石油化工

重油在催化剂中的有效扩散系数及扩散受阻因子
刘子媛,陈胜利,董鹏
2011, 24 (5): 1-5. DOI:10.3696/j.issn.1006-396X.2011.05.001
摘要 ( ) PDF ( 460KB ) ( ) 　　
通过对大港减压渣油超临界萃取(SFEF)窄馏分在FCC催化剂与SiO₂ 模型催化剂中有效扩散系数的研究,得到了催化剂孔径对有效扩散系数的影响和催化剂的扩散受阻因子。结果表明,SFEF窄馏分在FCC催化剂中的扩散受阻因子均小于1,为受限扩散,在大孔FCC催化剂中的扩散受阻因子是参比催化剂中的2~3倍。当扩散分子直径小于1.8nm 时,SFEF窄馏分在孔径大于5.6nm 的SiO₂ 模型催化剂中的扩散受阻因子均大于1;当扩散分子直径大于1.8nm 时,SFEF窄馏分在孔径大于5.6~7.9nm 的模型催化剂中的扩散为受限扩散。SiO₂ 模型催化剂的曲折因子为2.87,在经验值范围内。当平均孔径相近时,SFEF窄馏分在模型催化剂中的有效扩散系数比大孔FCC催化剂中大两个数量级,说明有效扩散系数不仅与扩散分子直径与催化剂孔径的比值毸有关,还与催化剂的孔结构密切相关,仅用λ来关联扩散受限程度是不准确的。采用SiO₂ 模型催化剂研究有效扩散系数与孔径的关系更为准确合理。
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水合物导热系数的测定
刘爱贤,李亮,郭绪强
2011, 24 (5): 6-9. DOI:10.3696/j.issn.1006-396X.2011.05.002
摘要 ( ) PDF ( 421KB ) ( ) 　　
采用探针法对不同质量分数的十二烷基硫酸钠(SDS)水溶液中形成的冰、不同质量分数的四氢呋喃 (THF)水合物、不同含水量的石英砂、石英砂和四氢呋喃水合物体系的导热系数进行了实验研究。结果表明,不同质量分数SDS溶液中形成的冰的导热系数随着温度的增加而减小,表明其物理性质与冰类似;而由四氢呋喃和水生成的水合物的导热系数则随着温度的增加而增加,这是因为水合物的结构与冰存在不同。对于石英砂和THF质量分数分别为14.3%和19.0%的四氢呋喃水合物,当温度从-1℃升高到2℃时,导热系数分别从1.979W/(m·K)和1.898W/(m·K)增大到2.068W/(m·K)和2.012W/(m·K),增幅为4.50%和6.01%。当THF的质量分数为19.0%时,THF与水的物质的量比达到最佳值,体系的导热系数最小。
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注聚井化学增注剂的合成与性能研究
张荣明,马冬晖,张振宇
2011, 24 (5): 10-13. DOI:10.3696/j.issn.1006-396X.2011.05.003
摘要 ( ) PDF ( 483KB ) ( ) 　　
通过对注聚井堵塞机理的研究,以环氧氯丙烷和多乙烯多胺为原料,合成出一种新型注聚井化学增注剂ZM-1,确定反应物投料比(n(二乙烯三胺)/n(环氧氯丙烷)=2.5∶1.0),反应温度为60 ℃,反应时间为6h。通过室内岩心模拟实验对注聚井化学增注剂ZM-1的解堵性能进行研究,结果表明ZM-1型注聚井化学增注剂对于大庆油田注聚井解堵增注具有显著效果,解堵率可达到94.2%。
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高凝点原油降凝剂的研制与复配
王景昌,赵建涛,杜中华,刘春明
2011, 24 (5): 14-16. DOI:10.3696/j.issn.1006-396X.2011.05.004
摘要 ( ) PDF ( 296KB ) ( ) 　　
