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我曾經看到過這樣一個寓意深刻的小材料:雞嘲笑貓頭鷹不認識太陽,貓頭鷹嘲笑雞不認識月亮,作為高等動物的人類應該嘲笑他們嗎?我想答案是否定的。
雖然說我們是高級動物,有著強健的四肢和發達的大腦,滿腹經綸,但是請不要忘記,人無完人。俗話說:“人非圣賢,孰能無過?”我十分贊同這句話的意思,但對于其中側面展示出的“人是圣賢就沒有過錯”,我覺得是不對的。圣賢也是人,只不過道德修養比較高,通曉的知識比常人更多罷了。就拿儒家的創始人——孔子來說好了。他是一個十分了不起的人物。他的儒家思想對幾千年后的我們仍有借鑒作用,并在國際上都有一定的知名度。但是他的個子很矮,長得也很丑。他的奇丑還被一些名人記錄了下來。我想,長相和身高就是孔子最大的缺憾吧!
雪,大自然的神來之作,兒童的天然玩具、農民的生存之寶,它是如此的純潔無暇、晶瑩剔透,常常被作家比作是大自然的精靈、純潔的象征,它給人一種置身于童話世界般的美妙感覺,使人忍不住張開雙手,讓它輕輕滑落在指尖,用嘴去親吻它的冰涼刺激,兒童可以用它來堆雪人、打雪仗,在嚴寒的冬天也可以玩得不亦樂乎,身體感到暖烘烘的;農民是多么盼望大雪的到來啊。雪一點一點地落在田地里,落在莊稼上,就像一層厚厚的大棉被,將農作物蓋得嚴嚴實實的,免受冰凍之害,為來年的大豐收奠定了堅實的基礎。但過大的雪可能造成交通事故等,對人的生命健康造成威脅。
孔子,固然是一位偉人,但身高、長相是他的缺點;雪,固然是冰清玉潔的,但過度的反而會給人造成不必要的麻煩,這就是它的缺點。
是啊,萬物都有其缺點,就像貓頭鷹和雞,一個不識太陽,一個不識月亮。所以我們不能嘲笑他人。但萬物也有其優點。我們要揚長避短,多看到別人的長處,并為我所用,那將是我們不斷進步的動力!
上操,舞伴沒有來。最后的一個轉圈,是在我前面的女生來頂替的他。
脫臼,走一步就疼痛難忍。結果是她把我又扶了回來。
借筆,鋼筆沒水了,問了問右邊的同學,沒有。結果他就幫我問來問去。最后一排的同學“千里送筆”,扔過來了一根。
下雨,我沒有帶傘,是她硬要把我送到家里。
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我從來沒有想過我會有這樣的好朋友,沒有想到過我這個??宓吶?⒁不嵊薪裉歟?幌氳轎一岜揮巖瓴?懟:鋈桓芯踝約赫嫻暮每燉幀J怯巖輳?怯巖昱惆槲易呋趿艘桓齦齟合那鋃?
[關鍵詞]吸附法;吸收法;冷凝法;膜分離法;優化
中圖分類號:X701 文獻標識碼:A 文章編號:1009-914X(2014)30-0028-01
(1)油品廢氣污染的危害
隨著我國石油石化事業的快速發展,油品儲運量逐年增加,在油品儲運過程中油氣蒸發損耗已造成了嚴重的環境污染,威脅著人類的健康。
(1)油品數量減少
據統計,國外從油田井場到油品銷售的過程中,原油和油品的損耗高達3%。
(2)油品質量降低
由于蒸發的都是油料中的最輕組分,因此油品蒸發還會嚴重影響油品質量,甚至使合格油品變為不合格。
(3)造成經濟損失
由于油品的蒸發損耗,造成經濟上的損失,若以總損耗率為3估算,全世界每年散失于大氣中的油品約有1×10t,經濟損失相當嚴重。
(4)影響人類健康及人居環境
油蒸氣是氣相烴類,為有毒物質,尤其是加鉛汽油的蒸發排放,對大氣的污染更為嚴重。
(5)危害儲運安全
超過火災爆炸極限的,密度比空氣密度大的油蒸氣大量排放擴散,將產生火災隱患,曾對222例火災爆炸事故進行統計,[6]由油蒸氣引起的火災就有101起,占45.5%
(2)實施油氣回收的意義
油氣回收技術作為降低油品蒸發損耗的主要措施,主要采取吸收劑方式,吸收劑吸收量大、性能穩定、解吸容易,解決了常溫常壓條件下油氣回收工藝中的關鍵技術問題。之后,開發出的常溫常壓吸收法油氣回收裝置已在石化企業一次投用成功。
實施油氣回收的必要性
