Izračun mejnih koncentracij širjenja plamena. Koncept LCPR, WCPR in PDWC, njihove številčne vrednosti za oljne hlape Merske enote LCPR

OSNOVNI POJMI IN POJMI.

MPC (najvišja dovoljena koncentracija) škodljivih snovi v zraku delovnega prostora so koncentracije, ki pri vsakodnevnem delu v 8 urah v celotnem delovnem času ne morejo povzročiti bolezni ali zdravstvenih motenj pri delavcu, ki jih s sodobnimi raziskovalnimi metodami zaznamo neposredno v delovni proces ali bolj oddaljena obdobja. In tudi MPC škodljivih snovi ne bi smel negativno vplivati ​​na zdravstveno stanje naslednjih generacij. Merjeno v mg/cu.m.

MPC nekaterih snovi (v mg/m3):

Naftni ogljikovodiki, kerozin, dizelsko gorivo - 300

Bencin - 100

Metan - 300

Etilni alkohol - 1000

Metilni alkohol - 5

Ogljikov monoksid - 20

Amoniak (amoniak) - 20

Čisti vodikov sulfid - 10

Vodikov sulfid, pomešan z oljnimi ogljikovodiki - 3

Živo srebro - 0,01

benzen - 5

NKPR je spodnja meja koncentracije širjenja plamena. To je najnižja koncentracija vnetljivih plinov in hlapov, pri kateri je eksplozija že možna, ko je izpostavljena impulzu vžiga. Izmerjeno v %V.

LEL nekaterih snovi (v % V):

Metan - 5,28

Naftni ogljikovodiki - 1,2

Bencin - 0,7

Kerozin - 1,4

Vodikov sulfid - 4,3

Ogljikov monoksid - 12,5

Živo srebro - 2,5

Amoniak - 15,5

Metilni alkohol - 6,7

VCPR – zgornja meja koncentracije širjenja plamena. To je najvišja koncentracija gorljivih plinov in hlapov, pri kateri je eksplozija še možna, če je izpostavljena impulzu vžiga. Izmerjeno v %V.

VKPR nekaterih snovi (v % V):

Metan - 15,4

Naftni ogljikovodiki - 15,4

Bencin - 5,16

Kerozin - 7,5

Vodikov sulfid - 45,5

Ogljikov monoksid - 74

Merkur - 80

Amoniak - 28

Metilni alkohol - 34,7

DVK - predeksplozivna koncentracija, je opredeljena kot 20% LEL. (eksplozija trenutno ni možna)

PDVK - mejna koncentracija eksploziva, je opredeljena kot 5 % LEL. (eksplozija trenutno ni možna)

Relativna gostota v zraku (d) kaže, kolikokrat so hlapi določene snovi težji ali lažji od hlapov zraka v normalnih pogojih. Vrednost je relativna - ni merskih enot.

Relativna gostota nekaterih snovi v zraku:

Metan - 0,554

Naftni ogljikovodiki - 2,5

Bencin - 3,27

Kerozin - 4.2

Vodikov sulfid - 1,19

Ogljikov monoksid - 0,97

Amoniak - 0,59

Metilni alkohol - 1,11

Plinsko nevarna mesta - mesta v zraku, kjer so ali se lahko nenadoma pojavijo strupeni in hlapi v koncentracijah, ki presegajo MPC.

Plinsko nevarna mesta so razdeljena v tri glavne skupine.

jazSkupina – na mestih, kjer je vsebnost kisika pod 18 % V, vsebnost strupenih plinov in hlapov pa več kot 2 % V. V tem primeru dela izvajajo samo reševalci plina, v izolacijskih aparatih ali pod njihovim nadzorom po posebnih dokumenti.

IISkupina– mesta, kjer je vsebnost kisika manjša od 18-20 %V in je mogoče zaznati predeksplozivne koncentracije plinov in hlapov. V tem primeru se dela izvajajo po delovnih dovoljenjih, z izjemo nastajanja isker, v ustrezni zaščitni opremi, pod nadzorom plinskega reševalnega in gasilskega nadzora. Pred izvedbo del se izvede analiza plinsko-zračnega okolja (GVS).

