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加油站地下输油管
发布时间:2022-04-08 15:53:08      来源:欧宝体育app官方网站登录入口 作者:欧宝app官网竞猜    

  朱立宁 博士 氟聚合物中国区开发经理,阿科玛(中国)投资有限公司上海分公司

  朱立宁博士,男, 生于 1976 年 7 月,1998 年取得华东理工大学高分子科学学士学位,2006 年 获美国新泽西理工学院化学工程博士学位,现任阿科玛(ARKEMA)公司氟聚合物部门中国区开 发经理一职,负责 KYNAR?氟聚合物在中国区的市场与应用的开发工作。他在美期间曾经从 事在离子态液体(ionic liquid)中聚合反应以及聚合物表面形态的研究。他曾经先后就职于 ICI 涂料, ARKEMA 公司美国费城技术中心和 ARKEMA 公司日本京都技术中心,从事市场 拓展及技术服务等工作。自 2006 年起,朱博士负责推广 KYNAR? PVDF 在光伏太阳能电池背 板,锂离子电池,水处理膜,新型管道材料,水性氟碳涂料等一系列高端行业内的应用及产业 化,并在国内外期刊及会议上发表了数篇论文。

  Kynar? PVDF 材料性能简介及在油品输送中的应用概览 PVDF, 聚偏二氟乙烯,商品名为 Kynar?, 化学分子式为-[-CH2-CF2-]-, 是 一种高度耐油品的热塑性氟塑料,其优异的性能主要源于其 C-F 键 ------已知化 学键中最强的一种。Kynar? PVDF 是一种优异的阻隔材料,对各种油品有着很 好的阻隔性和耐渗透性,主要基于以下两点原因: 一、 PVDF 含氟量高达 59%,其氟化的主链导致该材料与烷烃类 化合物相排斥。 二、 50-60%的高结晶度一方面大大降低了 Kynar? PVDF 在大部 分有机溶剂中的溶解性,另一方面致密的结晶区排列也起到 了对渗透阻隔的作用。 几十年来,Kynar? PVDF 广泛被化工行业用于要求苛刻的场所 (腐蚀 性,化学攻击),而其它塑料和金属在此类场合则无法胜任。氟塑料本身阻燃 (适用于油品)及抗辐射(在户外不降解)。Kynar? PVDF 在油管上的应用主 要是因为它们对油品和包括醇在内的大多数化学品具有极佳的阻隔性能。新的

  Kynar?PVDF 技术可以把 Kynar 和 HDPE 紧密的粘结起来以制造出多层的管 子,使之可以融合 Kynar 卓越的耐化学性和 HDPE 优异的物理性能。 目前,Kynar? PVDF 在国外已有的输油管道方面的应用主要包括: 一、 Kynar? PVDF 用于钻井平台输油提升软管:PVDF 与原油接 触,寿命可达 20 年以上,长期耐温高达 100°C,抗烷烃类化 合物,硫化氢(酸性)和溶解的二氧化碳。 Kynar? PVDF 用于汽车油箱内的软管:Kynar 层夹在两层尼 龙层中,与汽油接触寿命大于 10 年,是汽车城底特律最多使 用的油管结构之一 Kynar? PVDF 用于加油站环保管:Kynar 和聚烯烃组成的多 层软管寿命可大于 20 年,Kynar PVDF 的阻隔层具有很低的 2 渗透速率(1 克/米 /天)。

  Kynar? PVDF 加油站环保管以及在新油品中的应用 一个现代的加油站一般装备有 150~750 米长的高科技地下输油管。虽然 消费者在加油时看不到这些管道,但这些地下管道系统已成为加油站的一个关 键的组成部分,并一直在快速的发展以满足更加严格的性能要求,诸如 ——油品的低渗透 ——与现在及未来燃油及其添加剂的相容性 ——可控的双层结构以检测渗漏 ——尺寸稳定性 ——30 年的寿命 西方国家的大多数加油站采用的是玻纤增强的复合材料或多层的塑料管 道。(见图一)金属管道已基本被取代,除了一小部分加油站还在使用塑料/金 属的复合管道。地下管道在欧美已被一些标准进行规范化,比如在美国由 Underwriters Lab (Northbrook, 1L) 认 证 的 UL971 ( ) , 在 欧 洲 EN14125 或KIWA。这些标准既增加了管道运作的安全性,又鼓励使用更加环 保的技术。一个包括管道生产厂家、石油公司、保险公司、立法者和材料供应 商的委员会目前正在筹备一部新版的UL标准,这个委员会在引入新品种的燃油 方面花了很大精力。如今,生物柴油和乙醇汽油在美国的市场正迅速扩张。因 此,新标准力图在最大可能下保证未来的管道设计与新的油品(例如:生物柴 油、富含醇的汽油)相容。这部标准还致力于使用更优质的管道和更准确的控

