Calculul limitelor de concentrație de propagare a flăcării. Conceptul LCPR, WCPR și PDWC, valorile lor numerice pentru vaporii de ulei Unități de măsură ale LCPR

TERMENI ȘI CONCEPTE DE BAZĂ.

MPC (concentrația maximă admisă) de substanțe nocive în aerul zonei de lucru sunt concentrații care, în timpul lucrului zilnic în decurs de 8 ore pe tot timpul de lucru, nu pot provoca boli sau anomalii de sănătate la lucrător, detectate prin metodele moderne de cercetare direct în proces de muncă sau perioade mai îndepărtate. Și, de asemenea, MPC-ul substanțelor nocive nu ar trebui să afecteze negativ starea de sănătate a generațiilor ulterioare. Măsurat în mg/cu.m.

MPC al unor substanțe (în mg/m3):

Hidrocarburi petroliere, kerosen, motorină - 300

Benzină - 100

Metan - 300

Alcool etilic - 1000

Alcool metilic - 5

Monoxid de carbon - 20

Amoniac (amoniac) - 20

Hidrogen sulfurat pur - 10

Hidrogen sulfurat amestecat cu hidrocarburi uleioase - 3

Mercur - 0,01

Benzen - 5

NKPR este limita inferioară de concentrație a propagării flăcării. Aceasta este cea mai scăzută concentrație de gaze și vapori combustibili la care este deja posibilă o explozie atunci când este expus la un impuls de aprindere. Măsurată în %V.

LEL al unor substanțe (în % V):

Metan - 5,28

Hidrocarburi petroliere - 1.2

Benzină - 0,7

Kerosen - 1,4

Hidrogen sulfurat - 4.3

Monoxid de carbon - 12,5

Mercur - 2,5

Amoniac - 15,5

Alcool metilic - 6,7

VCPR – limita superioară a concentrației de propagare a flăcării. Aceasta este cea mai mare concentrație de gaze și vapori combustibili la care este încă posibilă o explozie atunci când este expus la un impuls de aprindere. Măsurată în %V.

VKPR a unor substanțe (în % V):

Metan - 15,4

Hidrocarburi petroliere - 15.4

Benzină - 5,16

Kerosen - 7,5

Hidrogen sulfurat - 45,5

Monoxid de carbon - 74

Mercur - 80

amoniac - 28

Alcool metilic - 34,7

DVK - concentrația pre-explozivă, este definită ca 20% din LEL. (nu este posibilă nicio explozie în acest moment)

PDVK - limitarea concentrației explozive, este definită ca 5% din LEL. (nu este posibilă nicio explozie în acest moment)

Densitatea relativă în aer (d) arată de câte ori vaporii unei anumite substanțe sunt mai grei sau mai ușori decât vaporii de aer în condiții normale. Valoarea este relativă - nu există unități de măsură.

Densitatea relativă în aer a unor substanțe:

Metan - 0,554

Hidrocarburi petroliere - 2.5

Benzină - 3,27

Kerosen - 4,2

Hidrogen sulfurat - 1,19

Monoxid de carbon - 0,97

Amoniac - 0,59

Alcool metilic - 1,11

Gaze locuri periculoase - astfel de locuri în aerul cărora există sau pot apărea brusc toxice și vapori în concentrații care depășesc MPC.

Locurile periculoase ale gazelor sunt împărțite în trei grupuri principale.

eugrup – locurile în care conținutul de oxigen este sub 18% V, iar conținutul de gaze și vapori toxici este mai mare de 2% V. În acest caz, lucrările se efectuează numai de salvatori de gaze, în aparate izolante sau sub supravegherea acestora conform unor condiții speciale. documente.

