Name: Procedimento Experimental para Estudos Laboratoriais de Queima In Situ: Inflamabilidade e Eficiência de Queima do Petróleo Bruto (Vídeo) | JoVE Journal
Uploaded: 2018-05-01T14:00:00.000+00:00
Duration: 12 min 34 s
Description: Aprenda a estudar a inflamabilidade e eficiência de queima do petróleo bruto em condições laboratoriais simuladas. Este protocolo permite analisar simultaneamente óleos frescos e intemperizados para melhorar as estratégias de resposta a derramamentos.

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Os autores gostaria de agradecer ao Conselho dinamarquês de investigação independente para o financiamento do projeto (Grant DDF - 1335-00282). COWIfonden financiou a construção do aparato de inflamabilidade de petróleo bruto e o analisador de gases, incluindo a inserção do duto. Maersk Oil e Statoil forneceram os óleos em bruto que foram usados para os resultados representativos. Nenhum dos patrocinadores estiveram envolvidos em protocolo ou os resultados deste trabalho. Os autores também gostaria de agradecer Ulises Rojas Alva para obter assistência com construção de porta-amostras cone modificados.

<ol><li>Allen, A. A. Contained Controlled Burning of Spilled Oil During the Exxon Valdez Oil Spill. Proceedings of the Thirteenth Arctic and Marine Oilspill Program (AMOP) Technical Seminar. 305-313 Environment Canada, , 305-313 (1990).</li>
<li>Allen, A. A., Jaeger, D., Mabile, N. J., Costanzo, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+Use+of+Controlled+Burning+During+the+Gulf+of+Mexico+Deepwater+Horizon+MC-252+Oil+Spill+Response%5BTitle%5D)+AND+%22International+Oil+Spill+Conference+Proceedings%22%5BJournal%5D)">The Use of Controlled Burning During the Gulf of Mexico Deepwater Horizon MC-252 Oil Spill Response.</a> International Oil Spill Conference Proceedings. 2011 (1), 1-13 (2011).</li>
<li>AMAP. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=%22Assessment+2007%3A+Oil+and+Gas+Activities+in+the+Arctic+-+Effects+and+Potential+Effects%22">Assessment 2007: Oil and Gas Activities in the Arctic - Effects and Potential Effects</a>. 1, AMAP. , Oslo, Norway. 423(2010).</li>
<li>Nuka, Research Planning Group, LLC. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=%22Oil+Spill+Prevention+and+Response+in+the+U.S.+Arctic+Ocean%3A+Unexamined+Risks%2C+Unacceptable+Consequences%22">Oil Spill Prevention and Response in the U.S. Arctic Ocean: Unexamined Risks, Unacceptable Consequences</a>. , The PEW Environment Group. Washington, D.C. 136(2010).</li>
<li>Buist, I. A., et al. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aBuist%2C+IA+%22In+Situ+Burning+in+Ice-Affected+Waters%3A+State+of+Knowledge+Report+Final+Report+7.1.1%22">In Situ Burning in Ice-Affected Waters: State of Knowledge Report Final Report 7.1.1</a>. , Arctic Response Technology. 293(2013).</li>
<li>EPPR. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=%22Guide+to+Oil+Spill+Response+in+Snow+and+ce+Conditions+in+the+Arctic%22">Guide to Oil Spill Response in Snow and ce Conditions in the Arctic</a>. , Emergency Prevention Preparedness and Response (EPPR). 184(2015).</li>
<li>Opstad, K., Guénette, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Fire+on+the+Sea+Surface%2C+Ignitability+and+Sustainability+Under+Various+Environmental+Conditions%5BTitle%5D)+AND+%22Fire+Safety+Science%22%5BJournal%5D)">Fire on the Sea Surface, Ignitability and Sustainability Under Various Environmental Conditions.</a> Fire Safety Science. 6, 741-752 (2000).</li>
<li>Fritt-Rasmussen, J., Brandvik, P. J., Villumsen, A., Stenby, E. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Comparing+Ignitability+for+In+Situ+Burning+of+Oil+Spills+for+an+Asphaltenic%2C+a+Waxy+and+a+Light+Crude+Oil+as+a+Function+of+Weathering+Conditions+Under+Arctic+Conditions%5BTitle%5D)+AND+%22Cold+Reg.+Sci.+Technol%22%5BJournal%5D)">Comparing Ignitability for In Situ Burning of Oil Spills for an Asphaltenic, a Waxy and a Light Crude Oil as a Function of Weathering Conditions Under Arctic Conditions.</a> Cold Reg. Sci. Technol. 72, 1-6 (2012).</li>
<li>Guénette, C. C., Thornborough, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((An+Assessment+Of+Two+Off-Shore+Igniter+Concepts%5BTitle%5D)+AND+%22Proceedings+of+the+Twentieth+Arctic+and+Marine+Oil+Spill+Program+%28AMOP%29+Technical+Seminar+%22%5BJournal%5D)">An Assessment Of Two Off-Shore Igniter Concepts.</a> Proceedings of the Twentieth Arctic and Marine Oil Spill Program (AMOP) Technical Seminar . , Environment Canada 795-808 (1997).</li>