在甲苯溶剂中引发聚合,由物质的量比6∶1∶2的丙烯酸十八酯、马来酸酐、苯乙烯合成降凝剂A,由物质的量比为6∶1∶2的丙烯酸十八酰胺、马来酸酐、苯乙烯合成降凝剂B。在甲苯溶剂中,120 ℃条件下用十八胺和十八醇分别对降凝剂A,B进行醇解和胺解合成降凝剂C和D。以大庆原油为样本考察了A,B,C,D的降凝和降粘效果。在大庆原油中加入质量分数0.5%的降凝剂进行测试,结果表明降凝剂C,D在降凝和降粘上都优于降凝剂A,B。复配性降凝剂C+D在降凝和降粘效果上高于降凝剂C,D。降凝剂C+D的复配质量比为3∶1时,可使大庆原油凝点降低15℃,粘度降低58.38%。
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辽河油田稠油及老化油物性分析
尚飞飞,廖克俭,王洪国
2011, 24 (5): 17-21. DOI:10.3696/j.issn.1006-396X.2011.05.005
摘要 ( ) PDF ( 347KB ) ( ) 　　
对辽河油田稠油及老化油进行物性分析,为研究老化油和稠油的处理工艺技术打下基础。结果表明,按密度分类法可知,辽河油田稠油为中质原油,而老化油为重质原油。实沸点蒸馏结果表明,辽河油田稠油和老化油初馏点相当,稠油和老化油的汽油馏分(小于200℃)收率分别为7.70%,2.70%;柴油馏分(200~350 ℃)收率分别为19.81%,10.45%;蜡油馏分(350~425℃)收率分别为12.27%,10.19%;渣油馏分(大于425 ℃)收率分别为6.82%,13.94%。稠油各馏分收率高于老化油各馏分收率,稠油总收率为46.60%(到464℃)而老化油总收率为37.28%(到500℃)。
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双三氟甲基磺酰亚胺离子液体萃取氧化脱硫
刘海霞,王强,朱博
2011, 24 (5): 22-25. DOI:10.3696/j.issn.1006-396X.2011.05.006
摘要 ( ) PDF ( 587KB ) ( ) 　　
分别以N-甲基咪唑和吡啶为阳离子,合成了10种通式为CnMimNTf2(n=2,3,4,5,6)和CnPyNTf2
(n=2,3,4,5,6)的双三氟甲基磺酰亚胺类离子液体;并以离子液体为萃取剂,以质量分数35%的H2O2 为氧化剂,考察了各离子液体与H2O2 组成的氧化体系对模拟油品中含硫化合物噻吩的氧化萃取能力,比较了10种离子液体的一次萃取效果,同时考察了反应温度、反应时间、剂油体积比以及氧化剂用量等因素对脱硫率的影响。结果表明,在反应温度60℃、反应时间1h、V(离子液体)/V(模型油)/V(氧化剂)=1∶30∶1条件下,反应体系对含硫质量分数为1146µg/g的模型油一次萃取脱硫率可达65%左右。
 
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非均质地层泡沫调驱提高采收率实验
刘伟,李兆敏,李松岩
2011, 24 (5): 26-29. DOI:10.3696/j.issn.1006-396X.2011.05.007
摘要 ( ) PDF ( 475KB ) ( ) 　　
利用并联岩心驱替实验,研究了不同参数对非均质地层泡沫调驱提高采收率效果的影响。结果表明,泡沫调驱过程中采收率增加值主要来自于低渗层,高渗层采收率增加较少;从提高采收率和经济角度考虑,泡沫调驱注入量应在0.3PV~0.5PV;泡沫调驱适用的渗透率级差范围应小于15,当级差为10时,采收率提高幅度最大;随着含水率的提高,采收率提高值呈现先上升后降低的趋势,含水率为80%~90%时注入泡沫提高采收率效果最好。注入泡沫过程中,连续注入的方式要优于段塞注入和气液交替注入。
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微波促进改性蒙脱土催化合成苹果酯
戴世宁,郭祥峰,贾丽华
2011, 24 (5): 30-32. DOI:10.3696/j.issn.1006-396X.2011.05.008
摘要 ( ) PDF ( 397KB ) ( ) 　　
