Ryzyko poważnych awarii rurociągów przesyłowych ... - MANHAZ

Parowanie
W naturalnych warunkach parowanie jest po prostu początkiem procesu destylacji frakcyjnej.
Parowanie i pionowa dyspersja powodowane przez turbulencje są dwoma głównymi
procesami, które usuwają rozlaną ropę z pływającego rozlewiska. Z tych dwóch, parowanie
ogólnie odgrywa ważniejszą rolę podczas wczesnej fazy powstawania rozlewiska.
Zauważono, że lekka ropa naftowa może stracić do 75% swojej początkowej objętości przez
kilka pierwszych dni trwania rozlewiska; ropa średniej masy może stracić do 40%, podczas
gdy ciężka ropa, lub oleje asfaltowe mogą stracić ok. 10% swej początkowej prędkości.
Uważa się, że parowanie rozlanej ropy jest procesem konwekcji, którego wielkość zależy od
(1) współczynnika transferu masy, określonego głównie przez prędkość wiatru i dyfuzyjność
ropy (liczba Schmidta dla ropy) i (2) ciśnienie par ropy. Z perspektywy tradycyjnego
modelowania, strumień parowania (masa/ jednostka czasu/ obszar rozlewiska) jest prostym
iloczynem współczynnika strumień masy i ciśnienia pary. Jest to powszechne podejście do
obliczania parowania z rozlewisk jednoskładnikowych chemikaliów. W przypadku parowania
z rozlewisk ropy naftowej problem jest bardziej złożony - jakie ciśnienie powinno być użyte
w tym iloczynie skoro skład ropy wciąż się zmienia podczas procesu parowania. (Należy
zauważyć, że zmiana liczby Schmidta dla ropy i z jej wynikającego współczynnika transferu,
była ogólnie uznana jako mniej ważna niż zmiana ciśnienia pary).
Istnieją dwa powszechne podejścia do obliczania ciśnienia pary wieloskładnikowych
mieszanin, których skład zmienia się wraz z czasem. Pierwsze, to tzw. metoda „ekspozycji
parowania” Stivera i Mackaya [12], która jest oparta na oszacowaniach przy użyciu równania
Clausiusa – Clapeyrona i zasady Trouton’a. To podejście wymaga, znajomości początkowej
temperatury wrzenia dla ropy i jej późniejszej liniowej zmiany z uwzględnieniem frakcji
wyparowanej ropy. Drugie podejście, zwane metodą „pseudoskładników” wyznacza ciśnienie
pary ropy jako sumę ciśnień cząstkowych (prawo Daltona). Przyjmuje się przy tym, że każdy
peudoskładnik podlega prawu Raoult’a, wyrażającym cząstkowe ciśnienie par
pseudoskładnika w proporcji do jego udziału molowego w rozlewisku ropy.
Jednakże dla celów praktycznych i modelowania należy zaznaczyć, że w tej chwili istnieją
znaczne wątpliwości na temat zdolności wielu rodzajów olejów do dostarczenia cząsteczek
par na powierzchnię wystarczająco szybko aby uzyskać koncentracje nasycenia w na granicy
ropa – powietrze. To zjawisko mogłoby być szczególnie ważne dla ciężkich olejów, lub dla
163