二氧化碳性能介紹與貯藏運(yùn)輸?shù)膯栴}
二氧化碳性能介紹與貯藏運(yùn)輸?shù)膯栴}
隨著石油、天然氣工業(yè)的發(fā)展,國內(nèi)在華北、中原、塔里木、東方和樂東等陸上和海上油氣田的開發(fā),二氧化碳作為天然氣或油田伴生氣的組分之一存在于油氣中。有的含量高達(dá)60%以上。它與烴類化合物一樣,也是一種非常寶貴的資源。本文對(duì)二氧化碳綜合利用的有關(guān)問題進(jìn)行了綜述,希望能夠?yàn)橛嘘P(guān)部門開發(fā)這項(xiàng)資源提供有益的參考。
二氧化碳,CO2,分子量為44.01,俗稱碳酸氣,又名碳酸酐。
在自然界中,CO2是最豐富的化學(xué)物質(zhì)之一,為大氣的一部分,也包含在天然氣或油田伴生氣中和以碳酸鹽形式存在的礦石中。大氣里二氧化碳含量為0.03%～0.04%,總量約為2.75×1012t,主要由含碳物質(zhì)燃燒和動(dòng)物的新陳代謝過程產(chǎn)生。在國民經(jīng)濟(jì)各部門,二氧化碳有著非常廣泛的用途。二氧化碳主要用作化工原料、致冷劑、油田增產(chǎn)劑、惰性介質(zhì)、溶劑和壓力源等。在飲料、冶金、農(nóng)業(yè)等部門也得到了愈來愈廣泛的應(yīng)用。
二氧化碳比空氣重,約為空氣比重的1.53倍。是略帶刺鼻氣味和微酸性的氣體。其主要的物理常數(shù)參見文獻(xiàn)。二氧化碳是非極性分子,但可溶于極性較強(qiáng)的溶劑(包括原油和凝析油)中。其溶解度的大小與溫度、壓力和溶劑的性質(zhì)有關(guān)。二氧化碳在水中的溶解度參見文獻(xiàn)。二氧化碳在海水中的溶解度既受溫度等外界條件的影響,又與海水中鹽濃度有關(guān)。二氧化碳溶于原油后會(huì)使原油容脹并使其粘度明顯降低,因此可增強(qiáng)原油的流動(dòng)性,并增加原油的產(chǎn)量。
商品二氧化碳的貯存和運(yùn)輸是以液態(tài)或固態(tài)形式進(jìn)行的。有三種方法分裝運(yùn)輸:(a)非絕熱高壓鋼瓶裝運(yùn);(b)低溫絕熱容器裝運(yùn);(c)干冰散裝或塊裝運(yùn)輸。
用高壓鋼瓶在環(huán)境溫度下裝運(yùn)二氧化碳時(shí),對(duì)鋼瓶的漆色、充罐、貯存、運(yùn)輸和使用等,均應(yīng)遵守氣瓶安全監(jiān)察的有關(guān)規(guī)定。一個(gè)容積為40L,設(shè)計(jì)壓力為15MPa的鋼瓶,最多只能充灌24kg液態(tài)二氧化碳。由于鋼瓶受環(huán)境溫度變化的影響,受熱后,瓶內(nèi)液態(tài)二氧化碳?xì)饣挟a(chǎn)生超壓爆炸的危險(xiǎn)。
所以,裝有液態(tài)二氧化碳的鋼瓶應(yīng)貯放在陰涼通風(fēng)的庫房,環(huán)境溫度不得超過31℃。應(yīng)遠(yuǎn)離火種和熱源,防止陽光直射。搬運(yùn)時(shí)應(yīng)輕裝輕卸,防止損壞鋼瓶及其附件。當(dāng)裝運(yùn)的批量很大時(shí),一般是將液態(tài)二氧化碳分裝在低溫絕熱貯槽內(nèi),用拖車、卡車或火車運(yùn)輸。貯槽容量根據(jù)需要設(shè)計(jì),可以為2t,5t,10t和15t,在國外,最大為50t。
貯槽溫度為-18℃,壓力約2.08MPa。為維持低溫狀態(tài),還應(yīng)配裝制冷系統(tǒng)。通常,制冷功率為每12t二氧化碳1500W。鋼瓶或低溫貯槽屬封閉式容器,二氧化碳一般不會(huì)漏損。干冰散裝或塊裝是非封閉式的。由于固態(tài)二氧化碳的升華,最好用絕熱料箱和絕熱冷藏車運(yùn)輸。在裝運(yùn)期間,一般允許有10%的升華損失。
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