- Горючие
- Растворимость в углеводородах и водяного пара в топливе
- Ь. требований be80iiach0cth8.1. общие требования8.1.1. к работе на хроматографе с ионизационно-пламенным детектором допускаются лица,достигшие 18 лет,обученные работе на хроматографе и прошедшие инструктаж по технике безопасности.8.1.2. помещение, в котором размещаются хроматографы, должно быть оборудовано приточно-вытяжной вентиляцией и соответствовать требованиям стандартов по пожаробезопасностигост 12.1.004-76 и по взрывобезопасности гост 12л.010-768.1.3. размещение хроматографа в помещении и разводку коммуникаций согласуют в отделе техники безопасности.ост 26-04-2573-80 ста, 178.2. работа с водородом8.2.1. в хроматографе с ионизационно-пламенным детектором используют водород. расход водорода составляет 0,5-0,80 см3/с (30-50 см3/мин) при давлении до 4 кгс/см2 (0,4 мпа). чистый водород не взрывается, однако смесь водорода с воздухом или кислородом похаро-и взрывоопасна. пределы взрываемости смесей приведены в табл. 2.таблица 28.2.3. допускается подача водорода на хроматограф из малолитражного баллона емкостью не более 2 дм3, установленного в одном помещении с хроматографом. наполнение водородом малолитражных баллонов проводят по специальной инструкции. количество водорода в баллоне, находящемся в помещении, не должно превышать 0,4# от объема помещения.8.2.4. в случае пожара в помещении, где установлен хроматограф, или в соседних помещениях следует немедленно закрыть вентиль на баллоне с водородом, находящемся в помещении, отсоединить от коммуникаций и вынести его из здания.если баллон установлен вне здания, закрыть вентиль на линии подачи водорода на хроматограф и вентиль баллона.8.2.5. коммуникации, подводящие водород к хроматографу, необходимо выполнять из металлических трубок с минимальным количеством соединений. давление в этих коммуникациях не должно превышать давления, указанного в инструкции к хроматографу.8.2.6. редуктор должен устанавливаться непосредственносто. 18 ост 26*04-2573-80 на баллоне. на редукторе должна быть смонтирована дроссельная шайба, ограничивающая расход водорода до 1,7 см3/с (100 см3/мин). в помещении на линии подачи водорода должен быть установлен отсекающий вентиль, расположенный в удобном для обслуживания месте, и манометр.8.2.7. если газопровод и коммуникации внутри хроматографа используются впервые, необходимо их предварительно продуть и опрессовать азотом.8.2.8. необходимо еженедельно проверять герметичность трубопроводов, подводящих водород к хроматографу, используемой арматуры и коммуникаций внутри хроматографа. проверка герметичности должна регистрироваться в специальном журнале.8.3. работа с кислородом8.3.1. в помещении, где установлен хроматограф, допускается размещать не более трех криогенных сосудов с жидким кислородом .емкостью 15 дм3 каждый. не используемые при работе сосуды следует вынести из помещения.8.3.2. так как кислород пропитывает одежду и волосы и они могут воспламеняться при работе с огнем, после работыс кислородом следует выйти из помещения и проветрить одежду в течение 25-30 мин.8.3.3. наличие масла на пробоотборнике сжиженных газов не — допускается.8.4. отбор проб8.4.1. отбор жидких проб из воздухоразделительной установки производит аппаратчик в присутствии лаборанта. при отборе проб, для защиты рук и лица от возможных ожогов, необходимо использовать рукавицы гост 12.4.010-70 и защитный щиток гост 12.4.023-76 или очки гост 12.4.013-75 .8.4.2. при отборе жидких проб не следует стоять напротив штуцера, во избежание ожогов при выбросе жидкости.8.4.3. при работе со стеклянными сосудами дьюара необходимо обмотать их изоляционной лентой.отраслевой стандартгазы. хроматографический, метод определения микро-примесей предельных и не- ост 26-04-2573-80предельных углеводородов взамен рты 26-04-33-72приказом минхиммаш впо «союзкриогенмаш»от 05.12. 1980 г. й 90 срок введения установленс 01.07. 1981 г.настоящий стандарт устанавливает метод определения микропримесей предельных и непредельных углеводородов в газообразном и жидком воздухе, кислороде и других низкокипящих газах.сущность метода заключается в предварительном обогащении пробы микропримесями углеводородов в концентраторе или ловушке при низкой температуре с последующим хроматографическим разделением пробы и регистрацией с использованием детектора ионизации в пламени. порог чувствительности метода составляет icp10 мольных долей при лросуе 10 дм3.метод позволяет осуществить определение предельных и непредельных углеводородов в пробе на любом хроматографе с ионизационно-пламенным детектором, в частности:- на лабораторном хроматографе типа «цвет» или лхймщ: от этана до углеводородов, содержащих семь углеродных атомов;- на промышленном автоматическом хроматографе «микро-з»: от метана до углеводородов, содержащих семь углеродных атомов.издание официальное перепечатка воспрещенаф£ф!0черт. 2пробоотборникжидкостиjf
Горючие
Основные характеристики двухкомпонентных ЖРТ при pк/pа=7/0,1 МПа
По физико-химическому составу их можно разбить на несколько групп.