对微波辐射条件下,酸化铝交联蒙脱土为催化剂,无溶剂条件下合成乙酰乙酸乙酯乙二醇缩酮进行了研究。研究了催化剂用量、反应温度、反应物投料比、微波辐射时间和功率对缩酮收率的影响,并与常规加热法进行了对比。结果表明,催化剂质量分数为3%,反应温度100℃,反应时间5min,酮醇物质的量比1.0∶1.2,辐射功率500W 时,缩酮收率可达71.9%。达到相同转化率,微波法反应速率是常规加热法的18倍。
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腰果酚胺树脂接枝PPO-PEO嵌段聚醚的合成与破乳性能
王俊,宁萌萌,李翠勤,李云,张怀志
2011, 24 (5): 33-37. DOI:10.3696/j.issn.1006-396X.2011.05.009
摘要 ( ) PDF ( 756KB ) ( ) 　　
以腰果酚、甲醛和多乙烯多胺为原料合成腰果酚胺树脂起始剂,再与环氧乙烷(EO)和环氧丙烷(PO) 聚合,合成了分子质量各异的4种腰果酚胺树脂型嵌段聚醚(CPAE)表面活性剂。采用FT-IR对其结构进行了表征,采用表面张力法和瓶试法分别研究了系列CPAE 的表面性能和破乳性能。结果表明,随着EO 含量的增加,CPAE的临界胶束质量浓度(cmc)及此时的表面张力(γcmc)增加;随着相对分子质量的增加,cmc及γcmc降低。随着CPAE浓度的增加,CPAE水溶液的界面张力降低,脱水率增大。在80mg/L,35 ℃,100min的条件下,CPAE的脱水率即可达到70%以上,破乳效果远优于商用破乳剂SP169,BP169及TA1031。
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高温固相法制备LiFePO₄/C 正极材料及其性能研究
杨占旭,乔庆东,康晓雪,姜海波
2011, 24 (5): 38-40. DOI:10.3696/j.issn.1006-396X.2011.05.010
摘要 ( ) PDF ( 585KB ) ( ) 　　
以Fe₂O₃,LiH₂PO₄,乙炔黑和蔗糖为原料,采用高温固相合成方法制备LiFePO₄/C复合正极材料。利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和电化学测试等方法对合成材料的结构、形貌以及电化学性能进行表征。结果表明,合成材料为单一晶相正交晶系结构,在电压为2.50~4.20V (vs.Li+/Li),以0.1mA/cm² 电流密度下经恒电流充放电测试,其首次放电比容量为156.3mAh/g,经过30周充放电循环后放电比容量为157.7mAh/g,表现出较大的初始放电比容量和优异的循环性能。
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2,2′:5′,2″-四噻吩-5-甲醛的合成与表征
孙效雷,杨明山,戴玉华
2011, 24 (5): 41-44. DOI:10.3696/j.issn.1006-396X.2011.05.011
摘要 ( ) PDF ( 513KB ) ( ) 　　
以三联噻吩为原料,三氯氧磷为缩合剂,N,N-二甲基甲酰胺为甲酰化剂,通过维尔斯迈尔反应,在0 ℃左右合成亲电试剂,用该亲电试剂取代三联噻吩α位的H,最后经碱性水解(pH=8)得到2,2′:5′,2″-四噻吩-5-甲醛,经过柱层析提纯得到纯度较高的2,2曚:5曚,2曞-四噻吩-5-甲醛,收率达84.97%。采用FT-IR,UV-vis,1H-NMR对其结构进行了表征和分析,用DSC进行测试和分析,得到了2,2′:5′,2″-四噻吩-5-甲醛的熔点和沸点,结果与文献报道一致。
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电化学氧化处理腈纶废水的研究
程迪,张洪林,周磊,邱峰
2011, 24 (5): 45-47. DOI:10.3696/j.issn.1006-396X.2011.05.012
摘要 ( ) PDF ( 580KB ) ( ) 　　
