Une procédure expérimentale pour Laboratory Studies of In Situ brûlant : inflammabilité et l’efficacité de combustion de pétrole brut

Résumé

Nous présentons ici un protocole afin d’étudier simultanément l’inflammabilité et l’efficacité brûlante de pétrole frais et altéré dans des conditions qui simulent en situ brûlant des opérations sur la mer.

Résumé

Est présente une nouvelle méthode pour l’étude simultanée de l’inflammabilité et l’efficacité brûlante du pétrole frais et altéré par le biais de deux configurations de laboratoire expérimental. Les expériences sont facilement reproductibles par rapport aux expériences opérationnelles (piscine diamètre ≥ 2 m), tandis que toujours mettant en vedette tout à fait réaliste en situ brûlant des conditions du pétrole brut sur l’eau. Conditions expérimentales comprennent un écoulement eau sous-poil qui refroidit la marée noire et un flux de chaleur externe (jusqu'à 50 kW/m²) qui simule la rétroaction de chaleur plus élevée à la surface de combustible dans les feux de piscine pour le pétrole brut échelle opérationnelle. Ces conditions permettent une étude de laboratoire de l’efficacité de combustion de pétrole brut des feux de piscine qui sont équivalents aux expériences opérationnelles. La méthode fournit également des données quantitatives concernant les prescriptions pour l’allumage des pétroles bruts en ce qui concerne le flux de chaleur critique, temps de retard d’allumage en fonction de l’inertie thermique du flux thermique incident et la température de surface après son allumage. Ce type de données peut servir à déterminer la force nécessaire et la durée d’une source d’allumage pour allumer un certain type de pétrole brut frais ou altéré. La principale limite de la méthode est que l’effet de refroidissement de l’eau coulant sous couche la combustion du pétrole comme une fonction du flux de chaleur externe n’a pas été entièrement quantifiée. Les résultats expérimentaux ont montré clairement que le sous-poil qui coule de l’eau améliore-t-il la représentativité de cette configuration est des conditions de combustion sur place , mais dans quelle mesure cette représentation exacte est actuellement incertain. La méthode dispose néanmoins le plus réaliste en situ brûlant des conditions de laboratoire actuellement disponibles pour étudier simultanément l’inflammabilité et la gravure de l’efficacité du pétrole brut sur l’eau.

Introduction

In situ le brûlage du pétrole brut déversé sur l’eau est une méthode de réponse de déversement d’hydrocarbures en milieu marin qui supprime les hydrocarbures déversés sur la surface de l’eau de brûler et de le convertir à la suie et les gaz de combustion. Cette méthode a été appliquée avec succès au cours de l’Exxon Valdez¹ et les déversements de pétrole Deepwater Horizon² et est régulièrement mentionnée comme une méthode de réponse déversement de pétrole potentielle pour l’Arctique^{3,4,5 ,6....}

Protocole

Ce protocole utilise deux différentes configurations expérimentales qui sont utilisées dans les étapes 4 à 8, tel qu’illustré dans les schémas qui l’accompagne. La première configuration est le pétrole brut inflammabilité appareil (ca) (Figure 1 et Figure 4), qui se trouve à 1,0 × 1,0 × 0,50 m³ bassin métallique spécialement conçu pour les petits in situ brûlant d’expériences de pétrole brut, comme le montre par exemple dans Van Gelderen, Brogaard, et al. ²² la deuxième installation est un cône chauffage²³ avec un allumeur qu....

Résultats

La figure 5 montre la courbe de l’évaporation d’un pétrole brut léger qui a été évaporée pendant plusieurs jours à une perte de 30 % en poids à l’aide de la méthode décrite à l’étape 2. La figure montre clairement qu’après le premier jour de l’altération par évaporation (19 h), le taux d’évaporation est sensiblement réduit, qui permet d’obtenir des pauses comme mentionné dans le protocole.

Discussion

Les deux méthodes de météorisation décrit dans ce livre sont une approximation relativement simple des processus d’altération qu’un pétrole déversé sur l’eau est soumis à¹⁷. Autres méthodes sophistiquées d’altération plus peuvent aussi servir à fournir des échantillons de pétrole superficiel par les agents, tels que la circulation flume décrite par Brandvik et Faksness³⁵. L’avantage des méthodes présentées est qu’elles nécessitent des équipements simples et qu’il peuvent êt.......