IIISkupina- mesta, kjer je vsebnost kisika od 19 % V, koncentracija škodljivih hlapov in plinov pa lahko preseže MPC. V tem primeru se delo izvaja v plinskih maskah ali brez njih, vendar morajo biti plinske maske na delovnem mestu v dobrem stanju. V krajih te skupine je treba analizirati oskrbo s toplo vodo po urniku in izbirnem zemljevidu.

Plin nevarno delo - vsa ta delovna mesta, ki se izvajajo v zaplinjenem okolju ali dela, pri katerih lahko plin uhaja iz plinovodov, armatur, enot in druge opreme. Tudi delo, nevarno za plin, vključuje delo, ki se izvaja v zaprtem prostoru z vsebnostjo kisika v zraku manj kot 20 % V. Pri izvajanju plinsko nevarnih del je prepovedana uporaba odprtega ognja, prav tako je treba izključiti iskrenje.

Primeri plinsko nevarnih del:

Dela v zvezi s pregledi, čiščenjem, popravili, razbremenitvijo tehnološke opreme, komunikacijami;

Pri odstranjevanje zamašitev, namestitev in odstranitev čepov na obstoječih plinovodih ter odklop enot, opreme in posameznih enot od plinovodov;

Popravilo in pregled vodnjakov, črpanje vode in kondenzata iz plinovodov in zbiralnikov kondenzata;

Priprava na tehnični pregled rezervoarjev in jeklenk LPG in njegova izvedba;

Izkop zemlje na mestih puščanja plina, dokler se ne odpravijo.

Vroče delo - proizvodni postopki, povezani z uporabo odprtega ognja, iskrenja in segrevanja na temperature, ki lahko povzročijo vžig materialov in konstrukcij.

Primeri vročega dela:

Električno varjenje, plinsko varjenje;

Električno rezanje, plinsko rezanje;

Uporaba eksplozivnih tehnologij;

Spajkalna dela;

Izobraževalno čiščenje;

Obdelava kovine s sproščanjem isker;

Ogrevanje bitumna, smole.

Za vse trenutno znane škodljive snovi je določena najvišja koncentracija, pri kateri ni škodljivih učinkov na človeško telo (GOST 12.1.005-88), ta koncentracija se imenuje največja dovoljena koncentracija (MAC).

MPC- to je koncentracija, da pri dnevnem (razen vikendov) delu 8 ur ali v drugem trajanju, vendar ne več kot 40 ur na teden, med celotno delovno izkušnjo ne more povzročiti bolezni ali odstopanj v zdravstvenem stanju, ki jih odkrivajo sodobne raziskave metode v procesu dela ali v oddaljenih obdobjih življenja sedanje in naslednjih generacij.

MPC je zelo pomemben za preprečevanje zastrupitev in bolezni. Nižji kot je MPC, resnejše zahteve je treba naložiti za ukrepe za zaščito delavcev.

Glede na vrednosti MPC in številne druge kazalnike se določi stopnja izpostavljenosti škodljivim snovem na človeškem telesu.

Gorljivi plini in hlapi vnetljivih tekočin lahko tvorijo eksplozivne zmesi v mešanici z atmosferskim kisikom.

Najnižja koncentracija gorljivih hlapov in plinov, pri kateri je že mogoča eksplozija, se imenuje spodnja meja koncentracije širjenja plamena NKPR(LEC je najmanjša vsebnost goriva v zmesi "gorljiva snov - oksidacijsko okolje", pri kateri je širjenje plamena skozi zmes možno na kateri koli razdalji od vira vžiga).

Imenuje se najvišja koncentracija gorljivih hlapov in plinov, pri kateri je še možna eksplozija zgornja meja koncentracije širjenja plamena VKPR(VKPR je največja vsebnost goriva v mešanici "gorljiva snov - oksidacijsko okolje", pri kateri je širjenje plamena skozi zmes možno na kateri koli razdalji od vira vžiga).

Koncentracija od LEL do VKPR se imenuje eksplozivno območje. Pri koncentraciji pod LEL ali nad LEL ne pride do eksplozije, v prvem primeru zaradi nizke vsebnosti hlapov ali plinov, v drugem - zaradi nezadostne vsebnosti kisika.

Vsaka snov ima svoje vrednosti LEL in VKPR, to pomeni, da ima vsaka snov svoje eksplozivno območje.

