表面活性劑對(duì)汽油閃點(diǎn)的影響(趙宇)

中國(guó)人民武裝警察部隊(duì)學(xué)院實(shí)驗(yàn)報(bào)告題目：表面活性劑對(duì)汽油閃點(diǎn)的影響系隊(duì) 消防工程系八隊(duì)專 業(yè) 消防工程指導(dǎo)教師 楊守生 組 長(zhǎng) 趙宇 成員王天璽、何艷寶邵俊渝、汪琦超二O—三年十月表面活性劑對(duì)汽油閃點(diǎn)的影響摘要：利用閃點(diǎn)測(cè)定儀對(duì)各類可燃液體及其添加量對(duì)汽油閃點(diǎn)的影響進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究，發(fā)現(xiàn)各類可燃液體中低閃點(diǎn)可燃液體對(duì)汽油閃點(diǎn)影響顯著，添加量不同時(shí)對(duì)汽油閃點(diǎn)的影響不同；高閃點(diǎn)可燃液體添加量增加，汽油閃點(diǎn)汽油顯著變化；低閃點(diǎn)可燃液體添加量增加，汽油閃點(diǎn)明顯下降。關(guān)鍵詞：閃點(diǎn)、二元混合、可燃液體。1.緒論隨著化學(xué)工業(yè)的不斷發(fā)展及化工產(chǎn)品的多樣化，各種化工產(chǎn)品在國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門中得到了廣泛應(yīng)用。我國(guó)生產(chǎn)的化工產(chǎn)品有數(shù)萬(wàn)種，其中85%具有燃燒爆炸危險(xiǎn)性，所以這些易燃可燃物質(zhì)在生產(chǎn)、運(yùn)輸、儲(chǔ)存等各個(gè)環(huán)節(jié)都不同程度地存在著火災(zāi)危險(xiǎn)性，增添了防火工作的艱巨性。因此，認(rèn)識(shí)、了解易燃液體燃燒特性對(duì)于預(yù)防這些場(chǎng)所火災(zāi)的發(fā)生具有積極的意義。閃點(diǎn)、自燃點(diǎn)是表征易燃液體燃燒特性的重要參數(shù)，在可燃液體生產(chǎn)、運(yùn)輸、儲(chǔ)存等各個(gè)環(huán)節(jié)當(dāng)中經(jīng)常要使用到這些參數(shù)。由于液體的燃燒是通過(guò)其揮發(fā)的蒸氣與空氣形成可燃性混合物，在一定的比例范圍內(nèi)遇火源點(diǎn)燃而實(shí)現(xiàn)的，因而液體的燃燒是液體的蒸氣與空氣中的氧進(jìn)行的劇烈反應(yīng)。所謂易燃液體實(shí)質(zhì)上就是指其蒸氣極易被引燃，多數(shù)易燃液體被引燃只需要0.5mJ左右的能量。由于易燃液體的沸點(diǎn)都很低，故十分易于揮發(fā)出易燃蒸氣，且液體表面的蒸氣壓較大，加之著火所需的能量極小，故易燃液體都具有高度的易燃性。如甲醇的閃點(diǎn)為11.11°C,最小引燃能量為0.215mJ。當(dāng)液體溫度較低時(shí)，由于蒸發(fā)速度很慢，液面上蒸氣濃度小于爆炸下限，蒸氣與空氣的混合氣體遇到火源是點(diǎn)不著的。隨著液體的溫度升高,蒸氣分子濃度增大到爆炸下限時(shí),蒸氣與空氣的混合氣體遇火源就能閃出火花，但隨即熄滅。這種在可燃液體的上方，蒸氣與空氣的混合氣體遇火源發(fā)生一閃即滅的瞬間燃燒現(xiàn)象稱為閃燃。液體發(fā)生閃燃，是因?yàn)槠浔砻鏈囟炔桓?，蒸發(fā)速度小于燃燒速度，蒸氣來(lái)不及補(bǔ)充被燒掉的蒸氣，而僅能維持一瞬間的燃燒研究意義：液體的火災(zāi)危險(xiǎn)性與其閃點(diǎn)、沸點(diǎn)等物理化學(xué)性質(zhì)密切相關(guān)。閃點(diǎn)是表征可燃液體火災(zāi)危險(xiǎn)性的一項(xiàng)重要參數(shù)，在消防工作中有著重要依據(jù)，是甲、乙、丙類危險(xiǎn)液體分類的依據(jù)。可燃液體生產(chǎn)、存儲(chǔ)廠房和庫(kù)房的耐火等級(jí)、層數(shù)、占地面積、安全疏散、防火間距、防爆設(shè)施等的確定和選擇要根據(jù)閃點(diǎn)來(lái)確定；液體儲(chǔ)罐、堆場(chǎng)的布置防火間距，可燃和易燃?xì)怏w儲(chǔ)罐的布置、防火間距，液化石油氣儲(chǔ)罐的布置、防火間距等也要以閃點(diǎn)為依據(jù)。此外閃點(diǎn)還是選擇滅火劑和確定滅火強(qiáng)度的依據(jù)。對(duì)于純組分易燃可燃液體的閃點(diǎn)，我們可以通過(guò)查文獻(xiàn)資料來(lái)獲得。但是在實(shí)際生產(chǎn)中，經(jīng)常使用混合易燃可燃液體，而這些混合液體閃點(diǎn)隨組成、配比不同而變化，很難從文獻(xiàn)上查得。因此，研究多元混合液體閃點(diǎn)變化規(guī)律具有重要意義。2實(shí)驗(yàn)部分2.1實(shí)驗(yàn)儀器及實(shí)驗(yàn)藥品實(shí)驗(yàn)儀器

