驗裝置，對模擬油品泄漏、揮發過程以及空間內油氣的分布、迀移情況構建了科學合理的實驗平臺。
[0026](2)本發明提供的流動態油氣揮發實驗裝置可模擬不同