原油及成品油的蒸發損耗出現在從油田至煉廠、銷售部門及用戶的整個儲運過程,油品蒸發損耗的危害性很大。從原理方面,防止油品蒸發損耗及對環境的污染技術措施可分以下四點[8]:一是加強管理,完善制度,改進操作措施,如油罐車底部裝油;二是抑制油品蒸發,如采用浮頂罐;三是焚燒排放氣;四是集氣回收排放。第二點對大量車船裝卸作業及固定頂罐的收發作業就很難有所作為;第三點造成能源浪費而且不經濟。可見在當今油品收發作業(車、船、罐等)日益頻繁及能源日益緊張的情況下,必須大力開展蒸發油氣的回收技術。
(3)油氣回收的可行性方案
1、吸收法油氣回收技術
所謂吸收法是根據混合油氣中各組分在吸收劑中的溶解度的大小,來進行油氣和空氣的分離。一般用柴油等貧油做吸收劑。一般采用油氣與從吸收塔頂淋噴的吸收劑進行逆流接觸,吸收劑對烴類組分進行選擇性吸收,未被吸收的氣體經阻火器排放,吸收劑進入真空解吸罐解吸,富集油氣再用油品吸收。
根據工藝條件的不同,吸收法分為常壓常溫吸收法和常壓冷卻(低溫)吸收法。
2、常壓常溫吸收法
該方法是在常溫常壓下,利用吸收劑使其與排放氣體接觸,從而去除油蒸氣的一種方法。吸收裝置是利用填料塔使蒸氣與從上部流下的吸收液進行對流接觸,或者使吸收液從垂直填充有金屬網的箱子的上部噴霧,使蒸氣從流下的液膜中穿過。這種方法主要要求氣液接觸吸收率高、壓力損失小和在噴霧部分等處不產生靜電及吸收液不發泡等。
常壓常溫吸收法有兩種回收類型,一種是富吸收液可以再生,裝置可視為獨立完整的一個系統,適用范圍廣,但吸收液性能要求嚴格,多采用專用的吸收液,這類回收裝置尤其適用于煉油廠內部回收油蒸氣。
3、常壓冷卻(低溫)吸收法
此方法是利用冷凍機將吸收液冷卻到低溫,然后送到吸收塔,對混合氣進行噴淋接觸選擇溶解吸收,一般可直接使用汽油作為吸收液。為了使處理后的排放氣體中烴的體積分數保持在5%以下,吸收液的冷卻溫度一般要控制在-30℃左右但是由于制冷系統比較復雜,制冷過程壓力較高,因此不能使用一般制冷機,吸收設備也不能用普通鋼材,而且吸收系統需作保溫處理。與常溫常壓的吸收裝置相比較,該裝置成本和操作費用較高。
4、吸附法油氣回收技術
所謂吸附法是利用活性炭、硅膠或活性纖維等吸附劑對油氣/空氣混合氣的吸附力的大小差異,實現油氣和空氣的分離。油氣通過活性炭等吸附劑,油氣組分吸附在吸附劑表面,然后再經過減壓脫附或蒸汽脫附,富集的油氣用真空泵抽吸到油罐或用其他方法液化;而活性炭等吸附劑對空氣的吸附力非常小,未被吸附的尾氣經排氣管排放。
5、冷凝法油氣回收技術
冷凝法是利用烴類物質在不同溫度下的蒸汽壓差異,通過降溫使油氣中一些烴類蒸汽壓達到過飽和狀態,過飽和蒸汽冷凝成液態,回收油氣的方法。一般采用多級連續冷卻方法降低油氣的溫度,使之凝聚為液體回收,根據揮發氣的成分、要求的回收率及最后排放到大氣中的尾氣中有機化合物濃度限值,來確定冷凝裝置的最低溫度。
現在,一般加油站的油氣排放裝置都采用“冷凝+吸附”這種比較成熟的方法。先將油氣冷凝到-40℃左右,使大部分油氣液化,剩余油氣經過吸附罐進行吸附,由于吸附可以達到很高的回收率,排放濃度也低,可以達到國家標準。另外,經過冷凝的低溫油氣也有效的防止了活性碳吸附床容易產生高溫熱點的問題。同時避免了深冷能耗太大的問題。
6、膜分離油氣回收技術
所謂膜分離油氣回收技術是利用特殊高分子膜對烴類有優先透過性的特點,讓油氣和空氣混合氣在一定壓力的推動下,使油氣分子優先透過高分子膜,而空氣組分則被截留排放,富集的油氣傳輸回油罐或用其他方法液化。
工藝相對簡單,但初期投資費用高。液環壓縮機和膜組件是該技術的核心設備。壓縮過程壓力在3.5bar,存在著安全隱患。國內尚未建立用于油庫、煉油廠油氣回收的工業裝置,在烯烴等回收方面有工業裝置的應用,僅在加油站有很小型的膜分離裝置的示范試驗,作為油氣排放處理裝置。
7、直接氧化燃燒法
近年來,我國液化石油氣市場發展很快,家用、商用和工業用氣量持續增加,大小液化石油氣儲配站場遍布各地,儲存罐的數量也就越來越多,單罐容積也有增大的趨勢。