Углеводородные горючие.
Низкомолекулярные углеводороды.
Простые вещества: атомарные и молекулярные.
Для этой темы пока практический интерес представляет лишь водород (Hydrogenium).
Na, Mg, Al, Bi, He, Ar, N2, Br2, Si, Cl2, I2 и др. я не буду рассматривать в этой статье.
Гидразиновые топлива («вонючки»).Поиски оптимального горючего начались с освоения энтузиастами ЖРД.
Первым широко использовавшимся горючим стал спирт (этиловый), применявшийся на первых
советских ракетах Р-1, Р-2, Р-5 («наследство» ФАУ-2) и на самой Vergeltungswaffe-2.
Вернее раствор 75% этилового спирта (этанол, этиловый спирт, метилкарбинол, винный спирт или алкоголь, часто в просторечии просто «спирт») — одноатомный спирт с формулой C2H5OH (эмпирическая формула C2H6O), другой вариант: CH3-CH2-OHУ этого горючего два серьёзных недостатка, которые очевидно не устраивали военных: низкие энергетические показатели и низкая стойкость личного состава к «отравлению» таким горючим.
Сторонники здорового образа жизни (спиртофобы) пытались использовать фурфуриловый спирт-ядовитая, подвижная, прозрачная, иногда желтоватая (до темно-коричневого), со временем краснеющая на воздухе жидкость.
Хим. формула:C4H3OCH2OH, Рац. формула:C5H6O2. Отвратительная жижа.
К питью не предназначена.
Группа углеводородов.Керосин
Условная формула C7,2107H13,2936
Горючая смесь жидких углеводородов (от C8 до C15) с температурой кипения в интервале 150—250 °C, прозрачная, бесцветная (или слегка желтоватая), слегка маслянистая на ощупь
плотность — от 0,78 до 0,85 г/см³ (при температуре 20°С);
вязкость — от 1,2 – 4,5 мм²/с (при температуре 20°С);
температура вспышки — от 28°С до 72°С;
теплота сгорания — 43 Мдж/кг.
Моё мнение: о точной молярной массе писать бессмысленно
Керосин является смесью из различных углеводородов, поэтому появляются страшные дроби (в хим формуле) и «размазанная» температура кипения.
Удобное высококипящее горючее. Используется давно и успешно во всём мире в двигателях и в авиации. Именно на нем до сих пор летают «Союзы». Малотоксичен (пить настоятельно не рекомендую), стабилен. Всё же керосин опасен и вреден для здоровья (употребление внутрь).
Однако и он требует осторожности в обращении при эксплуатации: авария пассажирского самолётаСущественные плюсы: сравнительно недорог, освоен в производстве.
Пара керосин-кислород идеальна для первой ступени. Ее удельный импульс на земле 3283 м/с, пустотный 3475 м/с. Недостатки. Относительно малая плотность. 
Относительно дешёвый (был):
Для повышения плотности лидерами освоения космоса были разработаны синтин (СССР) и RJ-5 (США).
Синтез синтина.
Керосин имеет склонность к отложению смолистых осадков в магистралях и тракте охлаждения, что отрицательно сказывается на охлаждении. На это его свойство педалируют Мухин, Велюров @Co.Керосиновые двигатели наиболее освоены в СССР.
Шедевр человеческого разума и инженерии наша «жемчужина» РД-170/171:
«Где делают самые лучшие ракетные двигатели в мире».
Теперь более корректным названием для горючих на основе керосина стал термин УВГ-«углеводородное горючее», т.к. от керосина, который жгли в безопасных керосиновых лампах И. Лукасевича и Я. Зеха, применяемое УВГ «ушло» очень далеко.Как пример:нафтил.
Низкомолекулярные углеводороды
Метан-CH4
Молярная масса: 16,04 г/моль
Плотность газ (0 °C) 0,7168 кг/м³;
жидкость (−164,6 °C) 415 кг/м³
Т. плав.=-182,49 °C
Т. кип.=-161,58 °C
Всеми сейчас рассматривается как перспективное и дешёвое топливо, как альтернатива керосину и водороду.
Главный конструктор
Владимир Чванов:
— Удельный импульс у двигателя на СПГ высокий, но это преимущество нивелируется тем, что у метанового топлива меньшая плотность, поэтому в сумме получается незначительное энергетическое преимущество. С конструкционной точки зрения метан привлекателен. Чтобы освободить полости двигателя, нужно только пройти цикл испарения — то есть двигатель легче освобождается от остатков продуктов. За счет этого метановое топливо более приемлемо с точки зрения создания двигателя многоразового использования и летательного аппарата многоразового применения.
Недорог, распространен, устойчив, малотоксичен. По сравнению с водородом имеет более высокую температуру кипения, а удельный импульс в паре с кислородом выше, чем у керосина: около 3250-3300 м/с на земле.
Неплохой охладитель.