<li>Brandvik, P. J., Fritt-Rasmussen, J., Daniloff, R., Leirvik, F., Resby, J. L. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aBrandvik%2C+PJ+%22Establishing%2C+testing+and+verification+of+a+laboratory+burning+cell+to+measure+ignitability+for+in+situ+burning+of+oil+spills.+Report+No.+20%2C+26%22">Establishing, testing and verification of a laboratory burning cell to measure ignitability for in situ burning of oil spills. Report No. 20, 26</a>. 20, SINTEF Materials and Chemistry. Trondheim. (2010).</li>
<li>Van Gelderen, L., Malmquist, L. M. V., Jomaas, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Vaporization+order+and+burning+efficiency+of+crude+oils+during+in+situ+burning+on+water%5BTitle%5D)+AND+%22Fuel%22%5BJournal%5D)">Vaporization order and burning efficiency of crude oils during in situ burning on water.</a> Fuel. 191, 528-537 (2017).</li>
<li>Farmahini Farahani, H., Shi, X., Simeoni, A., Rangwala, A. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+Study+on+Burning+of+Crude+Oil+in+Ice+Cavities%5BTitle%5D)+AND+%22Proc.+Combust.+Inst%22%5BJournal%5D)">A Study on Burning of Crude Oil in Ice Cavities.</a> Proc. Combust. Inst. 35 (3), 2699-2706 (2015).</li>
<li>Bullock, R. J., Aggarwal, S., Perkins, R. A., Schnabel, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Scale-up+considerations+for+surface+collecting+agent+assisted+in+situ+burn+crude+oil+spill+response+experiments+in+the+Arctic%3A+Laboratory+to+field-scale+investigations%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Environ.+Manage%22%5BJournal%5D)">Scale-up considerations for surface collecting agent assisted in situ burn crude oil spill response experiments in the Arctic: Laboratory to field-scale investigations.</a> J. Environ. Manage. 190, 266-273 (2017).</li>
<li>Fingas, M. F., et al. The Newfoundland Offshore Burn Experiment - NOBE. In Situ Burning Oil Spill Workshop Proceedings, , NIST. 63-70 (1994).</li>
<li>Guénette, C. C., Wighus, R. In situ Burning of Crude Oil and Emulsions in Broken Ice. Proceedings of the Nineteenth Arctic and Marine Oilspill Program (AMOP) Technical Seminar, , Environment Canada. 895-906 (1996).</li>
<li>Potter, S. Tests of Fire-Resistant Booms in Low Concentrations of Drift Ice - Field experiments May 2009. Report No. 27. 27, SINTEF. Trondheim. 17(2010).</li>
<li>AMAP. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=%22Assessment+2007%3A+Oil+and+Gas+Activities+in+the+Arctic+-+Effects+and+Potential+Effects%22">Assessment 2007: Oil and Gas Activities in the Arctic - Effects and Potential Effects</a>. 2, AMAP. Oslo, Norway. 277(2010).</li>
<li>Buist, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Window-of-Opportunity+for+In+Situ+Burning%5BTitle%5D)+AND+%22Spill+Sci.+Technol.+Bull%22%5BJournal%5D)">Window-of-Opportunity for In Situ Burning.</a> Spill Sci. Technol. Bull. 8 (4), 341-346 (2003).</li>
<li>Wu, N., Kolb, G., Torero, J. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+Effect+of+Weathering+on+the+Flammability+of+a+Slick+of+Crude+Oil+on+a+Water+Bed%5BTitle%5D)+AND+%22Combust.+Sci.+Technol%22%5BJournal%5D)">The Effect of Weathering on the Flammability of a Slick of Crude Oil on a Water Bed.</a> Combust. Sci. Technol. 161 (1), 269-308 (2000).</li>
<li>Ranellone, R. T., Tukaew, P., Shi, X., Rangwala, A. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Ignitability+of+crude+oil+and+its+oil-in-water+products+at+arctic+temperature%5BTitle%5D)+AND+%22Mar.+Pollut.+Bull%22%5BJournal%5D)">Ignitability of crude oil and its oil-in-water products at arctic temperature.</a> Mar. Pollut. Bull. 115 (1), 261-265 (2017).</li>
<li>Bech, C. M., Sveum, P., Buist, I. A. The Effect of Wind, Ice and Waves on the In situ Burning of Emulsions and Aged Oils. Proceedings of the Sixteenth Arctic and Marine Oilspill Program (AMOP) Technical Seminar, , Environment Canada. 735-748 (1993).</li>
<li>Van Gelderen, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Importance+of+the+Slick+Thickness+for+Effective+In+situ+Burning+of+Crude+Oil%5BTitle%5D)+AND+%22Fire+Saf.+J%22%5BJournal%5D)">Importance of the Slick Thickness for Effective In situ Burning of Crude Oil.</a> Fire Saf. J. 78, 1-9 (2015).</li>
