Анализ взаимосвязи свойств н-алканов и a-олефинов нормального строения Текст научной статьи по специальности «Химические науки»

ПОЖАРОВЗРЫВООПАСНОСТЬ ВЕЩЕСТВ И МАТЕРИАЛОВ

И. А. Агафонов

канд. хим. наук, доцент Самарского государственного технического университета, г. Самара, Россия

И. К. Гаркушин

д-р хим. наук, профессор, заведующий кафедрой Самарского государственного технического университета, г. Самара, Россия

Н. М. Барбин

д-р техн. наук, старший научный сотрудник, заведующий кафедрой Уральского института ГПС МЧС России, г. Екатеринбург, Россия

А. В. Баканов

аспирант Самарского государственного технического университета, г. Самара, Россия

УДК 541.1

АНАЛИЗ ВЗАИМОСВЯЗИ СВОЙСТВ

н-АЛКАНОВ И а-ОЛЕФИНОВ НОРМАЛЬНОГО СТРОЕНИЯ

Проанализирована взаимосвязь некоторых пожароопасных свойств а-олефинов нормального строения и н-алка-нов. Выведены формулы, описывающие зависимости между свойствами этих углеводородов. При помощи найденных уравнений определены значения рассмотренныхсвойств высокомолекулярных а-олефинов. Приведены результаты расчетов по предложенным формулам. Ключевые слова: пожароопасные свойства, алканы, олефины.

Авторами проведен анализ закономерностей, связывающих свойства предельных углеводородов нормального строения и а-олефинов. Исследование базировалось на методе М. X. Карапетьян-ца. В основе его лежит приближенное соотношение О2 = АО1 + В1, полученное при сопоставлении значений какого-либо свойства О в двух рядах сходных веществ. Причем анализ проводится не только в обычных, но и в функциональных шкалах, а в качестве О может быть взято как свойство, так и комплекс свойств [1]. Этот подход был реализован в настоящей работе.

Нормальные алканы являются, пожалуй, наиболее изученными веществами, образующими гомологический ряд. Следовательно, сведения о свойствах этих веществ могут быть использованы при поиске свойств углеводородов, принадлежащих другим гомологическим рядам. С одной стороны, актуальность подобных исследований обусловлена поиском веществ, которые могли бы выступать в качестве рабочих тел тепловых аккумуляторов, а с другой — большой интерес представляет прогнозирование показателей пожарной опасности. Исходные данные для исследования взяты из работ [2, 3].

В результате анализа температур плавления хпл н-алканов и а-олефинов найдена линейная зависимость, описываемая уравнением

Результаты расчета температур вспышки

Число угле- Температура вспышки, °С Погрешность

олефина

родных атомов н-алкана экспериментальная расчетная °С %

7 -4,0 -4,0 -1,51 -2,49 62,34

8 14,0 21,0 16,09 4,91 23,40

10 47,0 48,0 48,34 -0,34 -0,70

12 77,0 75,0 77,66 -2,66 -3,54

13 90,0 84,0 90,36 -6,36 -7,57

14 103,0 110,0 103,07 6,93 6,30

15 115,0 - 114,79 - -

16 128,0 - 127,50 - -

17 137,0 - 136,30 - -

18 147,0 - 146,07 - -

х пл. олеф = -24,62 + 1,1329 X „ (г2 = 0,9883), (1)

где г — коэффициент корреляции.

Температура кипения а-олефинов хкип. олеф с приемлемой точностью (не более 2-5 °С, за исключением 1-октена, для которого погрешность расчета составляет 8 °С) может быть определена по уравне-

© Агафонов И. А., Гаркушин И. К., Барбин Н. М., Баканов А. В., 2010

0869-7493 ПОЖАРОВЗРЫВОБЕЗОПАСНаСТЬ 2010 ТОМ 19

21

ПОЖАРОВЗРЫВООПАСНОСТЬ ВЕЩЕСТВ И МАТЕРИАЛОВ

нию (2) через температуру кипения соответствующего алкана:

г кип. олеф = -8,06 + 1,021 г кип. алк Г = 0,9989). (2)

Между теплотами сгорания Нсг н-алканов и 1-алкенов также существует линейная зависимость. Относительная ошибка расчета по уравнению (3) не превышает 5 %:

Нсг. олеф = 285,94 + 1,022 Налк (г2 = 0,9990). (3)

Взаимосвязь температур вспышки гвсп предельных углеводородов и олефинов с удовлетворительной точностью может быть описано формулой

г всп. олеф = 2,4 + 0,977 г всп. алк Г = 0,9860). (4)

Результаты расчета по уравнению (4) в сравнении с экспериментальными данными [3] приведены в таблице.

Выводы

Определена взаимосвязь физико-химических свойств и показателей пожарной опасности н-алка-нов и а-олефинов. Предложены линейные уравнения для прогнозирования температур плавления, кипения, вспышки и теплот сгорания а-олефинов нормального строения.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Карапетьянц М. X. Методы сравнительного расчета физико-химических свойств. — М. : Наука, 1965.

2. Татевский В. М. Физико-химические свойства углеводородов. — М.: Гостоптехиздат, 1960.

3. Пожаровзрывоопасность веществ и материалов и средства их тушения : справочник / Под ред. А. Н. Баратова и А. Я. Корольченко. — М. : Химия, 1990. — Кн. 1, 2.

Материал поступил в редакцию 9 апреля 2010 г. Электронный адрес авторов: [email protected].

Издательство «П0ЖНАУКА»

Представляет новую книгу

А. А. Антоненко, Т. А. Буцынская, А. Н. Членов. ОСНОВЫ ЭКСПЛУАТАЦИИ СИСТЕМ КОМПЛЕКСНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ ОБЪЕКТОВ: учебно-справочное пособие / Под общ. ред. д-ра техн. наук А. Н. Членова. -

М.: 000 "Издательство "Пожнаука", 2010. - 210 с.

В учебно-справочном пособии изложены основы современного подхода к проблеме комплексного обеспечения безопасности объектов хозяйствования с помощью технических средств и систем; приведены сведения о технической эксплуатации комплексных систем безопасности, а также справочно-методическая информация для решения практических задач по эксплуатации. Дано основное содержание эксклюзивной разработки — ГОСТ Р 53704-2009 "Системы безопасности комплексные и интегрированные", входящего в отраслевой комплект нормативно-технической документации по данной проблеме.

Книга предназначена для практических работников в области систем безопасности и может быть использована как учебное пособие для подготовки и повышения квалификации специалистов соответствующего профиля.

121352, г. Москва, ул. Давыдковская, д. 12, стр. 7; тел./факс: (495) 228-09-03; e-mail: [email protected]

22

ISSN 0869-7493 ПОЖАРОВЗРЫВОБЕЗОПАСНаСТЬ 2010 ТОМ 19 №5