Недостатки. Низкая плотность (вдвое ниже чем у керосина). При некоторых режимах горения может разлагаться с выделением углерода в твердой фазе, что может привести к падению импульса из-за двухфазности течения и резкому ухудшению режима охлаждения в камере из-за отложения сажи на стенках КС. В последнее время идут активные НОР и НИОКР в области его применения (наряду с пропаном и природным газом) даже в направлении модификации уже сущ. ЖРД (в частности такие работы были проведены над РД-0120).
К этим топливам можно отнести пропан и природный газ. Основные их характеристики, как горючих, близки (за исключением большей плотности и более высокой температуры кипения)к УВГ. И имеются такие же проблемы при их использования.
Особняком среди горючих позиционируется Водород-H2 (Жидкий: LH2).
Молярная масса водорода равна 2 016 г / моль или приближенно 2 г / моль.
Плотность (при н. у.)=0,0000899 (при 273 K (0 °C)) г/см³
Температура плавления=14,01K (-259,14 °C);
Температура кипения=20,28K (-252,87 °C);
Использование пары LOX-LH2 предложено еще Циолковским, но реализовано другими:
Такая схема реализована в Aerojet Rocketdyne RL-10-просто шикарный (с инженерной точки зрения) движок:
Растворимость в углеводородах и водяного пара в топливе
Растворимость в углеводородах и водяного пара в топливе
В нефтяных дистиллятах, товарных топливах и индивидуальных углеводородах растворяются газы и пары.
Практическое значение имеет растворимость в углеводородных смесях воздуха и основных его составляющих компонентов: азота, кислорода и водяных паров. Все процессы окисления углеводородов и неуглеводородных органических примесей зависят от весовой концентрации кислорода, растворенного в углеводородной среде. Азот как инертный газ ограничивает или предотвращает эти явления, крайне ухудшающие эксплуатационные качества топлив.
Кислород и влага вызывают коррозию металлов, применяемых для изготовления транспортных средств и тары для хранения топлив. В результате коррозии сильно изнашиваются механизмы и загрязняются топлива. В контакте с водой топлива могут также загрязняться быстро размножающимися микроорганизмами и продуктами их жизнедеятельности.
Источником воды в топливе являются водяные пары, содержащиеся в воздухе. Поскольку концентрация водяных паров в воздухе непостоянная, степень обводненности топлив изменяется.
В зависимости от температуры и относительной влажности окружающей атмосферы содержание растворимой (гигроскопичной) соды будет увеличиваться или уменьшаться. Избыток для данных условий воды будет испаряться в атмосферу, если температура окружающего воздуха выше температуры топлива, или конденсироваться и выводиться из топлива путем отстоя, если температура окружающего воздуха будет ниже температуры топлива (охлаждение). Конденсация в топливе избыточной воды начнется с появления мельчайших капель, укрупняющихся и образующих нижний подтопливный слой. Скорость отстоя зависит от вязкости, температуры системы, толщины слоя жидкости. Выделение и отстой избыточной влаги из топлива при резком понижении температуры может сопровождаться образованием кристаллов льда, остающихся, вследствие своей малой плотности, над топливом или в толще жидкости во взвешенном состоянии.
Воздух и составляющие его газы, в том числе водяной пар, проникают в жидкую фазу двумя путями: растворяясь в процессе диффузии, а также при перемешивании топлива. Растворимость газов и паров зависит от химической структуры растворителя, природы и парциального давления растворяющегося газа или пара, температуры окружающей среды и подчиняется закону Генри. По этому закону концентрация С растворенного в жидкости газа или пара пропорциональна его парциальному давлению Р, а отношение этих величин соответствует постоянному для данных условий коэффициенту пропорциональности К:
Растворимость нескольких газов в одном и том же растворителе будет пропорциональна парциальному давлению каждого из них в данных условиях. Для водяного пара было показано, что коэффициент пропорциональности К равен отношению максимально возможной концентрации воды Смакс. в углеводороде при данной температуре к давлению насыщенных водяных паров Рнас.в. в воздухе при той же температуре:
Концентрация растворенной воды в углеводородах пропорциональна относительной влажности воздуха.
Аэрация топлив происходит за счет механического вовлечения воздуха, а вместе с ним и водяного пара, в толщу жидкости при ее распыливании (перекачка, слив открытой струей, перемещение слоя жидкости при транспортировании и т. п.). При этом воздух и его составляющие проникают в толщу жидкости в виде пузырьков различных размеров. При спокойном состоянии топлива пузырьки газов будут, поднимаясь, выделяться из жидкости. При этом объем пузырьков уменьшится из-за частичного растворения газа в жидкости. Растворение в жидкости всплывающих газовых пузырьков представляет собою диффузионный процесс, заключающийся в образовании на граничной поверхности жидкость—газ насыщенного газом раствора и в уносе вещества от поверхности.
Скорость растворения пузырьков газа в жидкости и длина пути, пробегаемого пузырьками до их полного растворения при различных режимах всплывания, могут быть рассчитаны. Скорость выделения газовых пузырьков зависит от вязкости жидкости и коэффициента диффузии газа или пара в углеводородной среде, а объем пузырька газа или пара — от насыщения газами жидкости при данной температуре и длительности их прохождения по высоте слоя жидкости.