<li><a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=%22ISO+17554%3A2014%28E%29+Reaction+to+fire+tests+%E2%80%93+Mass+loss+measurement%22">ISO 17554:2014(E) Reaction to fire tests – Mass loss measurement</a>. , International Organization for Standardization. Geneva. 28(2014).</li>
<li><a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=%22ISO%2FTR+9705-2%3A2001%28E%29+Reaction-to-fire+tests+%E2%80%93+Full-scale+room+tests+for+surface+products+%E2%80%93+Part+2%3A+Technical+background+and+guidance%0A+%22">ISO/TR 9705-2:2001(E) Reaction-to-fire tests – Full-scale room tests for surface products – Part 2: Technical background and guidance
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<li>Stiver, W., Mackay, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Evaporation+rate+of+spills+of+hydrocarbons+and+petroleum+mixtures%5BTitle%5D)+AND+%22Environ.+Sci.+Technol%22%5BJournal%5D)">Evaporation rate of spills of hydrocarbons and petroleum mixtures.</a> Environ. Sci. Technol. 18 (11), 834-840 (1984).</li>
<li>Buist, I., Potter, S., Zabilansky, L., Guarino, A., Mullin, J. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aBuist%2C+I+%22Oil+Spill+Response%3A+A+Global+Perspective%22">Oil Spill Response: A Global Perspective</a>. Davidson, W. F., Lee, K., Cogswell, A. , Springer. Netherlands. 41-62 (2008).</li>
<li>Daling, P. S., Moldestad, M. Ø, Johansen, Ø, Lewis, A., Rødal, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Norwegian+Testing+of+Emulsion+Properties+at+Sea--The+Importance+of+Oil+Type+and+Release+Conditions%5BTitle%5D)+AND+%22Spill+Sci.+Technol.+Bull%22%5BJournal%5D)">Norwegian Testing of Emulsion Properties at Sea--The Importance of Oil Type and Release Conditions.</a> Spill Sci. Technol. Bull. 8 (2), 123-136 (2003).</li>
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<li>Garo, J. P., Vantelon, J. P., Fernandez-Pello, A. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Boilover+Burning+of+Oil+Spilled+on+Water%5BTitle%5D)+AND+%22Symp.+%28Int.%29+Combust%22%5BJournal%5D)">Boilover Burning of Oil Spilled on Water.</a> Symp. (Int.) Combust. 25 (1), 1481-1488 (1994).</li>
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<li>Guénette, C. C., Sveum, P., Buist, I., Aunaas, T., Godal, L. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aGu%C3%A9nette%2C+CC+%22In+situ+burning+of+water-in-oil+emulsions%22">In situ burning of water-in-oil emulsions</a>. , Marine Spill Response Corporation. Washington D.C. 139(1994).</li>
<li>Van Gelderen, L., Rojas Alva, U., Mindykowski, P., Jomaas, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Thermal+Properties+and+Burning+Efficiencies+of+Crude+Oils+and+Refined+Fuel+Oil%5BTitle%5D)+AND+%22International+Oil+Spill+Conference+Proceedings%22%5BJournal%5D)">Thermal Properties and Burning Efficiencies of Crude Oils and Refined Fuel Oil.</a> International Oil Spill Conference Proceedings. 2017 (1), 985-1005 (2017).</li>
<li>Quintiere, J. G. Ch 7. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aQuintiere%2C+JG+%22Fundamentals+of+Fire+Phenomena%22">Fundamentals of Fire Phenomena</a>. , John Wiley & Sons, Ltd. 159-190 (2006).</li>
<li>Janssens, M. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Measuring+rate+of+heat+release+by+oxygen+consumption%5BTitle%5D)+AND+%22Fire+Technol%22%5BJournal%5D)">Measuring rate of heat release by oxygen consumption.</a> Fire Technol. 27 (3), 234-249 (1991).</li>
<li>Brandvik, P. J., Faksness, L. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Weathering+processes+in+Arctic+oil+spills%3A+Meso-scale+experiments+with+different+ice+conditions%5BTitle%5D)+AND+%22Cold+Reg.+Sci.+Technol%22%5BJournal%5D)">Weathering processes in Arctic oil spills: Meso-scale experiments with different ice conditions.</a> Cold Reg. Sci. Technol. 55 (1), 160-166 (2009).</li>
<li>Wighus, R., Guènette, C. Fire on the sea surface - Experiments hazard assessment 1995. Report No. NBL A07129. , SINTEF. Trondheim. 40(2007).</li>
<li>Guénette, C. C., Sveum, P., Bech, C. M., Buist, I. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Studies+of+In+Situ+Burning+of+Emulsions+in+Norway%5BTitle%5D)+AND+%22International+Oil+Spill+Conference+Proceedings%22%5BJournal%5D)">Studies of In Situ Burning of Emulsions in Norway.</a> International Oil Spill Conference Proceedings. (1), 115-122 (1995).</li>
</ol>