IIgrup– locuri în care conținutul de oxigen este mai mic de 18-20%V și pot fi detectate concentrații preexplozive de gaze și vapori. În acest caz, lucrările se desfășoară conform autorizațiilor de muncă, cu excepția formării scânteilor, în echipamente de protecție adecvate, sub supravegherea salvarii gazelor și supravegherea incendiilor. Înainte de efectuarea lucrărilor, se efectuează o analiză a mediului gaz-aer (GVS).

IIIgrup- locuri în care conținutul de oxigen este de la 19% V, iar concentrația de vapori și gaze nocive poate depăși MPC. În acest caz, se lucrează cu măști de gaz, sau fără ele, dar măștile de gaze trebuie să fie în stare bună la locul de muncă. În locurile acestui grup este necesar să se analizeze alimentarea cu apă caldă conform orarului și hărții de selecție.

Muncă periculoasă pentru gaz - toate acele locuri de muncă care sunt efectuate într-un mediu gazat sau lucrări în care gazul poate scăpa din conductele de gaz, fitinguri, unități și alte echipamente. De asemenea, lucrările periculoase din cauza gazelor includ lucrările efectuate într-un spațiu închis cu un conținut de oxigen în aer mai mic de 20% V. Atunci când se efectuează lucrări periculoase cu gaz, este interzisă utilizarea flăcării deschise, de asemenea, este necesar să se excludă scânteile.

Exemple de lucrări periculoase cu gaze:

Lucrari legate de inspectie, curatare, reparare, depresurizare echipamente tehnologice, comunicatii;

La îndepărtarea blocajelor, instalarea și scoaterea dopurilor de pe conductele de gaze existente, precum și deconectarea unităților, echipamentelor și unităților individuale de la conductele de gaze;

Repararea și inspecția puțurilor, pomparea apei și a condensului din conductele de gaz și colectoarele de condens;

Pregatirea pentru examinarea tehnica a rezervoarelor si buteliilor GPL si implementarea acesteia;

Excavarea solului în locurile cu scurgeri de gaz până la eliminarea acestora.

Munca la cald - operațiuni de producție asociate cu utilizarea focului deschis, scântei și încălzire la temperaturi care pot provoca aprinderea materialelor și structurilor.

Exemple de lucru fierbinte:

Sudură electrică, sudare cu gaz;

Tăiere electrică, tăiere cu gaz;

Aplicarea tehnologiilor explozive;

Lucrari de lipit;

Curăţenie educaţională;

Prelucrarea metalelor cu degajare de scântei;

Încălzirea bitumului, smoală.

Pentru toate substanțele nocive cunoscute în prezent, se stabilește concentrația maximă la care nu există niciun efect dăunător asupra corpului uman (GOST 12.1.005-88), această concentrație se numește concentrația maximă admisă (MAC).

MPC- aceasta este concentrarea care, în timpul lucrului zilnic (cu excepția weekend-ului) timp de 8 ore sau pentru o altă durată, dar nu mai mult de 40 de ore pe săptămână, pe toată durata experienței de muncă, nu poate provoca boli sau abateri ale stării de sănătate detectate de modernul metode de cercetare în procesul muncii sau în perioadele îndepărtate ale vieții generațiilor prezente și următoare.

MPC este de mare importanță pentru prevenirea otrăvirii și a bolilor. Cu cât este mai mic CPM, cu atât trebuie impuse cerințe mai serioase pentru măsurile de protecție a lucrătorilor.

În funcție de valorile MPC și de o serie de alți indicatori, se determină gradul de expunere la substanțe nocive asupra corpului uman.

Gazele combustibile și vaporii lichidelor inflamabile sunt capabile să formeze amestecuri explozive într-un amestec cu oxigenul atmosferic.

Se numește cea mai mică concentrație de vapori și gaze combustibile la care este deja posibilă o explozie limita inferioară de concentrație a propagării flăcării NKPR(LEC este conținutul minim de combustibil din amestecul „substanță combustibilă – mediu oxidant”, la care propagarea flăcării prin amestec este posibilă la orice distanță de sursa de aprindere).

