400号奥里油乳化稳定性的实验研究

摘要

400号奥里油是一种以奥里诺科沥青为原料，加入29％～30％水、0.1％～0.2％乳化剂和0.03％～0.05％表面活性稳定剂，经机械混合乳化而成的一种假塑性非牛顿体油品，属于水包油型乳化燃料。400号奥里油发热量在28MJ/kg左右，流动性好，是一种新型乳化燃料，可用常规原油设施进行储存运输，适合于大型热电厂和化工厂使用，是一种煤、油或天然气潜在的替代燃料。在能源需求日趋紧张的今天，400号奥里油作为一种新型的乳化的燃烧油，有着可采量大，价格低且稳定，流动和燃烧性能良好等优势，具有广泛的应用领域和长期的发展前景。 400号奥里油属于水包油型乳化燃料，这种O/W型乳化体系是一种热力学不稳定体系，如果储运过程中保存不当，将导致乳化机理被破而发生不可逆的破乳失稳。奥里油一旦失稳破乳将导致不可燃烧，给燃用400号奥里油的企业带来巨大经济损失，并且破乳后的奥里诺科沥青极其难于清洗，会给环境带来很大污染。随着我国对400号奥里油的大量进口以及随之而来的广泛应用，400号奥里油储运的稳定性问题就显得越来越突出。如何保持乳化体系的稳定性，是奥里油能否顺利应用的关键技术。 在影响400号奥里油乳化稳定性的诸多因素中，温度和剪切速率是最为重要的因素，本文通过试验测定了400号奥里油不同温度下的界面张力，以及不同剪切速率下的剪切粘度。界面张力随温度的变化趋势具有突变特征，通过建立数学模型采用突变理论分析了温度与界面张力之间的关系。通过分析温度与界面张力之间的突变关系，确定了400号奥里油的最佳储运温度同时通过剪切粘度试验数据分析得到了400号奥里油储运的最佳剪切速率。 400号奥里油储罐受到太阳辐射加热时，油罐壁面与罐内奥里油之间会形成温差，从而导致壁面自然对流的产生。本文对湛江电厂的奥里油储罐建立了对流数学模型，分析了太阳辐射下储罐内奥里油的自然对流流动。通过引入边界层近似分析解，分析了由太阳辐射产生的温差与自然对流的最大流速的关系，及与最大剪切速率的关系，并求解出储罐内外壁温差所导致的400号奥里油对流最大流速以及最大壁面剪切速率。本文的研究为400号奥里油的储存提供参考性数据和建议性方案。对于保障400号奥里油利用的高效性和安全性有重要意义。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1概述

1.2研究背景

1.3课题的提出

第二章乳化油稳定性的理论基础

2.1乳化油基本理论

2.2乳化油形成理论

2.3乳化油类型及判别方法

2.4乳化油的物理性质及评价方法

2.4.1分散相粒径分布

2.4.2流变性

2.4.3稳定性

2.4.4界面膜的性质

2.5乳化油的不稳定性

2.5.1分层或沉降

2.5.2絮凝

2.5.3凝结

2.5.4破乳

2.5.5变型

2.5.6 Ostwald熟化

2.6乳化油稳定性的评价方法

2.7影响乳化油稳定性的因素

2.7.1界面膜的物理性质

2.7.2聚结静电势垒

2.7.3位阻稳定作用

2.7.4连续相的粘度、两相密度差、液滴的大小和分布

2.7.5相体积比

2.7.6固体微粒的稳定作用

2.7.7温度

2.7.8剪切速率

2.8本章小结

第三章实验装置及实验数据分析

3.1实验流程介绍

3.2实验装置介绍

3.3实验步骤及实验书库分析

3.3.1配置模拟油

3.3.2四组分测定

3.3.3剪切粘度测定

3.3.4界面张力测定

3.4本章小节

第四章突变理论在400号奥里油稳定性分析中的应用

4.1突变理论介绍

4.2实验数据拟合

4.3界面张力突变分析

4.4本章小结

第五章太阳辐射对400号奥里油储存稳定性的影响

5.1湛江电厂奥里油储罐简介

5.2罐内储油流动近似分析

5.3太阳辐射引起的最大罐壁温度

5.4自然对流流速分布及最大流速

5.5自然对流最大剪切速率

5.6本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间取得的研究成果

致谢

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