  制方法来降低油品通过管壁的渗漏。一个典型的美国加油站一般有 500 英尺 (152m)长的 2 英寸外径(5.1cm)的管道。允许的油品最大渗透为 18 克/天。 目前的商用管道性能相当不错,大多数加油站每天的渗透在 5 克以下。

  柔性或是半柔性的管道占去了大部分市场份额,这是因为它们安装简易 以及不断提高的性能。这种技术基于热塑性树脂,因而不会腐蚀。它很快取代 了金属管道并占去了硬管的部分市场。自从这些软管进入市场,这些管道技术 日益发展,并开始使用一些更好油品相容性和更好阻隔性的高端塑料材料。管 道材料由聚酰胺、低密度聚乙烯(LDPE)、更新到高端的氟塑料和高密度的聚 乙烯(HDPE)。将来,更多的新油品会被引入以补充日益稀缺和昂贵的无铅 汽油。这些替换油品对环境也更友好,因为它们部分来源于可更新的资源,比 如在 2006 年,在北美有大约 1000 家加油站开始供应 E85 汽油。E85 汽油是一 种新混合燃油,含 85%的乙醇和 15%的无铅汽油。石油公司注意到,乙醇是一 种攻击性、腐蚀性很强的油品。而与其他材料相比,Kynar? PVDF 的多层油管 对醇类明显具有更好的耐阻隔性。(见图二)

  位于 Smithfield N.C.的 OPW 公司一直是使用新塑料技术并引入柔性管道 的先驱之一。他们最近新推出的管子,以其更出众的抗油品性能和环境友好 性,证明了他们转为使用高性能氟塑料是行之有效的。借助采用 Kynar?PVDF 这样的高性能材料和配有渗透检测系统的双层管壁管道系统,GeoFlex Plus?技 术的设计既可用于目前的汽油,又可用于攻击性更强的油品,比如 E85 和生物 柴油。GeoFlex Plus?的管道系统被设计成一个同轴系统,分为主管和副管。 ——GeoFlex Plus?主管是一个多层结构,对油品的阻隔性和抗腐蚀性源 于 Kynar?PVDF 优异的抗化学性和低渗透性。 ——GeoFlex Plus?副管由柔性规格的 Kynar?PVDF 制成。 副管确保了任何来源于主管的渗漏能被阻止在高性能的副管内,出现在 主副管之间的油品由一个渗漏检测系统时刻监测,以便在异常情况下可警示加 油站的操作者。

  Kynar? PVDF 多层油管与金属管的比较 表一列出了 Kynar? PVDF 多层输油管与金属管比较的优势及对应用带 来的好处。

  表一 Kynar? PVDF 多层输油管与金属管比较的优点 优点 耐腐蚀 不会有金属屑进入油品 无需减震装置 不会造成碰撞后弯曲变形 接头少,安装方便,无需库存接头等 部件 静摩擦系数低(0.15-0.20) 应用上的好处 使用寿命长 油品清洁 连接处不会泄漏 连接安全方便 软管长度可调,节省时间, 减少配件用量与配件库存 减少腐蚀损耗

  小结 Kynar? PVDF 的多层管道提供了优异的机械性能,耐化学性能和对各种油品的 阻隔性能,非常适合于用于地下输油软管,在国内外已有二十多年的应用史。 随着人们加快对新燃料的开发和使用,如含醇汽油,生物柴油等,对管道材料 提出了更高的防腐和耐渗透的要求。Kynar? PVDF 出色的材料性能为满足以上 这些要求提供了一个良好的平台。具体材料技术性能和应用请垂询 ARKEMA 公司。


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