Точка воспламенения
Точка воспламенения – это характеристика горючих жидкостей, которая даже важнее НКПР. Это вызвано тем, что точка воспламенения учитывает не только НКПР, но и давление паров.
Во всех жидкостях давление паров зависит от температуры. Давление паров ниже атмосферного давления, оно увеличивается с повышением температуры и сравнивается с атмосферным давлением в начале кипения.
Давление паров создается возбужденными молекулами, проникающими сквозь поверхность жидкости, образуя смесь с молекулами воздуха над ней. Можно вычислить образовавшуюся в результате этого концентрацию паров, установив отношение между давлением паров и атмосферным давлением. В списке газов, определяемых измерительной головкой, получаем сведения по давлению паров при 20°C, например, паров этанола p20=59 мбар. При атмосферном давлении 1013 мбар концентрация паров составит 59*100/1013 = 5.9 объемн. %.
Таким образом, в закрытом сосуде, заполненным жидким этанолом, над поверхностью жидкости образуется смесь воздуха с этанолом с концентрацией 5.9 объемн. %. Это максимально возможная концентрация при 20 °C, так называемая “концентрация насыщенного пара”. Более высокую концентрацию можно получить лишь при нагревании, более низкую – при охлаждении.
Понизим температуру до 12 °C. Давление паров составит около 35 мбар, в результате чего концентрация паров будет равна 3,5 об. %. Эта концентрация нам хорошо известна: это НКПР этанола.
Понизим температуру до 5 °C. Давление паров снизится приблизительно до 22 мбар, в результате концентрация паров составит лишь 2,2 объемн. %. Эта величина ниже НКПР. При такой температуре нет шансов достичь концентрации НКПР! Но при повышении температуры до 12 °C НКПР достигнут или даже слегка превышен. Мы говорим: точка воспламенения этанола равна 12°C.
Точка воспламенения – это температура, при которой давление паров жидкости настолько высоко, что они воспламеняются по стандартизованной методике. Данная концентрация приблизительно равна НКПР паров (немного больше). Ориентировочно можно сказать, что точка воспламенения – это связанное с безопасностью значение, учитывающее НКПР и давление паров.
Низкая точка воспламенения (менее 20 °C) указывает на то, что жидкость крайне опасна, точка воспламенения выше 55 °C указывает на то, что в обычных условиях жидкость не может образовывать горючую смесь с воздухом.
Охлаждение горючих жидкостей на 5 … 10 градусов ниже их точки воспламенения гарантирует их безопасное использование.
Используя приведенную ниже таблицу с давлениями паров, постарайтесь объяснить, почему отсутствует опасность взрыва при хранении нонана (НКПР = 0.7 об. %) при комнатной температуре (20 °C) (температура кипения нонана = 150°C):
| Диэтиловый эфир - 40 °C | Бутилацетат 27 °C | Деготь 90 °C |
| Сульфид углерода - 30 °C | o-ксилол 30 °C | Этиленгликоль 111 °C |
| Ацетон -20 °C | n-нонан 31 °C | Машинное масло 190 °C |
| Этилацетат - 4 °C | Терпентин 35 °C | Парафин 200 °C |
| Бутанон(MEK) - 1 °C | Циклогексанон 43 °C | Асфальт 205 °C |
| Толуол 6 °C | Дизельное топливо ≥ 55 °C | Оливковое масло 225 °C |
| Этанол 12 °C | Диметилформамид 58 °C | Касторовое масло 285 °C |
Кстати: точка воспламенения рома, содержащего 33 % этанола, - около 32 °C, и он не воспламеняется при комнатной температуре; точка воспламенения рома с 54 % этанола = 22°C, он воспламеняется (горящий пунш).