При одинаковых температурах растворимость кислорода в углеводородной смеси значительно больше, чем азота. Так, в бензоле при 25°С растворяется кислорода 0,22 м3/м3, а азота 0,12 м3/м3.
В топливе, насыщенном газом, другой газ уже не растворяется. При насыщении реактивного топлива азотом (0,006 вес. % при нормальных условиях) растворение в этом топливе кислорода исключалось.
Тот факт, что растворимость кислорода в углеводородных смесях больше, чем азота, весьма отрицательно сказывается при эксплуатации топлив. При обмене с воздухом топливо обогащается кислородом, в связи с чем концентрация его в жидкой фазе возрастает. С увеличением концентрации кислорода интенсивность окисления компонентов топлива усиливается.
При нормальных условиях в топливе растворимость кислорода на 60—70% выше, чем азота. Объемное соотношение азота и кислорода в растворенной газовой смеси равно 2,07:1, в то время как в воздухе оно составляет 3,76: 1. Поэтому на высоте 8000 м при пониженном давлении выделяющийся из авиационного топлива воздух содержит 26—30% кислорода. При такой его концентрации теоретически возможно воспламенение паров топлива. Следовательно, взрывоопасность авиационных топлив на высоте значительно возрастает.
Следует заметить, что деаэрация топлива, или скорость выделения пузырьков газа, в сильной степени зависит от чистоты жидкости. В присутствии следов загрязнений и примесей поверхностно- активных веществ (в том числе смол) скорость выделения пузырьков газов резко снижается. Это происходит из-за задержки движения жидкости на нижней (кормовой) части пузырька. При введении на 1 моль воды 3 • 10-6 молей октилового спирта количество выделяющегося из воды воздуха значительно снижается. По-видимому, такая концентрация октилового спирта в воде соответствует пределу адсорбции этого вещества на нижней (кормовой) поверхности пузырька воздуха.
Растворимость кислорода и азота в топливе с повышением температуры увеличивается, однако это происходит не столь интенсивно, как для водяного пара.
При 18—20 °С углеводороды и их смеси растворяют кислорода (в м3/м3):
В сравнимых условиях растворимость кислорода уменьшается с повышением температуры кипения топлив. Растворимость его возрастает с увеличением парциального давления кислорода в воздухе (табл. 75).
Растворимость кислорода в углеводородах значительно выше, чем в воде. При парциальном давлении 160 мм рт. ст. в воде растворяется 6 см3/л кислорода, т. е. в пять раз меньше, чем в газойле и в 20 раз меньше, чем в пентане в аналогичных условиях. Эти данные также показывают, насколько сильно может изменяться концентрация кислорода в топливах. В авиационных бензинах содержание растворенного кислорода при 20 °С колеблется в пределах от 3,5 до 43,7 см3/л или от 7 до 87 мг/кг.
В. Г. Березкин и В. Р. Алишоев определили на газохроматографе содержание растворенного кислорода в товарных дистиллятных топливах, имеющих различные пределы кипения. Точность определения ±4%. Для равновесного состояния при температуре 20 °С и нормальном давлении, при котором концентрация кислорода в топливе не изменялась даже с продувкой воздуха, были
установлены следующие значения растворимости кислорода (в см3/100 мл топлива):
С увеличением плотности, молекулярного веса составляющих топливо углеводородов и температуры выкипания в сопоставимых условиях растворимость кислорода падает. Максимальное количество кислорода в топливе обнаруживается после его фильтрации. При фильтрации многократно увеличивается поверхность жидкости, вступающей в контакт с воздухом. Происходит не только растворение газов, но и аэрирование топлива. При пересыщении топлив воздухом и его частичном выделении могут образовываться нестойкие пены. Из вязких продуктов, например керосинов, наиболее полно воздух может быть удален при помощи механического перемешивания в условиях, предотвращающих проникновение в жидкую фазу новых порций воздуха (при небольшом вакууме).
В патентной литературе приводятся методы выделения кислорода из топлива. Предлагается обрабатывать нефтепродукты твердыми щелочными и щелочно-земельными металлами, сульфитами аммония, натрия (твердыми солями, но не их растворами) в атмосфере инертного газа — азота.
Считают, что в углеводородных смесях (от бензина до смазочных масел.) при нормальном давлении и температуре может раствориться воздух от 7 до 25% объема, занимаемого нефтепродуктом.
Ниже приведены значения растворимостей воздуха при 15,5°С для керосинов различных сортов:
Растворимость воздуха в керосинах мало зависит от их состава, содержания растворенной воды и свойств. Различие в растворимости воздуха (газов) связано с поверхностным натяжением топлив. Чем ниже поверхностное натяжение, тем выше растворимость.
Сильное внезапное выделение растворенного в топливе воздуха или других газов, часто обусловленное интенсивным перемешиванием топлив, вызывает их вспенивание. Вспенивание может происходить в баках самолета в связи с быстрым набором высоты (понижение давления окружающей атмосферы, см. рис. 57), а также в связи с интенсивным перемещением при этом топлива в баках.