眾所周知,計量工作對于一個企業是非常重要的,沒有正確的計量,談不上維護企業的利益、提高企業的信譽、搞好生產管理,還容易產生貿易摩擦,石油產品的貿易往往價高量大,計量工作尤顯重要。
二、問題的提出
以船運液化石油氣碼頭交接貿易為例,其計量方法一般是用體積重量法,即首先測量計算得到液體體積,再換算成重量的方法,船上儲罐的液位測定普遍采用撥桿式液位計,也有直接在儀表艙讀數的,一般認為,操作規范時,拔桿式液位計讀數比較可靠,岸上接收庫的液化石油氣球罐,按規定其液位測定,除采用玻璃板式液位計外,還要設磁跟蹤鋼帶液位計,這兩種設備的讀數似乎都可靠。
不管是以船上或岸上的那一方計量為準,岸上接收罐的計量是必不可少的,不要以為船上拔桿式液位計可靠,計量準確,岸上接收罐的計量就不重要了,實際上船上讀數也會有問題,如拉桿式液位計的拉放速度、停留的時間、風浪的大小等都可能影響其讀數的準確性,船體陳舊時,由于已作過多次維修改造,其容積表的準確性也值得懷疑,其它一些人為因素也不是不可能。所以,作為收發計量也罷,盤點計量也罷,岸罐計量的準確性是客觀要求。
許多人對液化石油氣球罐上玻璃板直讀式液位計的液位讀數一直沒有懷疑。其實,其讀數直接用于計量時存在一定問題。筆者幾年來在實踐中發現,用玻璃板液位計的讀數來計算,結果極不可靠,比如同一罐( l,000米3)液化石油氣,不同時間讀取的數據,計算出的結果有時相差10噸以上,
根本不可取。
三、問題分析
如附頁圖一1所示,以1,000米3球罐(φ12米)為例,其玻璃液位計裝于球罐液位導管abcd[dn 50]的豎直段bc上,該管上下分別與罐頂和罐底相通。
一般認為,導管內的液面和罐內液面處于同一水平面上,其實不一定,可能差別很大,進人導管內的液體,如同進人了死胡同,在某一平衡狀態下,導管水平段cd內的液體承受著垂直段bc內液柱和儲罐內液柱對等的壓力,其作用有如一個活塞,阻隔著經直管內的液體流向儲罐內。
由于儲罐容積大,特別是在儲液很多時,儲罐實際上成了一個大“熱容”,在環境溫度高于罐內溫度時,儲罐吸熱,而在環境溫度低于儲罐內溫度時,儲罐放熱,也就是說,儲罐內的溫度變化不如環境溫度變化大,罐內溫度變化比較溫和,而導管很小(dn50),其中的液體數量很少,導管壁完全暴露,故受環境影響很大,特別是導管處在陽光直射位置時,其溫度變化更大。
我們知道,液體受熱會膨脹,其密度會變小,相反,液體受冷時其體積會縮小,密度會變大,就是說,若果儲罐內液體的溫度和導管內液體的溫度不同時,則其密度也不同,特別是液化石油氣的膨脹系數比水的大得多,密度的差異就更大,不能忽略不計。這時,儲罐內液體和導管內液體的關系,如同“u”形壓差計的工作原理一樣,兩側液柱對“活塞”(水平段)的作用力相等。
假設儲罐內的液化石油氣為:
1.丙烷:異丁烷=50:50。
2.儲罐內平均溫度為t℃。
3.導管內液體的平均溫度為t℃。
4.儲罐內液位為h(m)
5.導管內液位為h(m)
根據烷烴液體的比重和溫度關系圖~ 2可知,丙烷和丁烷的比重在-20℃---+ 50℃范圍內呈直線變化,而且兩直線大體平行。由圖--2(見附頁)可查得密度(這里,在數值上,比重和密度是相等的)如下:
15℃時:ρ丙15=0.507 ρ丁15 =0.563
40℃時:ρ丙40 =0.468 ρ丁40=0.533
則混合密度為:
ρm15=σρivi=0.507×0.5+0.563×0.5=0.535
ρm40=0.468×0.5+0.533×0.5=0.5005
液體密度變化的溫度系數為:
ν=(ρm40-ρm15)/(40-15)=(0.5005-0.535)/25=-0.00138
某一溫度t℃時的密度為(亦可以直接查圖一2)
ρt=ρ15+ν(t-15)
液位為h時,產生的壓強為:
p=p0+ρ*g*h
任何平衡時刻,導管內液柱和儲罐內液柱對水平段所產生的壓強必定相等,則:
p0+ρ*g*h=p0+ργ*g*h
h=ρth/ρt=(ρ15+ν(t-15))/(ρ15+ν(t-15))*h=(1-ν(t-t)/(ρ15+ν(t-15)))*h
