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可燃性液體水溶液閃點測試

  • 發布時間:2022-07-15
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前言

閃點(dian),又稱為閃火(huo)點(dian),是表征液(ye)態或(huo)固(gu)態物質(zhi)(zhi)(zhi)揮發性(xing)(xing)和蒸氣易(yi)燃(ran)(ran)(ran)性(xing)(xing)的(de)重要參數。對(dui)于純(chun)組分物質(zhi)(zhi)(zhi),容易(yi)通過文獻(xian)資料查找閃點(dian)值,進而判定(ding)該物質(zhi)(zhi)(zhi)的(de)火(huo)災危險(xian)性(xing)(xing)等(deng)級。但在工(gong)業(ye)(ye)領域,閃點(dian)并不明確的(de)混合溶液(ye),特(te)別(bie)是可燃(ran)(ran)(ran)性(xing)(xing)液(ye)體與水(shui)(shui)組成的(de)二元或(huo)多元互(hu)溶體系在涂(tu)料、農(nong)藥、水(shui)(shui)處理、制(zhi)藥、精細化工(gong)、紡織(zhi)等(deng)行(xing)業(ye)(ye)內都(dou)存在大規(gui)模(mo)應用,作為溶劑、分散劑或(huo)沉淀劑等(deng)。測定(ding)這類可燃(ran)(ran)(ran)性(xing)(xing)液(ye)體水(shui)(shui)溶液(ye)的(de)閃點(dian)對(dui)于生產作業(ye)(ye)場所燃(ran)(ran)(ran)爆風險(xian)識別(bie)、危險(xian)等(deng)級劃分以及管(guan)控措施制(zhi)定(ding)具有重要意義。

本(ben)文(wen)利用(yong) FP CC-420A 微量連續閉口閃點(dian)(dian)儀研究了無(wu)水乙醇、丙烯(xi)酸和(he)(he)二甲基(ji)乙酰胺(an)三種典型可燃(ran)液體水溶(rong)液的閉口閃點(dian)(dian)與(yu)溶(rong)液濃(nong)度之間的關(guan)系(xi),并比較了 ASTM D6450 和(he)(he) ASTM D7094 兩種測試方法在閃點(dian)(dian)值和(he)(he)檢測下限濃(nong)度等方面的差(cha)異。


仰儀科技FP CC-420A 微(wei)量(liang)連續閉口閃點儀


實(shi)驗部分

1. 樣品準備

實驗(yan)物料(liao)如表 1 所(suo)示,各樣品分別與純水按比例配制一定濃(nong)度梯度的溶液。

表1 物料信(xin)息表


2. 實(shi)驗(yan)結(jie)果


圖 1 (a)乙醇、(b)丙烯酸和(he)(c)二甲基乙酰胺溶液(ye)閃點稀釋(shi)曲線


如圖 1 所(suo)(suo)示,乙醇、丙烯酸和二甲基乙酰胺溶(rong)液(ye)(ye)的(de)閃(shan)點值均隨稀(xi)釋過程單調上升,這是由于三種雙組份(fen)溶(rong)液(ye)(ye)雖然不(bu)(bu)滿足(zu)理想溶(rong)液(ye)(ye),不(bu)(bu)服從(cong)拉烏爾(er)(er)定律,但(dan)氣(qi)液(ye)(ye)平衡狀態(tai)下易燃(ran)組分(fen)的(de)氣(qi)相(xiang)摩(mo)(mo)爾(er)(er)分(fen)數通常隨液(ye)(ye)相(xiang)摩(mo)(mo)爾(er)(er)分(fen)數正向變化(hua)(參見圖 2),所(suo)(suo)以稀(xi)溶(rong)液(ye)(ye)中可燃(ran)液(ye)(ye)體的(de)飽和蒸氣(qi)壓相(xiang)對較低(di),需(xu)要在(zai)更高(gao)溫(wen)度下才能達(da)到有機蒸氣(qi)的(de)爆炸下限 LFL。

同(tong)時(shi)三種(zhong)樣品(pin)的(de)閃(shan)(shan)點檢(jian)測下限濃度(易燃(ran)組分最低液相(xiang)摩爾分數)分別為乙醇(chun) 1.6%、丙烯酸 56%和二(er)甲基乙酰胺 61%。低于下限濃度時(shi),由于測試腔內惰性(xing)的(de)水蒸(zheng)(zheng)氣(qi)分壓過(guo)高,有機蒸(zheng)(zheng)氣(qi)將無(wu)法(fa)發生閃(shan)(shan)燃(ran)。同(tong)時(shi),下限濃度與(yu)純物質的(de)沸點與(yu)開口閃(shan)(shan)點值正相(xiang)關(guan),可以認為樣品(pin)揮(hui)發性(xing)與(yu)易燃(ran)性(xing)越強,通常其水溶液能夠發生閃(shan)(shan)燃(ran)的(de)濃度范(fan)圍越大(da)。

另外(wai),ASTM D6450 和(he) ASTM D7094 兩(liang)種(zhong)方(fang)法對于(yu)單一濃度閃點值的(de)測試(shi)結果呈現較高的(de)一致(zhi)性(xing),但在樣品(pin)量、加熱速(su)率、空(kong)氣導(dao)(dao)入量等方(fang)面的(de)差異導(dao)(dao)致(zhi)測定的(de)濃度下限存在一定區別(見圖 2 和(he)表 1)。由于(yu)測試(shi)流程中蒸氣濃度累積至(zhi) LFL 是一個復雜的(de)非線性(xing)、多因素耦合過(guo)程,濃度下限與檢測方(fang)法之間并(bing)沒(mei)有體現出很好的(de)規律性(xing)。

圖 2 (a)乙醇、(b)丙(bing)烯酸和(c)二(er)(er)甲基乙酰胺與水的二(er)(er)元體系(xi)氣(qi)液平(ping)衡相(xiang)圖


實驗結論

可燃(ran)性液體水溶液的閃點隨稀釋程度(du)單(dan)調上升,而閃點可檢(jian)(jian)測濃(nong)度(du)范(fan)圍(wei)取決于純(chun)物質揮發性與易燃(ran)性,同時又受到檢(jian)(jian)測方法的影響。