Os autores não têm nada para divulgar.

Os dois métodos de intemperismo discutidos neste artigo são uma aproximação relativamente simples os processos de intemperismo que um óleo derramado sobre a água é submetido a17. Outros, mais métodos sofisticados de intemperismo também podem ser usados para fornecer amostras resistidas petróleo bruto, como o canal da circulação, descrito por Brandvik e Faksness35. A vantagem dos métodos apresentados é que eles exigem equipamento simples e podem ser facilmente realizados em ...

Em situ queima de petróleo derramado na água é um método de resposta de derramamento de óleo marinho que remove o óleo derramado da superfície da água por queimá-lo e convertê-lo para fuligem e produtos gasosos de combustão. Este método de resposta foi aplicado com êxito durante o Exxon Valdez1 e derrames de petróleo em águas profundas Horizon2 e regularmente é mencionado como um método de resposta de derramamento de óleo potenciais para o Ártico3,4,5 ,6. Dois dos principais parâmetros que determinam se em situ queima de óleo será bem sucedido como um método de resposta de derramamento são a inflamabilidade e a eficiência de combustão do óleo. O primeiro parâmetro, inflamabilidade, descreve como um combustível pode ser inflamado e facilmente pode levar à propagação de chama sobre a superfície de combustível para resultar em um incêndio totalmente desenvolvido. O segundo parâmetro, queimando a eficiência, expressa a quantidade de óleo (em % em peso) que efetivamente é removido da superfície da água, pelo fogo. Assim, é relevante para compreender a inflamabilidade e a eficiência esperada queima de diferentes óleos brutos de petróleo sob em situ condições de queima.
Ignição de óleo slicks na água para em situ queimando fins é comumente tratado como um problema prático, com discussões qualitativas na ignição sistemas5,7,8,9. A abordagem prática para a ignição do derramamento de óleo como um problema binário, e rotulagem de óleos ou "inflamáveis" ou "não-inflamável" (por exemplo, Brandvik, Fritt-Rasmussen, et al. 10) é, no entanto, incorreta do ponto de vista fundamental. Em teoria, qualquer combustível pode ser inflamado dada uma fonte de ignição adequada. É, portanto, relevante para quantificar as exigências de ignição para uma ampla gama de tipos diferentes de óleo cru para compreender melhor as propriedades de um óleo bruto que rotulá-la como "não inflamáveis". Para este efeito, o método desenvolvido pode ser usado para estudar o tempo de atraso de ignição de um óleo em função do fluxo térmico incidente, o fluxo de calor crítico do óleo e sua inércia térmica, ou seja, quão difícil é para aquecer o óleo.
Em um estudo anterior, postula-se que o parâmetro principal que rege a eficiência de combustão é o feedback de calor para a superfície de combustível11, que é uma função do diâmetro da piscina. A teoria explica a dependência do tamanho de piscina aparente da eficiência ardente com base em estudos de laboratório relatando baixa queima eficiências (32-80%)8,12,13 e estudos de grande escala (diâmetro da piscina ≥2 m) Apresentando alta queima eficiências (90-99%)14,15,16. O método discutido neste documento foi concebido para testar a teoria proposta. Sujeitando os experimentos de laboratório de pequena escala para um fluxo constante de calor externo, o maior feedback de calor para incêndios de piscina em grande escala pode ser simulado em condições controladas de laboratório. Como tal, o método desenvolvido permite estudar a eficiência ardente eficazmente em função do diâmetro variando o fluxo de calor externo.
Além de um fluxo de calor externo para simular a escala maior de in situ queimando as operações, o recurso de configurações experimentais da mancha de óleo de resfriamento por um fluxo de água fria, simulando o efeito de resfriamento do mar atual. O método discutido além disso é compatível com óleos em bruto frescos e resistidos. O intemperismo do óleo cru descreve o processo físico e químico que afetam uma petróleo bruto, uma vez que é derramado sobre a água, tais como perdas de seus componentes voláteis e mistura com água para emulsões de água em óleo de forma (por exemplo, AMAP17). Evaporação e emulsificação são dois dos processos de intemperismo principais que afetam a inflamabilidade dos óleos brutos18 e protocolos para simular estes processos de intemperismo, portanto, estão incluídos o método discutido.
Neste documento, apresentamos um método de laboratório romance que determina a inflamabilidade e a eficiência de queima de petróleo em condições que simulam em situ queima as operações no mar. Estudos anteriores sobre a inflamabilidade e a eficiência de queima de óleos brutos de petróleo destaque comparáveis e diferentes métodos. A inflamabilidade de óleos em bruto frescos e resistidas em função de um fluxo de calor externo foi estudada em água19 e sob temperaturas árticas20. Estudos de eficiência ardente normalmente enfocam diferentes tipos de fresco e resistiu a óleos brutos e condições ambientais à escala fixa (por exemplo, Fritt-Rasmussen, et al. 8Bech, Sveum, et al. 21). um estudo recente sobre a queima de óleos brutos de petróleo contidos por pastores de químicos, para o conhecimento dos autores, é o primeiro a estudar a eficiência de queima para pequeno, intermediário, e em grande escala dos experimentos debaixo de condições similares13. Experiências em grande escala são, no entanto, não está prontamente disponível para estudos paramétricos devido à extensa quantidade de tempo e recursos necessários para a realização de tais experiências. A principal vantagem do método apresentado sobre os estudos mencionados anteriormente é que ela permite simultaneamente estudando ambos a inflamabilidade e queimando a eficiência de petróleo em condições semirealistas. A combinação de estudar esses dois parâmetros para óleos brutos de petróleo como uma função de ambos tipos diferentes do óleo e o diâmetro da piscina (simulado) através de experiências facilmente repetíveis foi anteriormente inviável na prática.