Matériaux

Liste des matériaux utilisés dans cet article

Nom	Entreprise	Numéro de catalogue	Commentaires
Pétrole brut DUC	Maersk	N/A	Pétrole brut léger avec r = 0,853 g/ml et h = 6,750 mPa*s.
Grane Pétrole brut	Statoil	N/A	Pétrole brut lourd avec r = 0,925 g/ml et h = 133,6 mPa*s.
SVM 3000 Stabinger Viscosimètre	Anton Paar	C18IP007EN-P	Viscosité et densimètre pour les pétroles bruts frais et altérés.
Laboshake RO500	Gerhardt	11-0002	Table vibrante rotative pour émulsionner des mélanges d’eau et d’huile.
Hélice Jebao Wave Maker RW-4	Jebao	N/A	(débit de 500-4000 L/h) utilisée dans la configuration COFA pour générer un courant.
Aquabee UP 3000	Aquabee	UP 3000	Pompe d’aquarium pour le refroidissement du fluxmètre de chaleur.
Balance électronique de précision Adventurer	OHAUS	AX5205	Balance de charge utilisée pour peser l’huile pour les expériences COFA et dans le porte-échantillon de cône sur mesure pour la configuration du cône.
Tampons absorbants d’huile 3M	VWR	MMMAHP156	Coussinets d’absorption hydrophobes utilisés pour recueillir les résidus d’huile afin de déterminer l’efficacité de combustion du feu.
d’essai au feu du	calorimètre à perte de masse	B11325-650-1-1608	Un support circulaire sur mesure a été utilisé pour l’essai du pétrole brut plutôt que le support d’échantillon carré standard. Comprend un indicateur de flux thermique d’une plage allant jusqu’à 100 kW/m2.
34972A Unité de commutation d’acquisition de données / Enregistreur de données	RS Components Ltd.	702-7958	Produit par Keysight Technologies. Exploité par le logiciel Keysight benchLink data logger 3 et équipé d’un multiplexeur à 20 canaux.
Keysight Technologies 34901A Multiplexeur 20 voies	RS Components Ltd.	702-7939	Produit par Keysight Technologies.
Vanne à soufflet	Swagelok	SS-1GS6MM	Vanne à bascule pour ouvrir/fermer l’entrée et la sortie d’eau du porte-échantillon de cône sur mesure pour la configuration du cône.
Pompe péristaltique Kronos 50	SEKO	KRFM0210M6000	Pompe péristaltique utilisée pour refroidir le porte-échantillon de cône sur mesure pour la configuration du cône.
ARCTIC A28 Circulateur réfrigéré	ThermoFisher Scientific	152-5281	Réservoir de refroidissement par eau utilisé pour refroidir l’eau de refroidissement qui s’écoule à travers le porte-échantillon de cône sur mesure pour la configuration du cône. Comprend un contrôleur de circulateur d’immersion SC 100.
Console d’instrumentation d’analyse de gaz avec insert de conduit	Technologie d’essai au feu (FTT)	B11328-650-1-1609	Analyseur de gaz pour O2, CO2 et CO. Utilise une unité de commutation d’acquisition de données / enregistreur de données 34972A.
Céramique & Technologie d’essai au feu à électrode en acier inoxydable de 2,5 mm	(FTT)	M015-4	Allumeur d’étincelle du calorimètre à perte de masse. Utilisé dans la configuration COFA pour mesurer la température de surface lors de l’allumage.
Module émetteur infrarouge M110/348	Heraeus	80046199	Original Radiateurs infrarouges sur lesquels était basé le nouveau design avec un support refroidi à l’eau pour les éléments chauffants. Comprend deux émetteurs à double tube à ondes courtes (09751751). Actionné par un contrôleur de puissance de type CB1x25 P.
Régulateur d’alimentation Heratron  ;	Heraeus	80055836	Type CB1x25 P pour les chauffages infrarouges.