Se numește cea mai mare concentrație de vapori și gaze combustibile la care este încă posibilă o explozie limita superioară a concentrației de propagare a flăcării VKPR(VKPR este conținutul maxim de combustibil din amestecul „substanță combustibilă – mediu oxidant”, la care propagarea flăcării prin amestec este posibilă la orice distanță de sursa de aprindere).

Concentrația de la LEL la VKPR se numește interval exploziv. La o concentrație sub LEL sau peste LEL nu are loc o explozie, în primul caz din cauza conținutului scăzut de vapori sau gaze, în al doilea - din cauza conținutului insuficient de oxigen.

Fiecare substanță are propriile valori LEL și VKPR, adică fiecare substanță are propria sa gamă explozivă.

Uleiul este o substanță complexă (multicomponentă), iar compoziția diferitelor uleiuri diferă una de cealaltă, prin urmare, intervalul de explozibilitate pentru diferite uleiuri este diferit, așa cum evidențiază datele din tabelul 3, care indică LEL pentru diferite uleiuri. Prin urmare, pentru a nu se introduce confuzie în această chestiune, a fost adoptat un singur interval exploziv (mediu) pentru toate uleiurile (vezi Tabelul 4).

Pentru a asigura siguranța la explozie și la incendiu, pentru toate substanțele este stabilită concentrația maximă admisă antiexplozivă de PDVK, aceasta fiind de 5% din valoarea limitei inferioare de concentrație de propagare a flăcării. PEEP are o mare importanță în evaluarea gradului de risc în efectuarea diferitelor tipuri de lucrări asociate cu degajarea de vapori și gaze combustibile.

2.1 Gaze naturale - produs extras din intestinele pământului, constă din metan (96 - 99%), hidrocarburi (etan, butan, propan etc.), azot, oxigen, dioxid de carbon, vapori de apă, heliu. IvTETS-3 primește gaz natural drept combustibil printr-o conductă de gaz de la Tyumen.

Greutatea specifică a gazelor naturale este de 0,76 kg / m 3, căldura specifică de ardere este de 8000 - 10000 kcal / m 3 (32 - 41 MJ / m 3), temperatura de ardere este de 2080 ° C, temperatura de aprindere este de 750 ° C.

Gazele naturale combustibile, conform caracteristicilor toxicologice, aparțin substanțelor din clasa a 4-a de pericol („periculoase reduse”) în conformitate cu GOST 12.1.044-84.

2.2 Concentrația maximă admisă (MAC) de hidrocarburi de gaze naturale în aerul zonei de lucru este de 300 mg/m 3 în ceea ce privește carbonul, concentrația maximă admisă de hidrogen sulfurat în aerul zonei de lucru este de 10 mg/m 3 , hidrogen sulfurat amestecat cu hidrocarburi C 1 - C 5 - 3 mg / m 3.

2.3 Reglementările de siguranță pentru funcționarea instalațiilor de gaze determină următoarele proprietăți periculoase ale combustibilului gazos:

a/ lipsa de miros si culoare

b/ capacitatea gazului de a forma cu aerul amestecuri inflamabile și explozive

c/ capacitatea de asfixiere a gazului.

2.4 Concentrația permisă de gaz în aerul zonei de lucru, în conducta de gaz atunci când se efectuează lucrări periculoase cu gaz - nu mai mult de 20% din limita inferioară a concentrației de propagare a flăcării (LCPR):

3 Reguli de prelevare a probelor de gaz pentru analiză

3.1 Fumatul și utilizarea flăcărilor deschise în locuri periculoase pentru gaz, la verificarea contaminării cu gaze a spațiilor industriale, este strict interzisă.

3.2 Încălțămintea lucrătorilor care măsoară contaminarea cu gaz și se află în locuri periculoase cu gaze nu trebuie să aibă potcoave și cuie metalice.