研究了电化学氧化法与纳米催化微电解联合技术处理腈纶厂生化池废水,运用国标试验方法对 COD,NH₃-N,色度和pH 等4项指标进行分析。结果表明,当氯化钠的投加质量分数为0.3%、电流为9A、循环时间为3.5h时,COD由227mg/L降低到46mg/L,去除率达79.7%;NH3-N 质量浓度由117mg/L降低到9mg/L,去除率达92.3%;色度由32倍降到4倍,去除率达87.5%。实验表明电化学氧化法与纳米催化微电解联合技术在有机废水处理领域有广泛的应用前景。
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对叔丁基杯[4]芳烃及其醚类衍生物的合成
武秋朋,赵群力,陈平,臧树良
2011, 24 (5): 48-52. DOI:10.3696/j.issn.1006-396X.2011.05.013
摘要 ( ) PDF ( 614KB ) ( ) 　　
在碱催化下,由对叔丁基苯酚和甲醛反应合成对叔丁基杯[4]芳烃。加入适量的乙酸乙酯作为带水剂,同时溶剂二苯醚可以循环使用。考察了乙酸乙酯的加入量和二苯醚循环使用次数对产品收率的影响。结果表明,加入乙酸乙酯带水剂,可以提高产品收率,缩短脱水时间,反应易于控制;二苯醚的使用次数对收率也有显著的影响,当第3次使用时,收率提高到73%。此种改进方法可以缩短反应时间、提高产品收率。同时探讨了催化剂K₂CO₃ 的用量对合成对叔丁基杯[4]芳烃和对叔丁基杯[4]芳烃四乙酸乙酯收率的影响。结果表明,对叔丁基杯[4]芳烃与K₂CO₃  的最佳物质的量比为1∶11,产品收率达到74%。
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酯交换法生产碳酸二甲酯工艺节能研究
刘继泉,王宁
2011, 24 (5): 53-55. DOI:10.3696/j.issn.1006-396X.2011.05.014
摘要 ( ) PDF ( 349KB ) ( ) 　　
以甲醇钠为催化剂,碳酸丙烯酯和甲醇为原料酯交换生产碳酸二甲酯。在传统工艺基础上对浮阀塔塔盘进行了改造,在新型反应精馏塔上进行了中试并考察了塔盘液位高度、回流比等因素对塔顶产品纯度的影响。结果表明,随着回流比增大,塔顶碳酸二甲酯含量开始增加并逐渐趋向稳定;随着塔盘液位高度增加,塔顶碳酸二甲酯含量增加并逐渐稳定;塔顶丙二醇含量随着回流比的增大而降低。在保证塔顶产品含量满足工业要求的前提下,在回流比为0,塔盘液位高度为5.2cm 的工艺条件下,塔顶产品质量分数可达到26%,塔底丙二醇质量分数在0.5%以下。对比了新老工艺的能耗,结果表明新工艺平均每吨产品节能0.46t标准煤。
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酸性堵水剂DQ-3的实验研究
王玉功,任雁鹏,李勇,朱家杰
2011, 24 (5): 56-59. DOI:10.3696/j.issn.1006-396X.2011.05.015
摘要 ( ) PDF ( 486KB ) ( ) 　　
结合变粘酸的酸化原理,以酸液稠化剂为主要原料,配以交联剂和缓蚀剂,制得了酸性堵水剂DQ- 3。优选出酸性堵水剂DQ-3的最佳配方(质量分数):10%HCl+0.7%稠化剂+0.4%交联剂+0.05%缓蚀剂。采用瓶试法成胶实验和岩心流动实验评价了DQ-3的各项性能。结果表明,DQ-3体系的残酸质量分数小于0.1%时(pH 为2~3),体系反应形成凝胶,粘度大于100000mPa·s;DQ-3体系耐温40~90 ℃,对矿化度(大于10g/L)不敏感;DQ-3堵水剂的岩心堵水率大于95%,堵油率小于45%。
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非热采油藏产能评价方法研究
汤志
2011, 24 (5): 60-63. DOI:10.3696/j.issn.1006-396X.2011.05.016
摘要 ( ) PDF ( 294KB ) ( ) 　　