1.當環境溫度高于儲罐內溫度時,設 t= 30℃,t= 20℃,由式一1可得:
h=(1+0.00138*(20-30)/(0.535-0.00138(20-15)))*h=(1-0.0026)*h=0.974h
2.當環境溫度低于儲罐內溫度時,設t=10℃,t=20℃
由式一1可得:
h=( l+ 0.026) h= 1.026h(式一3)
以上分析說明,液位計讀數和儲罐內實際液位是有差距的,而且溫差越大,則差距就越大,這樣,用液位計讀數h直接查儲罐容積表,計算出的重量結果必然不準確,而且罐的容積越大,誤差就越大,特別是液位剛好在儲罐赤道帶或附近時誤差大。
這就印證了筆者在實踐中發現的問題:l)在岸上儲罐接收船載低于環境溫度的冷凍液化石油氣(<10℃)時,計算的結果往往比船上結果偏多,但幾天后重新讀取數據重算時,結果可能又
少了許多。2)同一罐液化石油氣,即使經過長時間的停放,使其充分吸/放熱量,達到大體上和環境溫度平衡后,一天之中不同時間讀取的數據,計算得的結果也差別很大,都是因為液位計受環境影響大,而儲罐是一個大“熱容”,受環境影響小,從而產生溫差,導致密度和液位的不同。
以某1000m3球罐為例,其條件同上,不考慮氣相的影響,設液位計讀數 h=7.0m
1)設液位計內液體溫度為 30℃,罐內液體平均溫度為 20℃,根據式一2,得罐內液位為:
h=0.974h=0.974x 7.0=6.82(m)
由h和h查罐容表,得到液體的體積分別為:
586.928m3和 565.873m3
罐內混合密度為:
ρ20=ρ15+ν(t-15)=0.535-0.00138(20-15)=0.5281
由g=0.99785vρ20算得在空氣中的重量分別為:309.290噸和 298.200噸
就是說,若果直接以液位計讀數計算,則偏多 11.090t。
2)設液位計內的溫度為 10℃,儲罐內平均溫度為 20℃,根據式一 3,則:
h=1.026h=1.026x7.0=7.182(m)
由h和h查罐容表,得液體體積分別為:
586.928m3和 607.809m3
計算出的重量分別為:
309.290噸和 320300噸
就是說,如果用液位讀數直接計算,則偏少 11. 010噸。
四、解決問題的辦法
為了解決儲罐玻璃液位計的讀數誤差問題,筆者認為有如下幾個辦法:
1.公式修正法。
按上述分析的方法,對液位計讀數進行修正,該法實際上難以準確,因為導管內液體的平均溫度難以測準。
2.選擇讀數時間。
改變讀數時間的隨意性,選好讀取時間,能在一定程度上克服環境因素對液位計讀數的影響,最好把讀數時間選在氣溫比較溫和、氣溫比較接近一天之中的平均溫度或接近儲罐內溫的時候,如夏天在日出之前讀數,冬天在早上9:00左右讀數,但該法對生產作業有一定影響,不夠方便。
3.更換液位計內的液體。
在讀數前,把液位計導管內的液化石油氣換掉,可以1)把導管內的液化石油氣放掉,換人罐內新的液體,但該法不安全;2)加一手搖泵,將導管內的液化石油氣往回儲罐內,再從罐內放人新的液化石油氣,然后盡快讀取液位數據。
4加裝計量設備。
可考慮在儲罐頂部增設防爆型雷達測深系統,該法在舊罐上改造較難。
五、結束語
玻璃板直讀式液位計讀數難以讀準,球形儲罐上的磁跟蹤鋼帶液位計讀數又如何?實際情況是,就所安裝的國產鋼帶液位計而言,很大一部分是失效的,這是因為:首先,制造技術和安裝質量上存在問題,鋼帶很容易被卡住;其次是其使用環境惡劣,在接卸液化石油氣船時,特別是罐內液位很低時,高速進人儲罐的液化石油氣,在罐內劇烈翻騰,使鋼帶液位計系統的浮筒及其導向鋼絲波動報大,有時會使磁吸頭脫落,無法計量,有的甚至使導向鋼絲脫鉤,并相互糾纏在一起,從而徹底失去計量作用;再者,即使鋼帶液位計系統沒有問題,但不同組成的液化石油氣及不同的溫度下,其密度亦不同,致使液體對浮筒的浮力不同,從而影響了液位的顯示精度。
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