3.3 Când efectuați lucrări periculoase cu gaz, utilizați lămpi portabile rezistente la explozie cu o tensiune de 12 volți

3.4 Înainte de efectuarea analizei este necesară inspectarea analizorului de gaz. Nu este permisă utilizarea instrumentelor de măsură cu o perioadă de verificare expirată sau deteriorate.

3.5 Înainte de a intra în camera de fracturare hidraulică, este necesar: să vă asigurați că lampa de semnalizare de urgență „GAZ” de la intrarea în camera de fracturare hidraulică nu este aprinsă. Lampa de semnalizare se aprinde atunci când concentrația de metan în aerul camerelor de fracturare hidraulică atinge 20% sau mai mult din limita inferioară a concentrației de propagare a flăcării, adică. vol. egal sau mai mare. unu%.

3.6 Prelevarea de probe de gaze în incintă (în GRP) este efectuată de un analizor de gaz portabil din zona superioară a incintei în zonele cele mai slab ventilate, deoarece gazul natural este mai ușor decât aerul.

Acțiunile în cazul contaminării cu gaze sunt specificate la punctul 6.

3.7 Când prelevați probe de aer din puț, abordați-l dinspre vânt, asigurându-vă că nu există miros de gaz în apropiere. O parte a capacului puțului trebuie ridicată cu un cârlig special cu 5 - 8 cm, o garnitură de lemn trebuie plasată sub capac pentru timpul prelevării. Eșantionarea se efectuează folosind un furtun coborât la o adâncime de 20 - 30 cm și conectat la un analizor portabil de gaz sau la o pipetă de gaz.

Dacă se detectează gaz în puț, acesta este ventilat timp de 15 minute. si repeta analiza.

3.8 Nu este permisă coborârea în puțuri și alte structuri subterane pentru prelevare.

3.9 În aerul zonei de lucru, conținutul de gaze naturale nu trebuie să depășească 20% din limita inferioară a concentrației de propagare a flăcării (1% pentru metan); Concentrația de oxigen trebuie să fie de cel puțin 20% în volum.

NKPR- limita inferioară de concentrație a propagării flăcării.Pentru ulei 42000 mg / m3 la o astfel de concentrație, o explozie este deja posibilă dacă sursa de aprindere se trezește.

VCPR- limita superioara 195000mg/m3. la această concentrație, o explozie este deja posibilă dacă sursa de aprindere se trezește.

Concentrația dintre LEL și VKPR - interval exploziv.

O explozie diferă de un incendiu prin viteza de propagare a flăcării printr-un mediu combustibil pe unitatea de timp 1 sec. În timpul arderii, viteza de răspândire flacără în cm, și cu o explozie în metri, zeci de sute de m / s Acetilenă \u003d 400 m / s.

PDVK- concentrația maximă admisă antiexplozivă, pentru orice substanță explozivă este de 5% din LEL = 2100 mg/m3, cu ea fiind posibilă efectuarea lucrărilor la cald dar în EIP org. respiraţie.

Măsuri de prevenire a aprinderii și autoaprinderii vaporilor de ulei.

Respectarea măsurilor de securitate la incendiu.

Utilizarea unui instrument care nu produce scântei.

Folosiți numai echipamente rezistente la explozie.

Lucru sigur.

Degazarea sau ventilarea unei zone gazate.

Utilizarea împământării.

De manevrare.

Descărcătoare pentru echipamentele implicate în lucrare.

Compoziția minimă a echipei în timpul controlului alimentării cu apă caldă pe partea liniară.

Echipa este formată din cel puțin 3 persoane

Lista lucrărilor periculoase pentru gaz pe partea liniară, pentru a căror efectuare este necesară eliberarea autorizației de muncă.