Olje je kompleksna (večkomponentna) snov in sestava različnih olj se med seboj razlikuje, zato je razpon eksplozivnosti za različna olja različen, kar dokazujejo podatki v tabeli 3, ki označuje LEL za različna olja. Da ne bi prišlo do zmede pri tej zadevi, je bil za vsa olja sprejet enoten (povprečen) razpon eksplozivnosti (glej tabelo 4).

Zaradi zagotavljanja eksplozijske in požarne varnosti je za vse snovi določena največja dovoljena eksplozivna koncentracija PDVK, ki znaša 5 % vrednosti spodnje mejne koncentracije širjenja plamena. PEEP je zelo pomemben pri ocenjevanju stopnje tveganja pri opravljanju različnih vrst del, povezanih s sproščanjem gorljivih hlapov in plinov.

2.1 Zemeljski plin - produkt, pridobljen iz zemeljskega črevesa, je sestavljen iz metana (96 - 99%), ogljikovodikov (etan, butan, propan itd.), dušika, kisika, ogljikovega dioksida, vodne pare, helija. IvTETS-3 prejema zemeljski plin kot gorivo po plinovodu iz Tjumena.

Specifična teža zemeljskega plina je 0,76 kg / m 3, specifična toplota zgorevanja je 8000 - 10 000 kcal / m 3 (32 - 41 MJ / m 3), temperatura zgorevanja je 2080 ° C, temperatura vžiga je 750 ° C.

Gorljivi zemeljski plin po toksikoloških lastnostih spada v snovi 4. razreda nevarnosti ("nizko nevarne") v skladu z GOST 12.1.044-84.

2.2 Največja dovoljena koncentracija (MPC) ogljikovodikov zemeljskega plina v zraku delovnega območja je 300 mg / m 3 glede na ogljik, MPC vodikovega sulfida v zraku delovnega območja je 10 mg / m 3, vodik sulfid zmešan z ogljikovodiki C 1 - C 5 - 3 mg / m 3.

2.3 Varnostni predpisi za obratovanje plinskih objektov določajo naslednje nevarne lastnosti plinastega goriva:

a/ pomanjkanje vonja in barve

b/ sposobnost plina, da z zrakom tvori vnetljive in eksplozivne zmesi

c/ zadušljiva sposobnost plina.

2.4 Dovoljena koncentracija plina v zraku delovnega območja, v plinovodu pri opravljanju plinsko nevarnih del - ne več kot 20% spodnje mejne koncentracije širjenja plamena (LCPR):

3 Pravila za vzorčenje plina za analizo

3.1 Kajenje in uporaba odprtega ognja v plinsko nevarnih prostorih pri preverjanju onesnaženosti industrijskih prostorov s plinom je strogo prepovedana.

3.2 Čevlji delavcev, ki merijo onesnaženost s plini in so na plinsko nevarnih mestih, ne smejo imeti kovinskih podkev in žebljev.

3.3 Pri izvajanju plinsko nevarnih del uporabljajte prenosne svetilke, odporne proti eksploziji, z napetostjo 12 voltov

3.4 Pred izvedbo analize je potrebno pregledati plinski analizator. Prepovedana je uporaba merilnih instrumentov, ki jim je potekel rok preverjanja ali so poškodovani.

3.5 Pred vstopom v prostor za hidravlično lomljenje je potrebno: poskrbeti, da zasilna signalna lučka "GASED" na vhodu v prostor za hidravlično lomljenje ne sveti. Signalna lučka se prižge, ko koncentracija metana v zraku prostorov za hidravlično lomljenje doseže ali preseže 20 % spodnje koncentracijske meje širjenja plamena, t.j. enak ali višji vol. ena %.

3.6 Vzorčenje plina v prostorih (v GRP) se izvaja s prenosnim plinskim analizatorjem iz zgornje cone prostorov v najbolj slabo prezračenih prostorih, ker zemeljski plin je lažji od zraka.

Ukrepi v primeru onesnaženja s plinom so navedeni v 6. točki.

3.7 Pri jemanju vzorcev zraka iz vrtine se ji približajte z zavetrne strani in pazite, da v bližini ni vonja po plinu. Eno stran pokrova vodnjaka je treba s posebnim kavljem dvigniti za 5 - 8 cm, za čas vzorčenja pod pokrov namestiti leseno tesnilo. Vzorčenje se izvaja s cevjo, spuščeno na globino 20 - 30 cm in priključeno na prenosni plinski analizator ali v plinsko pipeto.