При одинаковых температуре и давлении растворимость воды в углеводородах падает с увеличением их молекулярного веса и, следовательно, с повышением температуры кипения. С повышением температуры углеводородной смеси растворимость воды резко возрастает. Так, в керосине растворимость воды при 200 °С увеличивается в 13 раз, а в смазочном масле (молекулярный вес 434) в 6 раз по сравнению с растворимостью в этих же продуктах при 100°С. Из углеводородов наиболее влагоемок бензол. С увеличением длины и числа боковых цепей в молекуле гомологи бензола становятся менее гигроскопичными и, наконец, по этому показателю приближаются к углеводородам иного строения. Так, по растворимости воды пропилбензол и мезитилен будут мало отличаться от гептана (табл. 76). При низких, в том числе отрицательных температурах (от —2 до 20°С) растворимость воды в углеводородах невелика (0,001—0,005 вес. %). Скорость изменения содержания воды в топливе будет определяться скоростью диффузии паров воды из топлива в воздух и обратно, растворенных паров воды в толще углеводородной смеси, конвекционных токов в этой смеси, а также отношением поверхности соприкосновения топлива с воздухом к объему топлива, залитого в емкость.
Интересную закономерность можно заметить для углеводородов различных молекулярных весов и строения, если представить растворимость в них воды на логарифмической сетке (рис. 58). Различие в растворимости возрастает с понижением температуры системы из-за конденсации и вымерзания воды. При температуре ниже 15 °С прежде всего освобождаются от воды низкомолекулярные углеводороды, относящиеся к классу алканов. Алкены, алкадиены и моноциклические ароматические углеводороды в равных температурных условиях задерживают в 3—4 раза больше воды, чем низкомолекулярные алканы. С увеличением температуры и, следовательно, давления насыщенных паров углеводородов различия, связанные с их строением, исчезают; растворимость резко возрастает. При 230—250 °С для всех углеводородов, в том числе для их смесей, линия растворимости проходит через одну как бы фокусную точку. В этой точке растворимость воды достигает приблизительно 20 мол. %, в то время как при 15,6 °С для углеводородов различного химического строения она составляет 0,015—0,5 мол. %, т. е. в 1600—40 раз меньше. Логарифм молярной растворимости воды в углеводородах соответствует прямой линии, являющейся функцией от температуры. На этом основании составлена номограмма, по которой достаточно точно можно определять изменение растворимости воды в углеводородах в интервале от 10 до 204 °С (рис. 59)
Для определения влагосодержания в индивидуальных углеводородах или нефтепродуктах, указанных в номограмме, значение заданной температуры на левой шкале соединяют прямой с соответствующей точкой и продолжают прямую до пересечения с правой шкалой. В точке пересечения прямой с правой шкалой будет искомое значение. Например, для бензола при 80 °С растворимость воды составит 1,24 мол. %.
В табл. 77 приведены данные о растворимости воды при различных температурах в некоторых индивидуальных углеводородах.
Из этих данных видно, что не только температура, но и строение углеводородов оказывает значительное влияние на количество растворимой воды.
Колебания содержания воды, растворенной в нефтепродуктах, обусловленные изменениями температуры, вызывают особые затруднения при их хранении и эксплуатации. Растворимость воды изменяется со сменой времени суток (день—ночь), времени года (зима—лето), климатического пояса, степенью насыщения воздуха влагой (приморские районы, пустыни), а для авиационных топлив, кроме того, с высотой полета.
С понижением температуры окружающей среды и охлаждением топлива избыток воды конденсируется и выделяется в виде эмульсионной фазы. Так, при охлаждении в баке поднимающегося самолета 9000 л авиационного топлива с 15 до 0 °С выделилось 0,4 л воды.
Скорость насыщения водой предварительно осушенного топлива до равновесного состояния с влажностью окружающего воздуха велика. Так, при 17 °С и 100%-ной влажности воздуха топливо Т-1 насыщалось влагой до содержания 0,005 вес. % в течение 1,5ч; до 0,0055% в течение 4ч; при 0 °С максимум достигался через 2ч. Из данных, приведенных ниже, видно, насколько значительно влияние температуры на содержание в топливе растворенной воды:
Система топливо — вода — кислород — азот находится в непрерывно изменяющемся динамическом равновесии, не подчиняющемся регулированию до тех пор, пока топливо не будет изолировано от окружающего воздуха. Между тем в условиях производства, транспортирования и применения огромных количеств нефтяных топлив их полная изоляция от окружающей среды едва ли осуществима.