<table><tbody><tr><td>DUC Petróleo bruto</td><td>Maersk</td><td>N/A</td><td>Óleo bruto leve com r = 0,853 g/ml e h = 6,750 mPa*s.</td></tr><tr><td>Grane Crude</td><td>Oil Statoil</td><td>N/A</td><td>Petróleo bruto pesado com r = 0,925 g/ml e h = 133,6 mPa*s.</td></tr><tr><td>SVM 3000 Stabinger Viscosímetro</td><td>Anton Paar</td><td>C18IP007EN-P</td><td>Medidor de viscosidade e densidade para os óleos brutos frescos e desgastados.</td></tr><tr><td>Laboshake RO500</td><td>Gerhardt</td><td>11-0002</td><td>Mesa vibratória rotativa para emulsionar misturas de água e óleo.</td></tr><tr><td>Jebao Wave Maker RW-4</td><td>Jebao</td><td>N/A</td><td>Hélice (fluxo de 500-4000 L/h) usada na configuração do COFA para gerar uma corrente.</td></tr><tr><td>Aquabee UP 3000</td><td>Aquabee</td><td>UP 3000</td><td>Bomba de aquário para resfriamento do medidor de fluxo de calor.</td></tr><tr><td>Balança Eletrônica de Precisão Adventurer</td><td>OHAUS</td><td>AX5205</td><td>Balança de carga usada para pesar o óleo para os experimentos COFA e no suporte de amostra de cone feito sob medida para a configuração do cone.</td></tr><tr><td>Almofadas de absorção de óleo 3M</td><td>VWR</td><td>MMMAHP156</td><td>Almofadas de absorção hidrofóbicas usadas para coletar resíduos de óleo para determinar a eficiência de queima do fogo.</td></tr><tr>Tecnologia de Teste de <td>Incêndio de Calorímetro de Perda</td><td>de Massa (FTT)</td><td>B11325-650-1-1608</td><td>Um suporte circular feito sob medida foi usado para o teste de petróleo bruto, em vez do suporte de amostra quadrado padrão. Inclui um medidor de fluxo de calor com uma faixa de até 100 kW/m2.</td></tr><tr><td>34972A Aquisição de Dados / Unidade de Comutação do Registrador de Dados</td><td>RS Components Ltd.</td><td>702-7958</td><td>Produzido pela Keysight Technologies. Operado pelo software keysight benchLink data logger 3 e equipado com um multiplexador de 20 canais.</td></tr><tr><td>Multiplexador de 20 canais 34901A da Keysight</td><td>Technologies RS Components Ltd.</td><td>702-7939</td><td>Produzido pela Keysight Technologies.</td></tr><tr><td>Válvula selada com fole</td><td>Swagelok</td><td>SS-1GS6MM</td><td>Válvula de alternância para abrir/fechar a entrada e saída de água do suporte de amostra de cone feito sob medida para a configuração do cone.</td></tr><tr><td>Bomba peristáltica Kronos 50</td><td>SEKO</td><td>KRFM0210M6000</td><td>Bomba peristáltica usada para resfriar o suporte de amostra de cone feito sob medida para a configuração do cone.</td></tr><tr><td>ARCTIC A28 Circulater Refrigerado</td><td>ThermoFisher Scientific</td><td>152-5281</td><td>Reservatório de resfriamento de água usado para resfriar a água de resfriamento que flui através do suporte de amostra de cone feito sob medida para a configuração do cone. Inclui um controlador de circulador de imersão SC 100.</td></tr><tr><td>Console de Instrumentação de Análise de Gás com Inserto de Duto</td><td>Tecnologia de Teste de Incêndio (FTT)</td><td>B11328-650-1-1609</td><td>Analisador de gás para O2, CO2 e CO. Usa uma unidade de comutação de aquisição de dados/registrador de dados 34972A.</td></tr><tr><td>Cerâmica & Tecnologia de teste de incêndio de eletrodo de aço inoxidável de 2,5 mm</td><td>(FTT)</td> <td>M015-4</td><td>Acendedor de faísca do calorímetro de perda de massa. Usado na configuração COFA para medir a temperatura da superfície após a ignição.</td></tr><tr><td>Módulo emissor infravermelho M110/348</td><td>Heraeus</td><td>80046199</td><td>Aquecedores infravermelhos originais nos quais se baseou o novo design com um suporte refrigerado a água para os elementos de aquecimento. Inclui dois emissores de tubo duplo de ondas curtas (09751751). Operado por um controlador de energia tipo CB1x25 P.</td></tr><tr><td>Controlador de Energia Heratron&nbsp;</td>Controlador de potência <td>Heraeus</td><td>80055836</td><td>Tipo CB1x25 P para os aquecedores infravermelhos.</td></tr></tbody></table>

