Давление насыщенного пара растворов н-бутанол - алифатические кетоны Текст научной статьи по специальности «Физика»

ДАВЛЕНИЕ НАСЫЩЕННОГО ПАРА РАСТВОРОВ Н-БУТАНОЛ -

АЛИФАТИЧЕСКИЕ КЕТОНЫ

Ю.К. Сунцов, профессор, д.х.н., профессор А.М. Чуйков, начальник кафедры, к.т.н.

Воронежский институт ГПС МЧС России, г. Воронеж М.В. Власов, ведущий инженер, к.х.н.

ООО «ЦентрЭлектроМонтаж», г. Воронеж

Для обеспечения пожарной и взрывобезопасности процессов производства, хранения и транспортирования веществ необходимы данные о показателях пожаровзрывоопасности веществ [1]. К числу важнейших показателей относятся температуры вспышки и воспламенения огнеопасных жидкостей, которые можно рассчитать, если известна зависимость давления насыщенного пара (Р) от температуры (Т) кипения растворов [2]. При промышленном получении растворителей в лакокрасочной промышленности, в производстве смол и пластификаторов, синтезе многих органических соединений часто встречаются растворы образованные н-бутанолом и алифатическими кетонами [3]. Литературные данные о свойствах этих растворов носят фрагментарный характер. Для характеристики пожаровзрывоопасности растворов, образованные н-бутанолом и алифатическими кетонами, необходимы данные о температуре вспышки и воспламенения горючих жидкостей. Нами исследовано давление насыщенного пара растворов бинарных систем, образованных общим растворителем - н-бутанолом (1) и: диметилкетоном (2), метилэтилкетоном (3), метилпропилкетоном (4). Исходные смеси готовились из реактивов марки «ХЧ» и «ОС.Ч», обезвоженных по методикам [4] и ректифицированных (без доступа воздуха) на лабораторной ректификационной колонне ОВ-503/1. Константы очищенных веществ удовлетворительно совпадали с литературными данными [5]. Температуры кипения растворов (Т) измерялись эбулиометрическим методом при пониженных давлениях (Р) платиновым термометром сопротивления с точностью П0.05 К. Давление насыщенного пара растворов (Р) измерялось ртутным манометром, с использованием катетометра В-630, с точностью П6.66 Па. Постоянство давления в эбулиометре поддерживалось изодромным регулятором с отрицательной обратной связью с точностью 6.66 Па [6]. На основе опытных Р=Д(Т) данных зависимости давления насыщенного пара от температуры кипения растворов построены изотермы давления Р=А(х) насыщенного пара растворов систем. Вид изотерм свидетельствует о зеотропности растворов систем и положительных отклонениях от закона Рауля (рис. 1). Температуры кипения растворов систем возрастают с увеличением молекулярной массы алифатического кетона в гомологическом ряду. Полученные Р=/(х) изотермы послужили основой для расчетов равновесных составов паровых фаз систем. Составы паровых фаз систем рассчитывались

численным интегрированием на ЭВМ уравнения Дюгема - Маргулиса методом Рунге-Кутта четвертого порядка, которое при Т=сот1 и условии идеальности паровой фазы приобретает вид (1) [6]:

¿У = У(1 - У)ф/(У - х)р, (1)

где: .х, у - мольные доли н-бутанола в жидкости и паре. Результаты расчетов показывают, что паровая фаза систем обогащена молекулами алифатического кетона. Увеличение молекулярной массы кетона связано с возрастанием концентрация н-бутанола в равновесной паровой фазе систем.

Рис. 1. Изотермы давления насыщенного пара растворов систем, Т= 328 К: 1- н-бутанол -

диметилкетон; 2- н-бутанол - метилэтилкетон; 3- н-бутанол - метилпропилкетон.

Полученные данные могут быть использованы для расчетов значений температур вспышки, воспламенения и температурного предела распространения пламени горючих растворов образованных н-бутанолом и алифатическими кетонами [7]. Значение этих параметров для растворов н-бутанол - алифатические кетоны могут быть использованы при определении группы горючести вещества, оценке пожарной опасности оборудования и технологических процессов, связанных с переработкой горючих веществ, при разработке мероприятий по обеспечению пожарной безопасности в соответствии с требованиями ГОСТ 12.1.004 и ГОСТ 12.1.010.

Список использованной литературы

1. ГОСТ 12.1.004-91. Пожарная безопасность. Общие требования (взамен ГОСТ 12.1.004-85).

2. ГОСТ 12.1.044-89. Пожаровзрывоопасность веществ и материалов. Издание (апрель 2006 г.) с Изм. № 1, принятым в апреле 2000 г. (ИУС 7-2000)

3. Лебедев Н.Н. Химия и технология основного и нефтехимического синтеза. Изд. 2-е. М.: Химия, 1975. - 532 с.

4. Органикум. Практикум по органической химии. - М.: Мир, 1979, Ч. 1,

5. National Institute of Standards and Technology (NIST). Search for Species Data by Chemical Formula. http://webbook.nist.gov/chemistry/form-ser.html

6. Сунцов Ю.К. // Журн. физ. химии. - 2008. - Т. 82. - №4.- С. 625-630.

7. Корольченко А.Я., Корольченко Д.А. Пожаровзрывоопасность веществ и материалов и средства их тушения. Справочник: в 2-х ч. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Асс. «Пожнаука», 2004. - Ч. I. - 713 с.

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОЙ СКАНИРУЮЩЕЙ КАЛОРИМЕТРИИ ДЛЯ ПРОГНОЗА СКЛОННОСТИ ТВЕРДЫХ МАТЕРИАЛОВ К ТЕПЛОВОМУ САМОВОЗГОРАНИЮ

Д.Г. Трегубов, доцент, к.т.н.

Д.С. Оржиховский, курсант А.А. Титерук, курсант Национальный университет гражданской защиты Украины,

г. Харьков

С самовозгоранием сталкиваются в разных областях народного хозяйства. Это обуславливает необходимость беспрерывного контроля температур для сберегаемых веществ и строгого соблюдения противопожарных норм для предупреждения возникновения пожаров.

Измерение склонности веществ к тепловому самовозгоранию по современной методике проводят в ячейках разного объема при термостатировании образцов при разных температурах до момента самовозгорания, но не больше определенного времени выдержки [1]. По результатам серии последовательных опытов определяют константы для зависимости температуры среды и времени индукции до возникновения самовозгорания от величины исследуемых объемов. Но этим методом не измеряют тепловые эффекты самонагревания.

Калориметрические и термогравиметрические испытания являются важной составляющей определения пожароопасных свойств материалов -определение склонности материалов к самовозгоранию, степени их огнестойкости, параметров зажигания ТГМ. Все эти испытания реализуются на разных приборах. Но уместно было бы проводить разные испытания в одинаковых условиях на одном приборе.

На практике возникает необходимость исследования навесок материала с крупнозернистой фракцией, что приближает свойства исследуемой пробы к исходному материалу. Вдобавок, для более быстрого корректирования тепловых процессов, которые могут возникать в пробе, желательно вводить энергию сразу в пробу, а не через стенку камеры.