Ь. требований be80iiach0cth8.1. общие требования8.1.1. к работе на хроматографе с ионизационно-пламенным детектором допускаются лица,достигшие 18 лет,обученные работе на хроматографе и прошедшие инструктаж по технике безопасности.8.1.2. помещение, в котором размещаются хроматографы, должно быть оборудовано приточно-вытяжной вентиляцией и соответствовать требованиям стандартов по пожаробезопасностигост 12.1.004-76 и по взрывобезопасности гост 12л.010-768.1.3. размещение хроматографа в помещении и разводку коммуникаций согласуют в отделе техники безопасности.ост 26-04-2573-80 ста, 178.2. работа с водородом8.2.1. в хроматографе с ионизационно-пламенным детектором используют водород. расход водорода составляет 0,5-0,80 см3/с (30-50 см3/мин) при давлении до 4 кгс/см2 (0,4 мпа). чистый водород не взрывается, однако смесь водорода с воздухом или кислородом похаро-и взрывоопасна. пределы взрываемости смесей приведены в табл. 2.таблица 28.2.3. допускается подача водорода на хроматограф из малолитражного баллона емкостью не более 2 дм3, установленного в одном помещении с хроматографом. наполнение водородом малолитражных баллонов проводят по специальной инструкции. количество водорода в баллоне, находящемся в помещении, не должно превышать 0,4# от объема помещения.8.2.4. в случае пожара в помещении, где установлен хроматограф, или в соседних помещениях следует немедленно закрыть вентиль на баллоне с водородом, находящемся в помещении, отсоединить от коммуникаций и вынести его из здания.если баллон установлен вне здания, закрыть вентиль на линии подачи водорода на хроматограф и вентиль баллона.8.2.5. коммуникации, подводящие водород к хроматографу, необходимо выполнять из металлических трубок с минимальным количеством соединений. давление в этих коммуникациях не должно превышать давления, указанного в инструкции к хроматографу.8.2.6. редуктор должен устанавливаться непосредственносто. 18 ост 26*04-2573-80 на баллоне. на редукторе должна быть смонтирована дроссельная шайба, ограничивающая расход водорода до 1,7 см3/с (100 см3/мин). в помещении на линии подачи водорода должен быть установлен отсекающий вентиль, расположенный в удобном для обслуживания месте, и манометр.8.2.7. если газопровод и коммуникации внутри хроматографа используются впервые, необходимо их предварительно продуть и опрессовать азотом.8.2.8. необходимо еженедельно проверять герметичность трубопроводов, подводящих водород к хроматографу, используемой арматуры и коммуникаций внутри хроматографа. проверка герметичности должна регистрироваться в специальном журнале.8.3. работа с кислородом8.3.1. в помещении, где установлен хроматограф, допускается размещать не более трех криогенных сосудов с жидким кислородом .емкостью 15 дм3 каждый. не используемые при работе сосуды следует вынести из помещения.8.3.2. так как кислород пропитывает одежду и волосы и они могут воспламеняться при работе с огнем, после работыс кислородом следует выйти из помещения и проветрить одежду в течение 25-30 мин.8.3.3. наличие масла на пробоотборнике сжиженных газов не — допускается.8.4. отбор проб8.4.1. отбор жидких проб из воздухоразделительной установки производит аппаратчик в присутствии лаборанта. при отборе проб, для защиты рук и лица от возможных ожогов, необходимо использовать рукавицы гост 12.4.010-70 и защитный щиток гост 12.4.023-76 или очки гост 12.4.013-75 .8.4.2. при отборе жидких проб не следует стоять напротив штуцера, во избежание ожогов при выбросе жидкости.8.4.3. при работе со стеклянными сосудами дьюара необходимо обмотать их изоляционной лентой.отраслевой стандартгазы. хроматографический, метод определения микро-примесей предельных и не- ост 26-04-2573-80предельных углеводородов взамен рты 26-04-33-72приказом минхиммаш впо «союзкриогенмаш»от 05.12. 1980 г. й 90 срок введения установленс 01.07. 1981 г.настоящий стандарт устанавливает метод определения микропримесей предельных и непредельных углеводородов в газообразном и жидком воздухе, кислороде и других низкокипящих газах.сущность метода заключается в предварительном обогащении пробы микропримесями углеводородов в концентраторе или ловушке при низкой температуре с последующим хроматографическим разделением пробы и регистрацией с использованием детектора ионизации в пламени. порог чувствительности метода составляет icp10 мольных долей при лросуе 10 дм3.метод позволяет осуществить определение предельных и непредельных углеводородов в пробе на любом хроматографе с ионизационно-пламенным детектором, в частности:- на лабораторном хроматографе типа «цвет» или лхймщ: от этана до углеводородов, содержащих семь углеродных атомов;- на промышленном автоматическом хроматографе «микро-з»: от метана до углеводородов, содержащих семь углеродных атомов.издание официальное перепечатка воспрещенаф£ф!0черт. 2пробоотборникжидкостиjf