Če se v vrtini zazna plin, jo prezračujemo 15 minut. in ponovite analizo.

3.8 Za vzorčenje se ni dovoljeno spuščati v vodnjake in druge podzemne objekte.

3.9 V zraku delovnega prostora vsebnost zemeljskega plina ne sme presegati 20 % spodnje mejne koncentracije širjenja plamena (1 % za metan); Koncentracija kisika mora biti najmanj 20 % prostornine.

NKPR- spodnja meja koncentracije širjenja plamena.Za olje 42000 mg/m3 pri takšni koncentraciji je eksplozija že možna, če se vir vžiga prebudi.

VCPR- zgornja meja 195000mg/m3. pri tej koncentraciji je že mogoča eksplozija, če se vir vžiga prebudi.

Koncentracija med LEL in VKPR - eksplozivno območje.

Eksplozija se od požara razlikuje po hitrosti širjenja plamena skozi gorljivi medij na enoto časa 1 s. Med zgorevanjem hitrost širjenja plamen v cm, z eksplozijo v metrih pa desetine sto m / s Acetilen \u003d 400 m / s.

PDVK- najvišja dovoljena protieksplozijsko varna koncentracija za katero koli eksplozivno snov je 5 % LEL = 2100 mg/m3, kadar je možno izvajati vroča dela, vendar v OZO org. dihanje.

Ukrepi za preprečevanje vžiga in samovžiga oljnih hlapov.

Skladnost z ukrepi požarne varnosti.

Uporaba orodja, ki ne iskri.

Uporabljajte samo eksplozivno varno opremo.

Varno delo.

Odplinjevanje ali prezračevanje zaplinjenega območja.

Uporaba ozemljitve.

ranžiranje.

Odvodniki isker za opremo, ki je vključena v delo.

Minimalna sestava ekipe med nadzorom oskrbe s toplo vodo na linearnem delu.

Ekipo sestavljajo najmanj 3 osebe

Seznam plinsko nevarnih del na linearnem delu, za izvajanje katerih je potrebno izdati delovno dovoljenje.

Zemeljska dela za odpiranje naftovoda;

Hladno vpenjanje v obstoječe naftovode pod tlakom s posebno napravo;

Črpanje (injektiranje) olja iz hlevov, rezervoarjev, odseka naftovoda;

Izpodrivanje nafte iz cevovoda;

dovod sanitarne vode (izhod);

Rezanje naftovodov s stroji za rezanje cevi;

Čiščenje (parjenje) naftovoda;

Tesnjenje naftovoda;

Rezanje batov, odcepnih cevi, cevovodov z ročnimi žagami;

Izolacijska dela na naftovodu;

Delo v vrtinah, nameščenih na tehnoloških cevovodih in cevovodih linearnega dela.

plinsko nevarno delo: Dela v zvezi s pregledi, vzdrževanjem, popravili, razbremenitvijo procesne opreme, komunikacijami, vklj. dela znotraj zabojnikov (naprav, rezervoarjev, rezervoarjev, kot tudi kolektorjev, rovov, vodnjakov, jam in drugih podobnih mest), pri katerih je ali ni izključena možnost vdora eksplozivnih in vnetljivih ali škodljivih hlapov, plinov in drugih snovi v delovno mesto, ki lahko povzroči eksplozijo, požar, škodljivo vpliva na človeško telo, pa tudi delo z nezadostno vsebnostjo kisika (volumenski delež pod - 20 %).

Razporeditev električne opreme in vključene opreme med črpanjem iz cevovoda in črpanjem prečrpanega produkta v cevovod.

Pri izvajanju del za sprostitev naftovoda z mobilnimi črpalnimi enotami morajo biti izpolnjene naslednje zahteve za postavitev strojev in opreme na pripravljena mesta (slika 10.4):

a) razdalja od FPU do mesta izčrpavanja mora biti najmanj 50 m;

b) razdalja med PNU - najmanj 8 m;

c) razdalja od FPU do pospeševalne enote je najmanj 40 m;

d) razdalja od dizelske elektrarne do pospeševalnih črpalnih enot in mesta izčrpavanja/vbrizga - najmanj 50 m;

e) razdalja od parkirišča opreme do FPU, pospeševalne črpalne enote, popravilne jame - najmanj 100 m;

f) razdalja od gasilskega vozila do krajev črpanja in črpanja olja, FPU, jame - najmanj 30 m.