procedimento experimental para estudos laboratoriais de queima in situ: inflamabilidade e eficiência de queima do petróleo bruto

Experimental Procedure for Laboratory Studies of In Situ Burning : Flammability and Burning Efficiency of Crude Oil

É apresentado um novo método para o estudo simultâneo da inflamabilidade e eficiência ardente de fresco e resistida de petróleo através de duas configurações de laboratório experimental. Os experimentos são facilmente reproduzíveis em comparação com experiências em escala operacional (piscina diâmetro ≥2 m), enquanto que ainda com bastante realista em situ queima as condições de óleo cru na água. Condições experimentais incluem uma camada sub fluxo de água que resfria a mancha de óleo e um fluxo de calor externo (até 50 kW/m2) que simula o maior feedback de calor para a superfície do combustível em escala operacional petróleo piscina incêndios. Estas condições permitem um estudo laboratorial controlada da eficiência queima de fogos de piscina de petróleo bruto que são equivalentes às experiências em escala operacional. O método também fornece dados quantitativos sobre os requisitos para a inflamação óleos brutos de petróleo em termos do fluxo de calor crítico, tempo de atraso de ignição em função da inércia térmica, a temperatura da superfície em cima da ignição e o fluxo de calor incidente. Este tipo de dados pode ser usado para determinar a força necessária e a duração de uma fonte de ignição para inflamar um certo tipo de crude fresco ou resistida. A principal limitação do método é que o efeito de resfriamento da água fluindo sub camada sobre o queima de petróleo como uma função do fluxo de calor externo não foi totalmente quantificada. Resultados experimentais mostraram claramente que a camada de sub água fluindo melhorar como representante desta instalação é em situ ardente condições, mas até que ponto esta representação exata é atualmente incerta. O método apresenta, no entanto, o mais realista em situ queimando condições laboratoriais atualmente disponíveis para estudar simultaneamente a inflamabilidade e queima a eficiência do óleo cru na água.

A Figura 5 mostra a curva de evaporação de um petróleo bruto leve que foi evaporado ao longo de vários dias para uma perda de 30% em peso usando o método descrito na etapa 2. A figura mostra claramente que após o primeiro dia (19 h) de intemperismo por evaporação, a taxa de evaporação é significativamente reduzida, o que permite pausas como mencionado no protocolo.
A Figura 6</s...

Aqui, apresentamos um protocolo para estudar simultaneamente a inflamabilidade e a eficiência ardente de fresco e resistida petróleo sob condições que simulam em situ queima as operações no mar.

Procedimento Experimental para Estudos Laboratoriais de Queima In Situ: Inflamabilidade e Eficiência de Queima do Petróleo Bruto

A new method for the simultaneous study of the flammability and burning efficiency of fresh and weathered crude oil through two experimental laboratory ...