416
Ф35
SOM3
2.SCH3
Юсн *
Черт. 3
Cm 2 ОСТ 26-04-2513-80
1. АППАРАТУРА И МАТЕРИАЛЫ
I.I. Для определения микроцримесей предельных и непредельных углеводородов используют:
— хроматограф газовый. Детектор ионизации в пламени по ГОСТ 18950-73;
— концентратор из трубы нержавеющей стали, длиной 400 мм (черт. I, приложение I, рекомендуемое);
— футляр (черт. 4, приложение 2, рекомендуемое);
— счетчик газовый барабанный (с жидкостным затвором) типа ГСБ 400 по ТУ 25.04. ЭД1, 2261-78;
— пробоотборник жидкости (черт. 3, приложение I, рекомендуемое) ;
— редуктор кислородный типа ДКП-1-65 по ГОСТ 13861-68;
— редуктор баллонный водородный одноступенчатый по ТУ 26-05-463-76;
— редуктор воздушный типа РС-250-58 по ТУ 25-02-1428-75;
— сосуд криогенный типа CK-I6 по ГОСТ 16024-79;
— сосуд Дьюара стеклянный, 0,5 л по ТУ 26УССР-884-75;
— реометр стеклянный, лабораторный, на расход до 500 см3/мин по ГОСТ 9932-75;
— баллоны газовые, 2-5 да3, Р=20 МПа (200 кгс/см2], сре-да нейтральная по ГОСТ 949-73;
— манометры пружинные образцовые по ГОСТ 6521-72;
— шприц медицинский, 5 мл по ТУ 64-2-76-75;
— секундомер типа C-II-I6 по ГОСТ 5072-79;
— переходник стеклянный, с отверстием для резиновой пробки (черт. 2, приложение J§ I, рекомендуемое);
— трубка резиновая, медицинская, диаметром 6×1 мм по ГОСТ 3399-76;
— трубка резиновая, вакуумная по ТУ 38-105881-75;
— шкаф сушильный , лабораторный по ГОСТ 7365-55;
ОСТ 26-04-2573-80 Сто. 3 * ткани из стеклянного волокна по ГОСТ 5Л544-72;
— твердый носитель: 1
а) цветохром I к по ТУ-6-09-26-219-75;
б) цветохром II к по ТУ-6-09-26-219-75;
— 2,4 — диметилсульфолан (производство Англия, Австрия,
ФРГ);
— триэтиленгликоль о ТУ 6-01-864-73;
— окись алюминия активная по ГОСТ 8136-76;
— калия гидрат окиси (кали едкое) по ГОСТ 9285-78;
— растворители:
а) эфир этиловый по ГОСТ 89Ы-78;
б) спирт этиловый ректификованный по ГОСТ I830U-72;
в) ацетон технический по ГОСТ 2768-79;
— кислород жидкий, технический по ГОСТ 6331-78;
— азот газообразный, технический по ГОСТ 9293-74;
— водород технический, по ГОСТ 3022-70;
— воздух по ГОСТ 11882-73;
— этан по ТУ 6-09-2450-72;
— этилен по ТУ 6-09-2451-72;
— пропан по ТУ 6-09-2452-72;
— пропилен по ТУ 6-09-2453-72;
— н. бутан по ТУ 6-09-2446-72;
— изобутан по ТУ 6-09-2454-72;
— ацетилен по ГОСТ 5457-75;
2. ПОДГОТОВКА К РАБОТЕ
2.1. Подготовка сорбента для заполнения хроматографических колонок в лабораторных хроматографах типа «Цвет” и НЛХМ-814Д».
2.1.1. Для приготовления сорбента используется носитель фракции 0,4-0,6 мм. Количество носителя на 20$ должно превышать количество, указанное в п.2.4.1. Отобранный носитель взвешивают.
Сто. 4 ОСТ 26-04-2573-80
2.1.2. В стеклянной колбе емкостью 0,2 дм3 (200 мл)взве-шивают реактив 2,4 — диметилсульфолан в количестве 2С$ от массы твердого носителя и растворяют в растворителе, объемом равным объему твердого носителя.
2.1.3. В полученный раствор всыпают твердый носитель.
При интенсивном перемешивании растворитель испаряют под тягой. Приготовленный сорбент сушат в токе сухого азота в течение 2-3 часов, с расходом азота не более1,7 см3/с (100см3/мин)
2.1.4. Готовым сорбентом заполняют колонку и продувают в течение 2-3 суток током газа-носителя, с расходом не более 1,7 см3/с при температуре не выше 40°С.
2.2. Подготовка сорбента для наполнения хроматографической колошш в промышленном хроматографе «Микро-З»,
2.2.1. для подготовки сорбента следует использовать активную окись алюминия, которую дробят и отсеивают фракцию 0,25-0,5 мм. Полученную фракцию отмывают дистиллированной водой от пыли и обрабатывают IQ# раствором соляной кислоты под тягой в течение 4-4,5 часов на водяной бане. Отмытый до нейтральной реакции сорбент сушат при температуре 130-140°С в сушильном шкафу в течение 2-2,5 часов.
2.2.2. В колбе емкостью 0,5 да3(500 мл), в небольшом количестве воды (на 80 мд воды 100 г fit растворяют едкий калий в количестве 3% от массы окиси алюминия. Затем помещают в колбу охлажденную фракцию окиси алюминия. Колбу встряхивают 20-30 мин и оставляют стоять 5-6 часов.
2.2.3. Готовый сорбент сушат в сушильном шкафу при температуре Ю0-120°С и активируют при температуре 345-355°С в муфельной печи до постоянного веса. Готовым сорбентом заполняют хроматографическую колонку и прогревают в течение 2-2,5 ч при температуре И0-120°С в токе сухого газа-носителя с расходом не более 1,7 см3/с.
2.3. Подготовка сорбента для заполнения концентраторов
2.3.1. Для приготовления сорбента необходимо взять при-
ОСТ 26-04-2573-80 Сто. 5 мерно 70 см3 твердого носителя фракции 0,4-0,6 мм. Отобранный носитель взвешивают..