Lucrări de pământ pentru deschiderea conductei de petrol;

Legături la rece în conductele de petrol existente sub presiune cu un dispozitiv special;

Pomparea (injectarea) uleiului din hambare, rezervoare, o secțiune de tăiere a unei conducte de petrol;

Deplasarea petrolului din conductă;

Intrare (ieșire) ACM;

Tăierea conductelor de petrol folosind mașini de tăiat țevi;

Curățarea (aburirea) conductei de petrol;

Etanșarea conductelor de petrol;

Pistoane de tăiere, ramificații, conducte cu ferăstrău manual;

Lucrări de izolare la conducta de petrol;

Lucrări în puțuri instalate pe conducte tehnologice și conducte ale părții liniare.

lucrări periculoase cu gaze: Lucrări legate de inspecția, întreținerea, repararea, depresurizarea echipamentelor de proces, comunicații, incl. lucrări în interiorul containerelor (dispozitive, rezervoare, rezervoare, precum și colectoare, tuneluri, puțuri, gropi și alte locuri similare), în timpul cărora este sau nu exclusă posibilitatea pătrunderii de vapori, gaze și alte substanțe explozive și inflamabile sau nocive. locul de muncă care poate provoca o explozie, incendiu, poate avea un efect dăunător asupra corpului uman, precum și lucrul cu un conținut insuficient de oxigen (fracția de volum sub - 20 %).

Amenajarea echipamentelor electrice și a echipamentelor implicate în timpul pompării din conductă și pompării produsului pompat în conductă.

Atunci când se efectuează lucrări de eliberare a conductei de petrol de către unități mobile de pompare, trebuie îndeplinite următoarele cerințe pentru amplasarea mașinilor și echipamentelor pe locuri pregătite (Figura 10.4):

a) distanța de la PPU până la locul de pompare trebuie să fie de cel puțin 50 m;

b) distanta dintre PNU - nu mai putin de 8 m;

c) distanța de la FPU la unitatea de amplificare este de cel puțin 40 m;

d) distanța de la centrala pe motorină până la unitățile de pompare supraalimentare și locul de pompare/injectare - cel puțin 50 m;

e) distanța de la parcarea utilajului până la UPF, unitate de pompare de rapel, groapă de reparații - minim 100 m;

f) distanța de la mașina de pompieri până la locurile de pompare și pompare a uleiului, FPU, groapă - cel puțin 30 m.

Reguli de utilizare a semnelor de siguranță.

Semnele de siguranță pot fi de bază, suplimentare, combinate și de grup

Semnele de siguranță în funcție de tipurile de materiale utilizate pot fi neluminoase, retroreflectorizante și fotoluminiscente.

Grupuri de semne de siguranță de bază

Principalele semne de siguranță trebuie împărțite în următoarele grupuri:

semne de interzicere;

Semne de avertizare;

Semne de securitate la incendiu;

Semne obligatorii;

Semne și semne de evacuare în scopuri medicale și sanitare;

Semne indicative.

Semnele nu trebuie să interfereze cu trecerea, trecerea.

Nu ar trebui să se contrazică unul pe altul.

Fii ușor de citit.

23. Autorizație de muncă pentru efectuarea lucrărilor de incendiu, gaze periculoase și alte lucrări cu risc ridicat, conținutul acesteia.

Autorizația de muncă este valabilă pentru perioada specificată în acesta. Durata planificată a lucrărilor nu trebuie să depășească 10 zile. Autorizația de muncă poate fi prelungită pentru o perioadă de cel mult 3 zile, în timp ce durata lucrărilor de la data și ora planificate pentru începerea lucrărilor, ținând cont de prelungire, nu trebuie să depășească 10 zile.

PERMISIUNEA DE MUNCĂ Nr.

Limita inferioară (superioară) de concentrație a propagării flăcării este concentrația minimă (maximă) de combustibil din oxidant care poate fi aprins dintr-o sursă de energie ridicată, cu răspândirea ulterioară a arderii în întregul amestec.