O objetivo geral deste procedimento experimental é quantificar e melhorar a compreensão dos requisitos de ignição e a eficiência de queima resultante do petróleo bruto derramado na água para fins de resposta a derramamentos de óleo. Este protocolo pode ajudar a responder a questões-chave para a queima in situ de derramamentos de petróleo bruto, como a força e o tempo de exposição necessários para a fonte de ignição. A principal vantagem desses experimentos de laboratório é que a inflamabilidade e a eficiência de queima dos óleos brutos podem ser estudadas simultaneamente em condições que representam incêndios de petróleo bruto em escala operacional.Comece a preparar amostras de óleo para os experimentos. Use este recipiente de plástico para o processo de intemperismo. Tem furos perfurados em sua tampa.Há também um orifício em seu lado para acomodar um tubo de plástico conectado a um O-ring com orifícios. Configure o recipiente para borbulhar ar através de vários litros de petróleo bruto fresco. Durante o processo de intemperismo, monitore o peso do óleo para saber a perda percentual de peso ao longo do tempo.Pare quando o valor desejado for alcançado, o que pode levar vários dias. A emulsificação do petróleo bruto requer uma mesa vibratória rotativa. Primeiro, agite vigorosamente 900 mililitros da mistura desejada de óleo bruto e água por um a dois minutos.Em seguida, coloque a garrafa na mesa vibratória rotativa para mexer à temperatura ambiente. O Aparelho de Inflamabilidade de Petróleo Bruto ou COFA está sob um exaustor. É uma bacia de água metálica com entrada e drenagem.Para o teste, prepare um cilindro de vidro. Deve ter cinco centímetros de altura e cerca de 16 centímetros de diâmetro. Monte o cilindro em um suporte e coloque o suporte e o cilindro no centro da bacia.Prossiga enchendo a bacia com água doce. Pare quando a água estiver um centímetro abaixo da borda do cilindro de vidro. Monte uma hélice na parede da bacia para ficar de frente para o cilindro de vidro e ajuste sua altura.Defina sua altura e velocidade para que as ondas geradas sejam quase inobserváveis na água dentro do cilindro. Desligue a hélice e prepare o óleo. Despeje o óleo cuidadosamente na superfície da água dentro do cilindro de vidro.Em seguida, adicione água lentamente à bacia e pare quando a superfície da mancha de óleo estiver um a dois milímetros abaixo da borda do cilindro. Ligue a hélice e prepare-se para cronometrar a queima. Use uma tocha manual de butano para acender o petróleo bruto.Registre o tempo desde a ignição até a extinção. Quando o fogo se extinguir, use almofadas de absorção hidrofóbicas para coletar o óleo restante. Sacuda toda a água coletada antes de pesar as almofadas para determinar a eficiência da queima.Tenha uma configuração diferente pronta sob um capô para estudar a inflamabilidade. Use um aquecedor de cone equipado com persianas e um acendedor de faísca. Este aquecedor também possui um suporte de amostra feito sob medida.Este esquema destaca as características quando os dois são colocados juntos. O aquecedor de cone fica 23 milímetros acima de uma mancha de óleo que está em um suporte de metal. As válvulas regulam a água de resfriamento que flui abaixo do óleo.Este esquema fornece uma noção dos elementos além do aquecedor e do suporte de amostra. Existe uma unidade de controle para a temperatura do cone e o acendedor de faísca. O sistema completo de água é revelado, assim como a presença de um analisador de gás que coleta amostras dos gases de escape.Comece aquecendo o cone para que haja um fluxo de calor de três a 50 quilowatts por metro quadrado na superfície do óleo. Além disso, resfrie o reservatório a uma temperatura previamente determinada. Quando tudo estiver pronto, conecte os tubos de água ao porta-amostras e faça com que a água flua pelo sistema.Agite o sample suporte para remover o ar preso. Quando as temperaturas do cone e do porta-amostras se estabilizarem, pare a bomba. Feche as válvulas em ambos os lados do porta-amostras e desconecte os tubos.Leve o porta-amostras para uma balança de carga e tara a balança. Adicione óleo à temperatura ambiente ao porta-amostras equivalente a uma espessura lisa de 10 milímetros. Quando terminar, reconecte o porta-amostras, abra as válvulas e reinicie o fluxo de água.Depois de iniciar a aquisição de dados, coloque cuidadosamente o porta-amostras sob o cone. Prepare dois cronômetros e mova o acendedor de faísca sobre a amostra. Em seguida, abra as persianas do cone e inicie o primeiro cronômetro.Quando o óleo acender, pare o primeiro cronômetro e inicie o segundo, depois mova o dispositivo de ignição para a posição neutra. Aguarde o fogo se extinguir para parar o segundo cronômetro. Feche as persianas e