从渗流基本理论出发,从单井产能到位率偏差较大进行原因分析,找出影响油井单井日产能力的主控因素,从不同油藏类型和不同井型等方面对油井产能计算方法开展评价研究,提出了测试产能与稳定产量关系法、试采产量法、物性参数法等油井产能计算方法,完善了非热采油藏产能建设区块油井产能计算方法,确定的单井日产能力接近于实际生产中稳定的平均单井日产油。
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化工机械

输气管线中减压波传播特性模拟及分析
董旭,宫敬,邱伟伟
2011, 24 (5): 64-68. DOI:10.3696/j.issn.1006-396X.2011.05.017
摘要 ( ) PDF ( 830KB ) ( ) 　　
结合相平衡计算模型、声速计算模型和气体流出速度模型等建立了输气管线中减压波波速预测模型。采用该模型分析研究了气质、初始温度、初始压力对减压波特性的影响,以及计算时选择不同的状态方程对预测结果的影响等。结果表明,重组分含量较大的组分在破裂过程中容易进入气液两相区,减压波曲线出现“平台暠,较低的初始温度和较高的初始压力相对增大了裂纹扩展的风险,在计算过程中,需要选择合适的状态方程。
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应力对X70钢在NaHCO₃ 溶液中腐蚀行为的影响
陈旭,何川,刘硕,徐杨,吴明
2011, 24 (5): 69-72. DOI:10.3696/j.issn.1006-396X.2011.05.018
摘要 ( ) PDF ( 888KB ) ( ) 　　
采用电化学交流阻抗技术和显微微观观察研究了X70钢在0.5mol/LNaHCO₃+0.5mol/LNaCl 溶液中的腐蚀行为。分析了外加应力水平对开路电位、极化电阻及表面形貌的影响。结果表明,在弹性载荷范围内,X70钢的耐蚀性下降。外加应力主要从两个方面促进了金属的腐蚀溶解:首先是在应力集中区域,原子排列发生形变,随着外加应力的增大,晶格缺陷增多,原子活化能提高,从而使平衡电位急剧下降;二是在应力集中区域,表面钝化膜发生不同程度的破坏或局部减薄,导致在钝化膜破裂或薄弱的位置上发生优先腐蚀并溶解。在外加应力和侵蚀性介质的共同作用下,X70钢表面的钝化膜破裂,试样局部塑性变形增加,导致局部电位发生变化,从而使其与周围基体形成了大阴极小阳极的腐蚀微电池,为点蚀形核创造了条件。
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考虑焦汤效应等因素的两相管流热力学模型
尹铁男,姚海元,邓道明,张金波,宫敬
2011, 24 (5): 73-76. DOI:10.3696/j.issn.1006-396X.2011.05.019
摘要 ( ) PDF ( 402KB ) ( ) 　　
在油气混输管道多相流模拟计算中,热力学模型是与水力模型相互耦合的重要组成部分,影响程序的收敛性和结果的准确性。通过对管段微元进行能量守恒分析推导了能量方程,该方程涵盖了焦汤效应、压力做功、剪切力做功、相变换热、管外换热等因素,是考虑全面的能量方程形式,可以比较准确地反映混输管道气液两相管流的实际情况。将模型嵌入到TPCOMP软件中,选取了现场实际管线英买-牙哈混输管道作为算例进行计算,并将沿线温度分布与OLGA 软件进行了对比。算例结果表明,该模型较好地模拟了管线的温度分布,相比TPCOMP原有模块计算精度提高,并与OLGA极为吻合,证明了模型的正确性。
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基于WebGIS的输油管道风险管理与应急响应研究
王卫强,范开峰,吴玉国,赵鹏,刘向光
2011, 24 (5): 77-79. DOI:10.3696/j.issn.1006-396X.2011.05.020
摘要 ( ) PDF ( 727KB ) ( ) 　　