Formule de calcul

Limita inferioară de concentrație a propagării flăcării φ n este determinată de căldura limitativă de ardere. S-a stabilit că 1 m 3 din diferite amestecuri gaz-aer la NKPR emite în timpul arderii o cantitate medie constantă de căldură - 1830 kJ, numită căldură limită de ardere. Prin urmare,

dacă luăm valoarea medie a lui Q pr. egală cu 1830 kJ / m 3, atunci φ n 6 va fi egal cu

(2.1.2)

Unde Q n - putere calorică mai mică a unei substanțe combustibile, kJ/m 3.

CRC de flacără inferioară și superioară poate fi determinată prin formula de aproximare

(2.1.3)

Unde n - coeficientul stoichiometric la oxigen în ecuația reacției chimice; a și b sunt constante empirice, ale căror valori sunt date în tabel. 2.1.1

Tabelul 2.1.1.

Limitele de concentrație de propagare a flăcării pentru vapori de substanțe lichide și solide pot fi calculate dacă limitele de temperatură sunt cunoscute.

(2.1.4)

Unde R nu) este presiunea vaporilor saturați a unei substanțe la o temperatură corespunzătoare

limita inferioară (superioară) de propagare a flăcării, Pa;

p despre- presiunea ambientală, Pa.

Presiunea vaporilor saturați poate fi determinată din ecuația lui Antoine sau din tabel. 13 aplicații

(2.1.5)

Unde A, B, C- constantele Antoine (Tabelul 7 din anexa);

t - temperatura, 0 C, (limite de temperatura)

Pentru a calcula limitele de concentrație de propagare a flăcării amestecurilor de gaze combustibile se utilizează regula Le Chatelier

(2.1.6)

Unde
CRC inferior (superior) al flăcării amestecului de gaze, % vol.;

- limita inferioară (superioară) de propagare a flăcării i-ro gaz combustibil %, vol.;

- fracția molară i-ro de gaz combustibil din amestec.

Trebuie reținut că ∑μ i =1, adică. concentrația componentelor combustibile ale amestecului de gaze este considerată 100%.

Dacă limitele de concentrație ale propagării flăcării sunt cunoscute la o temperatură T1, atunci la o temperatură T2. se calculează după formule

, (2.1.7)

, (2.1.8)

Unde
,
- limita inferioară de concentraţie a propagării flăcării, respectiv, la temperaturi

T 2 . Si t 1 ;
și
- limita superioara de concentratie a propagarii flacarii, respectiv, la temperaturi T 1 și T 2 ;

T G- temperatura de ardere a amestecului.

Aproximativ la determinarea LEL al flăcării T G luați 1550 K, când se determină VKPR al flăcării -1100K.

Când amestecul gaz-aer este diluat cu gaze inerte (vapori de N 2 , CO 2 H 2 O etc.), zona de aprindere se îngustează: limita superioară scade, iar cea inferioară crește. Concentrația unui gaz inert (flegmatizator), la care limitele inferioare și superioare de propagare a flăcării sunt închise, se numește concentrație minimă flegmatizantă. φ f . Conținut de oxigen Un astfel de sistem se numește conținutul minim de oxigen exploziv al MWCS. Un conținut de oxigen sub MVSC este numit sigur.
.

Calculul acestor parametri se efectuează conform formulelor

(2.1.9)

(2.1.10)

(2.1.11)

Unde
- căldură standard de formare a combustibilului, J/mol;

, ,- constante în funcție de tipul elementului chimic din molecula de combustibil și tipul de flegmatizator, tabel. 14 aplicații;

- numărul de atomi ai elementului i (grupul structural) din molecula de combustibil.

Exemplul 1. Pe baza căldurii maxime de ardere, determinați limita inferioară a concentrației de aprindere a butanului în aer.

Soluţie. Pentru calcul conform formulei (2.1.1) din tabel. 15 aplicații găsim cea mai mică putere calorică a unei substanțe 2882,3 kJ/mol. Această valoare trebuie convertită în altă dimensiune - kJ / m 3:

kJ/m3

Folosind formula (2.1.1), determinăm limita inferioară a concentrației de propagare a flăcării (LCPR)

Conform tabelului 13 aplicații constată că valoarea experimentală
- 1,9%. Prin urmare, eroarea relativă de calcul a fost

.