實(shí)驗(yàn)藥品藥品：石蠟；聚氧乙烯醚；汽油（均為分析純）。2.2 測(cè)試方法參照GB/T261-83《石油產(chǎn)品閃點(diǎn)測(cè)定法（閉口杯法）》2.3 數(shù)據(jù)處理及實(shí)驗(yàn)方法2.3.1數(shù)據(jù)處理根據(jù)表面活性劑的可燃性和汽油的自身性質(zhì)，可以將該實(shí)驗(yàn)視為二元混合液體的閃點(diǎn)測(cè)試實(shí)驗(yàn)，利用Taylor導(dǎo)出的特殊多項(xiàng)式來(lái)處理和分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。二元混合液體閃點(diǎn)經(jīng)驗(yàn)計(jì)算公式：Y二bX+bX+bXX11221212其中的系數(shù)為：b=Y11b=Y-2-2（Y+Y）12b=4Y1212二元以上公式中，X代表混合液體中某種物質(zhì)的體積百分比，二元混合液體經(jīng)驗(yàn)計(jì)算公式中X+X二1；Y代表混合液體的閃點(diǎn)。122.3.2實(shí)驗(yàn)方法2.3.3.1用DS-IISBD自動(dòng)低溫閉口閃點(diǎn)測(cè)定儀測(cè)定閃點(diǎn)的實(shí)驗(yàn)方法：按照GB/T261-83試驗(yàn)方法準(zhǔn)備好試樣，然后按照實(shí)驗(yàn)與操作方法設(shè)定實(shí)驗(yàn)，再將油杯置于制冷器內(nèi)，、并按下組件，微調(diào)組件方向使油杯蓋蓋嚴(yán)油杯。開(kāi)機(jī)，儀器自檢后顯示“準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)、系統(tǒng)測(cè)試、系統(tǒng)管理、打印數(shù)據(jù)”，接通氣路，微調(diào)調(diào)氣閥，引燃點(diǎn)火器，調(diào)整火焰大小，使之符合實(shí)驗(yàn)要求。按下確定鍵，根據(jù)儀器提示依次輸入大氣壓，預(yù)閃點(diǎn)，控制方案號(hào)后啟動(dòng)實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)束后自動(dòng)打印和顯示實(shí)驗(yàn)結(jié)果。實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)說(shuō)明及步驟測(cè)試不同表面活性劑添加汽油后對(duì)汽油閃點(diǎn)的影響，然后測(cè)試效果顯著的表面活性劑在不同濃度梯度時(shí)對(duì)汽油閃點(diǎn)的影響。表2.1給出了各組分間的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)配比。表2.1雙組分實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案編號(hào)M1M2M3N110%090%N12010%90%N2首先分別用聚氧乙烯醚和石蠟在相同濃度下對(duì)汽油的影響：實(shí)驗(yàn)測(cè)得值分類質(zhì)量百分?jǐn)?shù)閃點(diǎn)聚氧乙烯醚和汽油10%-28C石蠟和汽油10%-35C根據(jù)文獻(xiàn)和實(shí)驗(yàn)測(cè)試記載，單組分汽油的閃點(diǎn)為-30°C?？梢钥闯鍪瀸?duì)汽油閃點(diǎn)的影響較大，再對(duì)不同濃度梯度的石蠟進(jìn)行測(cè)試。利用Taylor導(dǎo)出的特殊多項(xiàng)式來(lái)計(jì)算理論閃點(diǎn)值。百分?jǐn)?shù)X1X2Y110Y1201Y235%95%Y12注：X1為石蠟，X2為汽油。根據(jù)二元混合液體閃點(diǎn)經(jīng)驗(yàn)計(jì)算公式：可以求得Y=-18.1C,以下其他組分同理可求：石蠟和汽油的混合液體混合物濃度（質(zhì)量百分?jǐn)?shù)）5%10%15%20%25%閃點(diǎn)理論值-18.1°C-3.7C6.3C18.4C31.8C閃點(diǎn)測(cè)定值-34C-35C-33C-35C-30C誤差△15.9C31.3C39.3C53.4C61.8C石蠟密度p=0.88-0.915g/cmA3 90號(hào)汽油密度為0.72g/ml石蠟和汽油混合液體31.831.8+閃點(diǎn)理論亠閃點(diǎn)測(cè)定4結(jié)論DS-IISBD自動(dòng)低溫閉口閃點(diǎn)測(cè)定儀對(duì)汽油在石蠟和聚氧乙烯醚兩種表面活性劑不同濃度下組成的二元混合液體的閃點(diǎn)規(guī)律進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究，采用Taylor多項(xiàng)式，擬合出了常壓下該二元液體閃點(diǎn)隨組分配比變化的經(jīng)驗(yàn)計(jì)算公式,并通過(guò)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行了驗(yàn)證。經(jīng)驗(yàn)公式對(duì)給定組分的值與實(shí)際測(cè)試值有一定的誤差,說(shuō)明實(shí)驗(yàn)環(huán)境條件以及設(shè)備自身的誤差、人為操作誤差都可能影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果。另一方面可以證明表面活性劑（石蠟和聚氧乙烯