pare a aquisição de dados.Em seguida, pare o fluxo de água no porta-amostras, feche as válvulas e desconecte os tubos. Colocar o porta-amostras numa balança e registar o seu peso com os resíduos de queimadura. Limpe o suporte com um solvente volátil e não polar.Pese-o novamente para determinar o peso do resíduo e, portanto, a eficiência da queima. Volte para o COFA. Coloque um cilindro de vidro em um suporte no centro do aparelho.Em seguida, coloque dois aquecedores infravermelhos refrigerados a água em bases ajustáveis na posição em ambos os lados do cilindro. Posicione-os de um a cinco centímetros da borda externa do cilindro. Encha o Aparelho de Inflamabilidade de Óleo Bruto com água.O nível da água deve estar um centímetro abaixo da borda do cilindro de vidro. Coloque uma hélice voltada para o cilindro na altura previamente determinada. Agora, prepare termopares para o cilindro.Monte três termopares tipo K de um milímetro de espessura em uma estrutura, suspenda esta estrutura sobre o cilindro. Oriente a estrutura de forma que os termopares fiquem ao longo do raio, um a dois milímetros abaixo da borda do cilindro. Adicione água lentamente à bacia e verifique se a água toca cada termopar ao mesmo tempo que testa a sua colocação.Para continuar, drene a água para que seu nível fique novamente um centímetro abaixo da borda do cilindro. Certifique-se de que um acendedor de faísca possa se mover facilmente entre uma posição neutra e o centro do cilindro. Inicie-o na posição neutra.Despeje óleo bruto equivalente a uma mancha de cinco milímetros de espessura na água dentro do cilindro de vidro. Adicione água até que o óleo entre em contato com os termopares. Mova o acendedor de faísca para a posição acima do óleo.Inicie a aquisição de dados e um cronômetro simultaneamente. Ligue o exaustor, a hélice e o acendedor de faíscas. Ligue os aquecedores infravermelhos em sua potência predeterminada.Ao acender o óleo, pare o cronômetro. Desligue a ignição e mova-a para a posição neutra. Pare a aquisição de dados e desligue os aquecedores e a hélice.Em seguida, remova os termopares e apague o fogo usando uma tampa incombustível. Esses dados são para o tempo de atraso de ignição em função do fluxo de calor incidente do cone. Existem dados para petróleo bruto pesado fresco e petróleo bruto pesado que sofreu evaporação.As assíntotas verticais mostram os fluxos críticos de calor. Este gráfico é da taxa de liberação de calor em função do tempo para petróleo bruto leve fresco. Tem um perfil de taxa de liberação de calor regular.Compare isso com os dados de um óleo bruto leve emulsionado que teve uma fervura no final da queima. Observe que as escalas são diferentes. Aqui está a eficiência de queima em função do fluxo de calor incidente para dois tipos de petróleo, petróleo bruto leve fresco e petróleo pesado evaporado.Os dados foram obtidos com a configuração do cone. Os dados da configuração também permitem um gráfico da taxa de queima para os dois tipos de óleo. Este é um exemplo da temperatura da superfície em função do tempo de dois termopares no Aparelho de Inflamabilidade do Petróleo Bruto.O pico indica o momento da ignição. Depois de assistir a este vídeo, você deve ter uma boa compreensão de como estudar a inflamabilidade e a eficiência de queima de óleos brutos em condições que simulam incêndios de petróleo bruto em escala operacional na água. Uma vez dominados, os vários procedimentos experimentais podem ser realizados em 20 a 60 minutos por experimento, se forem realizados corretamente.Ao tentar este procedimento, é importante lembrar que, embora as configurações experimentais sejam projetadas para simular condições em escala operacional, os experimentos ainda são conduzidos em um ambiente de laboratório controlado e, portanto, os resultados devem ser interpretados de acordo. Seguindo este procedimento, outros parâmetros que influenciam o problema, como vento e ondas, podem ser adicionados aos arranjos experimentais para melhorar ainda mais a representatividade desses experimentos em comparação com as operações reais de queima in situ. Não se esqueça de que trabalhar com fogo e petróleo bruto pode ser extremamente perigoso e precauções, como itens de proteção individual, exaustor adequado e proteção de materiais combustíveis, devem sempre ser tomadas durante a execução deste procedimento.

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Procedimento Experimental para Estudos Laboratoriais de Queima In Situ: Inflamabilidade e Eficiência de Queima do Petróleo Bruto (Vídeo) | JoVE Journal

Procedimento Experimental para Estudos Laboratoriais de Queima In Situ: Inflamabilidade e Eficiência de Queima do Petróleo Bruto

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