Exemplul 2. Determinați limitele de concentrație pentru propagarea unei flăcări de etilenă în aer.

Calculul CRC al flăcării se efectuează conform formulei de aproximare. Determinați valoarea coeficientului stoechiometric pentru oxigen

C 3 H 4 + 3O 2 \u003d 2CO 2 + 2H 2 O

În acest fel, n = 3, atunci

Să determinăm eroarea relativă de calcul. Conform tabelului 13 aplicații, valorile limită experimentale sunt 3,0-32,0:

În consecință, la calcularea LEL pentru etilenă, rezultatul este supraestimat cu 8%, iar la calcularea LEL, acesta este subestimat cu 40%.

Exemplul 3. Să determinăm limitele de concentrație pentru propagarea unei flăcări de vapori saturati de metanol în aer, dacă se știe că limitele sale de temperatură sunt 280 - 312 K. Presiunea atmosferică este normală.

Pentru calculul prin formula (2.1.4), este necesar să se determine presiunea vaporilor saturați corespunzătoare limitelor inferioare (7°C) și superioare (39 o C) de propagare a flăcării.

Conform ecuației lui Antoine (2.1.5), găsim presiunea vaporilor saturați, folosind datele din Tabelul 7 din Anexă.

P H \u003d 45,7 mm Hg \u003d 45,7 133,2 \u003d 6092,8 Pa

P H \u003d 250 mm Hg \u003d 250 133,2 \u003d 33300 Pa

Conform formulei (2.1.3), determinăm LEL

Exemplul 4. Determinați limitele de concentrație ale propagării flăcării unui amestec de gaz format din 40% propan, 50% butan și 10% propilenă.

Pentru a calcula CRC-ul flăcării unui amestec de gaze conform regulii Le Chatelier (2.1.6), este necesar să se determine CRC-ul flăcării substanțelor combustibile individuale, ale căror metode de calcul sunt discutate mai sus.

C3H8 -2,1÷9,5%; C3H6 -2,2÷10,3%; C 4 H 10 -1,9÷9,1%

Exemplul 5. Care este cantitatea minimă de dietil eter, kg, capabilă să creeze o concentrație explozivă la evaporare într-un recipient cu un volum de 350 m 3.

Concentraţia va fi explozivă dacă φ n =φ pg Unde ( φ pg- concentraţia vaporilor de substanţă combustibilă). Calcul (vezi exemplele 1-3 din această secțiune) sau conform tabelului. 5 aplicații găsim flacăra LEL a eterului dietilic. Este egal cu 1,7%.

Să determinăm volumul de vapori de dietil eter necesar pentru a crea această concentrație într-un volum de 350 m 3

m 3

Astfel, pentru a crea un LEL de dietil eter cu un volum de 350 m 3 este necesar să se introducă 5,95 m 3 din vaporii acestuia. Ținând cont de faptul că 1 kmol (74 kg) de abur, redus la condiții normale, ocupă un volum egal cu 22,4 m 1, găsim cantitatea de dietil eter

kg

Exemplul 6. Determinați dacă este posibil să se formeze o concentrație explozivă într-un volum de 50 m 3 în timpul evaporării a 1 kg de hexan, dacă temperatura ambiantă este de 300 K.

Evident, amestecul vapori-aer va fi exploziv dacă φ n ≤φ pg ≤φ în- La 300 K, găsim volumul de vapori de hexan rezultat din evaporarea a 5 kg dintr-o substanță, ținând cont că atunci când 1 kmol (86 kg) de hexan se evaporă la 273 K, volumul fazei de vapori va fi de 22,4. m 3

m 3

Concentrația vaporilor de hexan în camera cu un volum de 50m 3, prin urmare, va fi egal cu

După ce au determinat limitele de concentrație pentru propagarea unei flăcări de hexan în aer (1,2-7,5%), stabilim din tabele sau calcule că amestecul rezultat este exploziv.