基于WebGIS的管理系统研究能够提升输油管道安全管理水平。采用GIS软件,构建了基于Web GIS的长距离输油管道信息管理系统;根据采集的管道沿线相关数据,基于修正的MuhlbauerW K 的风险评分法,结合层次分析法,量化管道潜在风险,设定管道风险等级,加强日常维护与管理;基于负压波原理,开发了输油管道泄漏点定位系统;结合改进的Dijkstra算法,提出了最佳应急响应救援路径确定方法。实例表明:基于WebGIS的风险管理与应急响应系统更准确、实用。
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圆柱壳周期阵列压痕应力强度因子
王晓华,段大文,谢禹钧
2011, 24 (5): 80-82. DOI:10.3696/j.issn.1006-396X.2011.05.021
摘要 ( ) PDF ( 370KB ) ( ) 　　
当柱壳平端刚性压头作用在同形的弹性基体表面时,在基体上生成一个平面压痕,同时在压痕边界处的近表面诱生奇异应力场,该奇异应力场的奇异性与裂纹尖端I-型应力场的奇异性同价,使平面压痕的表面产生断裂型开裂。利用当量裂纹法给出圆柱壳周期阵列压痕的应力强度因子。
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Ni-Cu-P镀层在氢氟酸溶液中的耐蚀性研究
刘文涛,王洪志,胡传顺,梁平,秦华,李壮
2011, 24 (5): 83-85. DOI:10.3696/j.issn.1006-396X.2011.05.022
摘要 ( ) PDF ( 588KB ) ( ) 　　
为了改善20R钢在氢氟酸介质中的耐蚀性,采用化学镀技术在该材料表面制备了Ni-Cu-P三元合金镀层。通过金相显微镜和X射线衍射观察和分析了镀层的表面形貌和组成,通过浸泡法、电化学系统测试了20R钢和镀层在氢氟酸溶液中的腐蚀性能。结果表明:Ni-Cu-P镀层能顺利地在20R钢表面发生沉积,镀层光滑、致密、无裂纹,阻隔了氢氟酸与20R钢的直接接触。镀层在氢氟酸溶液中更容易发生钝化,具有一定的耐蚀性能。
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电弧喷涂铁基缸体涂层材料组织及耐磨性分析
吴比,李增荣
2011, 24 (5): 86-90. DOI:10.3696/j.issn.1006-396X.2011.05.023
摘要 ( ) PDF ( 1777KB ) ( ) 　　
为节能减排,目前多采用铝合金制造汽车发动机体。由于铝合金耐磨性差,一般需要在气缸内嵌入灰铸铁缸套以改善摩擦性。采用热喷涂技术在气缸壁上喷涂一层耐磨涂层可以解决这一问题。采用电弧喷涂技术制备了两种铁基涂层。通过光学显微镜、扫描电子显微镜、X射线衍射分析仪分析了涂层的组织;利用MMW-1立式万能磨损试验机测试了油润滑条件下涂层的耐磨性,并与作为标准件的灰铸铁材料进行了对比。磨损试验参数为转速0.5m/s,滑行距离4500m,轴向力200N。结果表明:08A涂层的耐磨性和摩擦系数比灰铸铁好,可以替代灰铸铁缸套。
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单盘外浮顶油罐自动通气阀溢油的原因分析
王立志,李玉忠
2011, 24 (5): 91-94. DOI:10.3696/j.issn.1006-396X.2011.05.024
摘要 ( ) PDF ( 252KB ) ( ) 　　
简要介绍了外浮顶油罐自动通气阀的结构形式和工作原理,将外浮顶罐浮盘未升起时浮盘与罐底之间的油气空间类比标准固定,顶罐容积确定热影响容积进行储罐通气量及通气阀通气面积的计算,根据流体稳定流动量方程推导出油品进入自动通气阀阀体内的高度计算公式,确定自动通气阀在通气面积一定时阀杆必须具有的设计高度,进而分析出一些已建油罐可能由于通气阀通气面积不够或阀杆设计高度不足而产生溢油的原因和今后设计应注意的问题。
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