天然氣和油田混合烴在管道輸送中,通過離心泵增壓;在槽車頂部充裝等都可產生大量靜電,天然氣和油田混合烴均屬易燃易爆物品,靜電過多積累,就會引起事故。通常情況下,靜電是指在一定的容積中或表面上存在的正負電荷的代數和。它和動電荷(電流)的區別是靜電處于相對靜止狀態,可以長時間保持,除非因放電或泄漏而消失。靜電是一個相當古老的課題,人們對于電的認識最初就來自物體的靜帶電。在我們生活中,用塑料梳子梳頭時或脫下合成纖維衣料的衣服時,經常聽到輕微的放電聲,這就是靜電現象。雷電是一種自然界的靜電現象。在石油化工企業生產中的靜電現象也很多,特別是儲存和輸送過程中經常遇到有害的靜電。要知道靜電是如何產生的,就必須要懂得接觸電位差和雙電荷層的定義。
原子核對其周圍的電子有束縛力,而且不同物質束縛電子的能力是不同的。這個束縛能力用逸出功來衡量。兩種物質緊密接觸時,電子從逸出功小的一方向逸出功大的一方轉移,接觸面上出現電位差。這種電位差就叫做接觸電位差。與接觸電位差出現的同時,接觸面上逸出功小的一方失去電子出現正電荷層,逸出功大的一方獲得電子出現負電荷層。這就是雙電荷層。簡單的說就是兩種物質緊密接觸時, 其中一個物體失去電子帶正電,另一個獲得電子帶負電。當緊密接觸的兩種物質分離時即可產生靜電。根據電泳、電毛細和電滲現象的實驗證明,當天然氣、油田混合烴在固體表面上或固體管道內流動時,在固體表面上一個分子直徑大小的范圍內,吸附著一層離子,這就是一個固定的電荷層,不隨液流移動。在固定電荷層中正電層較厚,可達上百個分子直徑或更多,可因液體流動而相對與固體的荷電層滑移,稱之為自由電荷層。天然氣、油田混合烴流動使帶正電的自由電荷層相對帶負電的固定電荷層滑移,這就造成了電荷的聚集,產生高壓靜電。靜電電荷的多少不僅僅決定于靜電的產生, 還決定于靜電的消散。生產中常見的甲烷、乙烯、丙烷、丁烯、丁烷、油田混合烴、穩定輕烴、苯等都容易產生和聚集靜電。天然氣、油田混合烴由于各種機械運動、接觸、分離、沉降、噴射、飛濺等帶電現象按機械運動的形式分:
1、天然氣、油田混合烴流動摩擦帶電:
流體流動摩擦帶電是工業生產中常見的一種靜電帶電型式,尤其在石油企業中更常見。其實質也是接觸與分離的過程。由于天然氣、油田混合烴的運動,便在其中帶有靜電荷。
2、油田混合烴、穩定輕烴噴射帶電:
油田混合烴、穩定輕烴從噴嘴高速噴出后成為霧狀液滴而帶電。當有壓力的油田混合烴、穩定輕烴從噴嘴或管口噴出以后,在出口處呈束狀的液體與空氣的接觸中分裂成許許多多的小液滴,其中比較大的液滴很快地沉降,其他微小的液滴停滯在空氣中形成小液滴云,這個小液滴云是帶有大量電荷的電荷云。
3、 穩定輕烴沖擊,飛濺帶電:
穩定輕烴經過頂部注入儲罐、槽車中裝油,油柱下落后對罐壁或油面發生沖擊,引起飛沫,氣泡和霧滴帶電,穩定輕烴從管道口噴射出后遇到了壁或者板,穩定輕烴向上氣濺,飛散成許多微小的液滴,這些微小的液滴已帶有電荷并在其空間形成了電荷云。
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