Pravila za uporabo varnostnih znakov.

Varnostni znaki so lahko osnovni, dodatni, kombinirani in skupinski

Varnostni znaki glede na vrste uporabljenih materialov so lahko nesvetleči, retroreflektivni in fotoluminiscentni.

Skupine osnovnih varnostnih znakov

Glavne varnostne znake je treba razdeliti v naslednje skupine:

znaki prepovedi;

Opozorilni znaki;

znaki požarne varnosti;

Obvezni znaki;

Evakuacijski znaki in znaki za medicinske in sanitarne namene;

Indikativni znaki.

Znaki ne smejo ovirati prehoda, prehoda.

Ne bi smeli nasprotovati drug drugemu.

Bodite lahko berljivi.

23. Delovno dovoljenje za opravljanje požarno nevarnih, plinsko nevarnih in drugih visoko tveganih del, njegova vsebina.

Delovno dovoljenje velja v njem določeno obdobje. Predvideno trajanje dela ne sme presegati 10 dni. Delovno dovoljenje se lahko podaljša za največ 3 dni, trajanje del pa od načrtovanega datuma in ure začetka dela ob upoštevanju podaljšanja ne sme biti daljše od 10 dni.

DELOVNO DOVOLJENJE Št.

Spodnja (zgornja) meja koncentracije širjenja plamena je najmanjša (maksimalna) koncentracija goriva v oksidantu, ki se lahko vžge iz visokoenergijskega vira z naknadnim širjenjem zgorevanja na celotno zmes.

Formule za izračun

Spodnja meja koncentracije širjenja plamena φ n je določena z mejno toploto zgorevanja. Ugotovljeno je bilo, da 1 m 3 različnih mešanic plina in zraka na NKPR med zgorevanjem oddaja konstantno povprečno količino toplote - 1830 kJ, imenovano mejna toplota zgorevanja. posledično

če vzamemo povprečno vrednost Q pr enako 1830 kJ / m 3, bo φ n 6 enak

(2.1.2)

kje Q n - nižja kalorična vrednost gorljive snovi, kJ / m 3.

CRC spodnjega in zgornjega plamena je mogoče določiti z aproksimacijsko formulo

(2.1.3)

kje n - stehiometrični koeficient pri kisiku v enačbi kemijske reakcije; a in b sta empirični konstanti, katerih vrednosti so podane v tabeli. 2.1.1

Tabela 2.1.1.

Meje koncentracije širjenja plamena za hlape tekočih in trdnih snovi se lahko izračunajo, če so temperaturne meje znane.

(2.1.4)

kje R ne) je nasičen parni tlak snovi pri temperaturi, ki ustreza

spodnja (zgornja) meja širjenja plamena, Pa;

str približno- tlak okolice, Pa.

Tlak nasičene pare lahko določimo iz Antoineove enačbe ali iz tabele. 13 aplikacij

(2.1.5)

kje A, B, C- Antoine konstante (tabela 7 v prilogi);

t - temperatura, 0 C, (temperaturne meje)

Za izračun mejnih koncentracij širjenja plamena zmesi vnetljivih plinov se uporablja pravilo Le Chatelier

(2.1.6)

kje
spodnji (zgornji) CRC plamena mešanice plinov, vol. %;

- spodnja (zgornja) meja širjenja plamena i-ro gorljivi plin % vol.;

- molski delež i-ro gorljivega plina v mešanici.

Upoštevati je treba, da je ∑μ i =1, tj. koncentracija gorljivih komponent plinske mešanice se vzame za 100%.

Če so mejne koncentracije širjenja plamena znane pri temperaturi T 1, potem pri temperaturi T 2. izračunajo se po formulah

, (2.1.7)

, (2.1.8)

kje
,
- spodnja meja koncentracije širjenja plamena pri temperaturah

T 2 . in T 1 ;
in
- zgornja meja koncentracije širjenja plamena pri temperaturah T 1 in T 2 ;

T G- temperatura zgorevanja mešanice.