Exemplul 7. Determinați dacă se formează o concentrație explozivă de vapori saturați deasupra suprafeței unui rezervor care conține 60% dietil eter (DE) și 40% etanol (ES) la o temperatură de 245 K?

Concentraţia vaporilor va fi explozivă dacă φ cm n ≤φ cm np ≤φ cm în (φ cm np- concentraţia vaporilor saturaţi ai unui amestec de lichide).

Evident, ca urmare a volatilității diferite a substanțelor, compoziția fazei gazoase va diferi de compoziția fazei condensate. Conținutul de componente în faza gazoasă conform compoziției cunoscute a lichidului va fi determinat conform legii lui Raoult pentru soluțiile ideale de lichide.

1. Determinați compoziția molară a fazei lichide

,

Unde
- fracția molară a i-a substanță;

- fracția de greutate a i-a substanță;

- greutatea moleculară a i-a substanță; ( M DE =74, M ES =46)

2. Prin ecuația (2.1.5), folosind valorile din Tabelul 12 din Anexă. Găsim presiunea eterului saturat și a alcoolului etilic la o temperatură de 19 ° C (245 K)

R DE\u003d 70,39 mm Hg \u003d 382,6 Pa

R ES\u003d 2,87 mm Hg \u003d 382,6 Pa

3. Conform legii lui Raoult, presiunea parțială a vaporilor saturați ai lichidului i-a peste amestec este egală cu produsul dintre presiunea vaporilor saturați peste un lichid pur și fracția sa molară în fază lichidă, adică.

R DE(abur) \u003d 9384,4 0,479 \u003d 4495,1 Pa;

R ES (abur)\u003d 382,6 0,521 \u003d 199,3 Pa.

4. Luând suma presiunilor parțiale ale vaporilor saturați de dietil eter și alcool etilic egală cu 100%, determinăm

a) concentraţia vaporilor în aer

b) compoziția molară a fazei gazoase (legea Raoult-Duartier)

5. După ce s-a determinat prin calcul sau prin date de referință (Tabelul 16 din anexa) CRC al flăcării substanțelor individuale (eter dietilic 1,7 ÷ 59%, alcool etilic 3,6 ÷ 19%). conform regulii Le Chagelier, calculăm CRC al flăcării în fază de vapori

6. Comparând concentrația amestecului vapori-aer obținut la paragraful 4a cu limitele de concentrație de propagare a flăcării (1,7-46,1%), concluzionăm că la 245 K deasupra acestei faze lichide se formează în aer o concentrație explozivă de vapori saturați. .

Conform Tabelului 15 al cererii, găsim căldura de formare a acetonei 248,1·10 3 J/mol. Din formula chimică a acetonei (C3H 6 O) rezultă că t Cu = 3, t n = 6, t despre = 1. Valorile parametrilor rămași necesari pentru calculul conform formulei (2.8) sunt selectate din tabel. 11 pentru dioxid de carbon

În consecință, atunci când concentrația de oxigen într-un sistem cu patru componente constând din acetonă, dioxid de carbon, azot și vapori de oxigen scade la 8,6%, amestecul devine rezistent la explozie. Când conținutul de oxigen este egal cu 10,7% acest amestec va fi exploziv. Conform datelor de referință (manualul „Pericol de incendiu al substanțelor și materialelor utilizate în industria chimică” - M, Chemistry, 1979), MVSC al unui amestec de acetonă-aer atunci când este diluat cu dioxid de carbon este de 14,9%. Să determinăm eroarea relativă de calcul

Astfel, rezultatele calculului MWCS sunt subestimate cu 28%.

Misiunea pentru muncă independentă