【摘要】：我國海運(yùn)中油運(yùn)量的大幅增加和油輪規(guī)模的大幅提升,導(dǎo)致溢油污染事故頻繁地發(fā)生。近海岸環(huán)境極易受到溢油事故的影響,給居民生活和經(jīng)濟(jì)帶來巨大損失。同時,油碼頭是油品進(jìn)出口的必經(jīng)之地,對該區(qū)域進(jìn)行溢油監(jiān)測研究具有重要意義。本論文基于氣相色譜技術(shù)結(jié)合港口碼頭溢油監(jiān)測的特點(diǎn),采用高分子聚合物分離法并選取新型高富集性氣體吸附材料對其進(jìn)行改進(jìn),以提高整個監(jiān)測流程的效率。因此,利用金屬有機(jī)框架材料(MOFs)設(shè)計并制備出可提高溢油檢測效率且具有高氣體富集性吸附材料。高富集性吸附材料對溢油氣體良好的吸附性能使得溢油檢測效率、檢測精度提高;另外通過改進(jìn)油氣分離系統(tǒng)中的吸附材料,選取對溢油氣體吸附能力極強(qiáng)的金屬有機(jī)框架材料來進(jìn)一步提高檢測的精確度和縮短系統(tǒng)檢測周期。主要研究工作具體如下:(1)研究臨港碼頭溢油氣體監(jiān)測中油氣分離系統(tǒng)的發(fā)展,分析目前幾種常用的油氣分離方法和基本原理,并結(jié)合港口碼頭的特點(diǎn)進(jìn)行理論性研究。(2)制備具有多種金屬有機(jī)框架吸附材料,并通過氮吸脫附性能測試針對材料所具有的孔結(jié)構(gòu)與比表面積進(jìn)行優(yōu)選。(3)針對應(yīng)用到臨港碼頭水域溢油檢測的Mg-MOF-74吸附材料的水穩(wěn)定性進(jìn)行優(yōu)化和改性,設(shè)計出應(yīng)用在油氣分離技術(shù)中具有高效、水穩(wěn)定性高,能夠快速、準(zhǔn)確分離出溢油樣中特征氣體的Mg-MOF-74吸附材料,從而提高溢油的檢測效率。制備金屬有機(jī)框架材料Mg-MOF-74、MIL-101(Cr)和MIL-53(Al),通過吸附性能對比,選取比表面積大且性能良好的高富集性吸附材料Mg-MOF-74應(yīng)用到油氣分離技術(shù)中。并結(jié)合Mg-MOF-74水穩(wěn)定性,根據(jù)不同質(zhì)量比的疏水材料氮化硼納米材料對其進(jìn)行疏水改性,經(jīng)過分析,最后得出改性后1wt%h-BN@Mg-MOF-74具有水穩(wěn)定性效果最好且具有極強(qiáng)的水穩(wěn)定性。
【學(xué)位授予單位】：浙江海洋大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：U698.7;X830
【圖文】：

2010年美國 InterOcean 公司[12]研發(fā)一種基于紫外熒光原理為基礎(chǔ)的油膜識別設(shè)備。如圖1-1 所示，該監(jiān)測器體積小且用途廣，利用疝氣作為光源，從而能夠?qū)崟r定點(diǎn)監(jiān)測海面是否出現(xiàn)油膜。其優(yōu)點(diǎn)在于能夠監(jiān)測到微米級油膜，在高度為 1~5 m 范圍內(nèi)進(jìn)行有效地監(jiān)測，并且能夠在較為惡劣的環(huán)境下進(jìn)行工作，如海岸線、港口、碼頭等。該設(shè)備可識別原油、精煉油、汽油等多種油品，是目前研究較為成熟的設(shè)備。另外，日本三菱公司首先將油樣采用活塞泵進(jìn)行油氣分離，經(jīng)過自動進(jìn)樣裝置進(jìn)行進(jìn)樣，再通過氣相色譜分析進(jìn)行 H2、CH4、C2H6、C2H4和 C2H2等氣體的監(jiān)測，本質(zhì)上就是氣相色譜在線監(jiān)測系統(tǒng)[13]。圖 1-1 碼頭溢油監(jiān)測傳感器Fig. 1-1 Oil spill monitoring sensor at wharf1.2.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀我國對海面溢油監(jiān)測研究雖比國外晚，但取得研究成果較為突出。遙感技術(shù)在20 世紀(jì) 70 年代研制出后，我國大量科研人員開始深入研究水面溢油監(jiān)測。1980 年，

第一章 緒論所監(jiān)測到的信息。水上溢油浮標(biāo)監(jiān)測系統(tǒng)實用可信賴、水域監(jiān)測信息反饋，是未來溢油預(yù)警監(jiān)測系統(tǒng)發(fā)展的方監(jiān)測測是在港口碼頭等位置安裝監(jiān)測器進(jìn)行溢油監(jiān)測。由于而推動了該溢油檢測系統(tǒng)的初步開發(fā)。例如，針對性地，以監(jiān)測整個港口的燃料碼頭和燃料補(bǔ)給設(shè)施、海運(yùn)碼頭術(shù)被證明具有顯著地使用價值。圖 1-2 展示了一個 SP一側(cè)裝有傳感器，另一側(cè)裝有第二個傳感器。整個泊位設(shè)都通過射頻遙測把信號傳送到岸上控制系統(tǒng)。其優(yōu)點(diǎn)為頭水域監(jiān)測；但是缺點(diǎn)為監(jiān)測面積小，靈活度低，且儀損壞。

第二章 油氣分離原理及理論分析.1 溢油監(jiān)測分析流程溢油監(jiān)測系統(tǒng)中，油氣分離和氣相色譜法是最為關(guān)鍵的技術(shù)。分離的精確度關(guān)系到整個系統(tǒng)能否高效、快速地完成溢油油氣采集、油氣分離、自動進(jìn)樣、分離、組分檢測等環(huán)節(jié)。氣相色譜溢油監(jiān)測流程如圖 2-1 所見。以油中分離出的氣態(tài)輕烴組分為檢測，與常規(guī)氣相色譜相比，氣相色譜檢測溢油基本原理與其并沒有本質(zhì)差別。只自動脫氣的同時采用了在線自動油氣分離技術(shù)，從而使油中氣體自動分析裝置簡單化。在相關(guān)電路控制作用下，油中分離出的氣體進(jìn)行自動進(jìn)樣，之后進(jìn)入柱并分離，分離出的氣體在氫火焰檢測器中進(jìn)行檢測。氣體電信號經(jīng)過數(shù)據(jù)采置分析和處理，最終確定該分離氣體是否為溢油樣所分離出的氣體，從而判斷發(fā)生溢油事故。

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7 徐文e

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