Približno pri določanju LEL plamena T G vzemite 1550 K, pri določanju VKPR plamena -1100K.

Ko mešanico plina in zraka razredčimo z inertnimi plini (hlapi N 2 , CO 2 H 2 O itd.), se območje vžiga zoži: zgornja meja se zmanjša, spodnja pa poveča. Koncentracija inertnega plina (flegmatizatorja), pri kateri sta spodnja in zgornja meja širjenja plamena zaprti, se imenuje najmanjša koncentracija flegmatiziranja. φ f . Vsebnost kisika Tak sistem se imenuje najmanjša vsebnost eksplozivnega kisika v MWCS. Nekaj ​​vsebnosti kisika pod MVSC se imenuje varno.
.

Izračun teh parametrov se izvede po formulah

(2.1.9)

(2.1.10)

(2.1.11)

kje
- standardna toplota tvorbe goriva, J/mol;

, ,- konstante, odvisno od vrste kemičnega elementa v molekuli goriva in vrste flegmatizatorja, tabela. 14 prijav;

- število atomov i-tega elementa (strukturne skupine) v molekuli goriva.

Primer 1. Na podlagi največje toplote zgorevanja določite spodnjo koncentracijsko mejo vžiga butana v zraku.

Rešitev. Za izračun po formuli (2.1.1) v tabeli. 15 aplikacij najdemo najnižjo kalorično vrednost snovi 2882,3 kJ / mol. To vrednost je treba pretvoriti v druga dimenzija - kJ / m 3:

kJ / m 3

S formulo (2.1.1) določimo spodnjo koncentracijsko mejo širjenja plamena (LCPR)

Glede na tabelo 13 aplikacij ugotavlja, da je eksperimentalna vrednost
- 1,9 %. Relativna računska napaka je bila torej

.

Primer 2. Določite mejne koncentracije za širjenje etilenskega plamena v zraku.

Izračun CRC plamena se izvede po aproksimacijski formuli. Določite vrednost stehiometričnega koeficienta za kisik

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

V to smer, n = 3, torej

Določimo relativno računsko napako. Glede na tabelo 13 aplikacij, eksperimentalne mejne vrednosti so 3,0-32,0:

Posledično je pri izračunu LEL za etilen rezultat precenjen za 8 %, pri izračunu LEL pa je podcenjen za 40 %.

Primer 3. Določimo mejne koncentracije za širjenje plamena nasičenih hlapov metanola v zraku, če je znano, da so njegove temperaturne meje 280 - 312 K. Atmosferski tlak je normalen.

Za izračun po formuli (2.1.4) je treba določiti tlak nasičene pare, ki ustreza spodnji (7°C) in zgornji (39 o C) meji širjenja plamena.

Po Antoinovi enačbi (2.1.5) najdemo nasičen parni tlak s pomočjo podatkov v tabeli 7 v prilogi.

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

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

Po formuli (2.1.3) določimo LEL

Primer 4. Določite mejne koncentracije širjenja plamena plinske zmesi, sestavljene iz 40 % propana, 50 % butana in 10 % propilena.

Za izračun CRC plamena zmesi plinov po Le Chatelierjevem pravilu (2.1.6) je treba določiti CRC plamena posameznih gorljivih snovi, katerih metode izračuna so obravnavane zgoraj.

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

Primer 5. Kolikšna je najmanjša količina dietil etra, kg, ki je sposobna ustvariti eksplozivno koncentracijo ob izhlapevanju v posodi s prostornino 350 m 3.

Koncentracija bo eksplozivna, če φ n =φ str kje ( φ str- koncentracija hlapov gorljive snovi). Izračun (glej primere 1-3 tega razdelka) ali po tabeli. 5 aplikacij najdemo LEL plamen dietil etra. Enaka je 1,7%.

Določimo količino hlapov dietil etra, ki je potrebna za ustvarjanje te koncentracije v prostornini 350 m 3

m 3

Tako je za ustvarjanje LEL dietil etra s prostornino 350 m 3 potrebno vnesti 5,95 m 3 njegove pare. Ob upoštevanju, da 1 kmol (74 kg) pare, zmanjšane na normalne pogoje, zaseda prostornino, ki je enaka 22,4 m 1, ugotovimo količino dietil etra

kg

Primer 6. Ugotovite, ali je mogoče pri izhlapevanju 1 kg heksana tvoriti eksplozivno koncentracijo v prostornini 50 m 3, če je temperatura okolice 300 K.