2.3.2. В- стеклянной колбе, емкостью 0,2 да3 (200 мл), взвешивают триэтиленгликоль в количестве 30# от массы твердого носителя и растворяют в растворителе, объемом равным объему твердого носителя.
2.3.0. В полученный раствор всыпают твердый носитель.
При интенсивном перемешивании растворитель испаряют под тягой. Готовый сорбент сушат в сушильном шкафу при температуре 35-50°С в течение 2-3 часов.
2.4. Заполнение хроматографических колонок
2.4.1. Количество сорбента, засыпаемого в колонку, рассчитывают по формуле:
G = 0,785dzL/> ;
где
G — количество сорбента, г;
d — внутренний диаметр колонки, см;
L — длина колонки, см;
j> — плотность набивки, г/см3; = 0,о г/см3;
2.4.2. Колонки заполняют сорбентом через специальные, прилагаемые к хроматографу воронки, навинчивающиеся на штуцеры колонок.
Засыпают сорбент небольшими порциями, до полного заполнения, слегка постукивая по колонке деревянным молотком, концы колонки на глубину 8-12 т следует закрыть стекловолокном, предупреждая попадание твердых частиц из колонки d газовые коммуникации и детектор.
2.5. Заполнение концентраторов
2.5.1. Концентраторы заполняют сорбентом, аналогично колонке, при помощи стеклянной воронки, соединённой с концентратором короткой медицинской, резиновой трубкой. С обоих коп-
цсв концентратора над слоем сорбента оставляют 2G-30 мм. Поверх слоя сорбента накладывают слой стекловолокна толщиной 8-12 мм.
2.5.2. Заполненные концентраторы продувают в течение 5-8 часов сухим азотом комнатной температуры с расходом не более 1,7 см3/с (100 см3/мин).
2.5.3. На концы заполненного концентратора надевают трубки резиновые вакуумные, длиной 40-50 мм каждая. На трубки надевают стеклянные переходники (черт. 2, приложение I, рекомендуемое) для подсоединения к месту отбора пробы и к газовому счётчику.
для предупреждения попадания атмосферной влаги в концентратор, находящийся в нерабочем состоянии, его следует заглушить медицинской резиновой трубкой, надев её на свободные концы стеклянных переходников.
2.6. Приготовление поверочной смеси с эталонными компонентами
2.6.1. Смесь готовят объемно-манометрическим методом в газовых баллонах, емкостью 2-5 литров, рассчитанных на рабочее давление 10-15 МПа (100-150 кгс/см^).
2.6.2. Баллоны должны быть освидетельствованы в соответствии с правилами устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением.
2.6.3. Срок годности смеси не более одного года. По истечении этого срока содержание эталонного компонента в смеси проверяется абсолютным методом, например, на фотокалориметре,
2.6.4. Минимальное давление в баллоне, при котором превращается использование смеси без проверки содержания эталонного компонента абсолютным методом, не менее 0,5 МПа
(5 кгс/см^).
2.6.5. Не допускается использование смеси при давлении в баллоне ниже 0,2 МПа (2 кгс/см^).
ОСТ 26-04-2573-80 Сто. 7
2.6.6. Содержание эталонных компонентов в смеси должно быть ие более 0,01!? объёмных. В качестве эталонных компонентов используют чистые газы, которыми могут быть предельные углеводороды (н. алканы) до н. -бутана включительно. Число компонентов в смеси должно быть не менее двух.
в смеси обязательно.
2.6.7. В соответствии с объёмом баллона и принятым давлением в баллоне рассчитывают необходимое количество чистых газов, принимаемых за эталлонные компоненты,по формуле:
£ =с*1СГ3.Е’Р, см3; где ^ — количество чистых газов, нем3;
с — расчётная концентрация эталонного компонента в смеси, нсм3/нм3;*
Е — емкость баллона, да3(л);
Р — расчётное абсолютное давление смеси в баллоне, кгс/см2;*
2.6.8. для приготовления поверочной смеси баллон ваку-умируется до остаточного давления 266-667 Па (2-5 мм рт.ст.). затем заполняется сухим азотом и повторно вакуумируется. Вентиль баллона закрывают, далее на -вентиль баллона навёртывают металлическую гайку с заглушкой из вакуумной резины (можно использовать пребки от пузырька пенициллина).
Открывают вентиль баллона. Через заглушку на вентиле баллона вводят шприцем подготовленный компонент. Не закрывая вентиль баллона, вынимают шприц из заглушки. Отбирают шприцем следующий компонент и снова вводят в баллон через заглушку. После ввода последнего компонента смеси, отсоединяют шприц, не вынимая иглы шприца из заглушки, и через иглу доводят давление в баллоне до атмосферного. Затем баллон подсоединяют через переходник с образцовым манометром к баллону с азотом и заполняют до расчетного давления.
_ —
при 20 С и 1и13 гЛа (760 мм рт.ст.)
2.6.S. Подготовленную поверочную смесь выдерживают в течение 7-10 дней для равномерного распределения компонентов в объеме баллона. По истечении этого срока, поверочную смесь проверяют абсолютным методом (например, на фотокалориметре) либо на хроматографе с использованием ранее приготовленной поверочной шеей.