Očitno bo mešanica hlapov in zraka eksplozivna, če φ n ≤φ str ≤φ v- Pri 300 K najdemo prostornino hlapov heksana, ki nastanejo pri izhlapevanju 5 kg snovi, pri čemer upoštevamo, da ko 1 kmol (86 kg) heksana izhlapi pri 273 K, bo prostornina parne faze 22,4 m 3

m 3

Koncentracija hlapov heksana v soba s prostornino 50m 3 bo torej enaka

Ko smo določili mejne koncentracije za širjenje heksanskega plamena v zraku (1,2-7,5%), iz tabel ali izračunov ugotovimo, da je nastala zmes eksplozivna.

Primer 7. Ugotovite, ali nastane eksplozivna koncentracija nasičenih hlapov nad površino posode, ki vsebuje 60 % dietil etra (DE) in 40 % etanola (ES) pri temperaturi 245 K?

Koncentracija hlapov bo eksplozivna, če φ cm n ≤φ cm np ≤φ cm v (φ cm np- koncentracija nasičenih hlapov mešanice tekočin).

Očitno se bo zaradi različne hlapnosti snovi sestava plinske faze razlikovala od sestave kondenzirane faze. Vsebnost komponent v plinski fazi glede na znano sestavo tekočine bomo določili po Raoultovem zakonu za idealne raztopine tekočin.

1. Določite molsko sestavo tekoče faze

,

kje
- molski delež i-te snovi;

- masni delež i-te snovi;

- molekulska masa i-te snovi; ( M DE =74, M ES =46)

2. Po enačbi (2.1.5) z uporabo vrednosti tabele 12 v prilogi. Najdemo tlak nasičenega etra in etilnega alkohola pri temperaturi 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. Po Raoultovem zakonu je parcialni tlak nasičenih hlapov i-te tekočine nad zmesjo enak zmnožku nasičenega parnega tlaka nad čisto tekočino in njenega molskega deleža v tekoči fazi, t.j.

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

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

4. Če vzamemo vsoto parcialnih tlakov nasičenih hlapov dietil etra in etilnega alkohola, ki je enaka 100 %, ugotovimo

a) koncentracija hlapov v zraku

b) molarna sestava plinske faze (Raoult-Duartierjev zakon)

5. Z izračunom ali referenčnimi podatki (tabela 16 v prilogi) določimo CRC plamena posameznih snovi (dietil eter 1,7 ÷ 59 %, etilni alkohol 3,6 ÷ 19 %). po Le Chagelierjevem pravilu izračunamo CRC plamena parne faze

6. Če primerjamo koncentracijo mešanice hlapov in zraka, dobljene v odstavku 4a, z mejami koncentracije širjenja plamena (1,7-46,1%), sklepamo, da pri 245 K nad to tekočo fazo v zraku nastane eksplozivna koncentracija nasičenih hlapov. .

Po tabeli 15 vloge najdemo toploto tvorbe acetona 248,1·10 3 J/mol. Iz kemijske formule acetona (C3H 6 O) izhaja, da t Z = 3, t n = 6, t približno = 1. Vrednosti preostalih parametrov, potrebnih za izračun po formuli (2.8), so izbrane iz tabele. 11 za ogljikov dioksid

Posledično, ko se koncentracija kisika v štirikomponentnem sistemu, sestavljenem iz acetona, ogljikovega dioksida, dušika in kisikovih hlapov, zmanjša na 8,6 %, zmes postane eksplozivno varna. Ko je vsebnost kisika enaka 10,7% ta mešanica bo eksplozivna. Po referenčnih podatkih (priročnik "Požarna nevarnost snovi in ​​materialov, ki se uporabljajo v kemični industriji". - M, Kemija, 1979) je MVSC mešanice acetona in zraka pri razredčenju z ogljikovim dioksidom 14,9%. Določimo relativno računsko napako

Tako so rezultati izračuna MWCS podcenjeni za 28 %.

Naloga za samostojno delo