表面活性劑對汽油閃點的影響(趙宇)

中國人民武裝警察部隊學院實驗報告題目：表面活性劑對汽油閃點的影響系隊 消防工程系八隊專 業(yè) 消防工程指導教師 楊守生 組 長 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汽油閃點的影響摘要：利用閃點測定儀對各類可燃液體及其添加量對汽油閃點的影響進行了實驗研究，發(fā)現(xiàn)各類可燃液體中低閃點可燃液體對汽油閃點影響顯著，添加量不同時對汽油閃點的影響不同；高閃點可燃液體添加量增加，汽油閃點汽油顯著變化；低閃點可燃液體添加量增加，汽油閃點明顯下降。關鍵詞：閃點、二元混合、可燃液體。1.緒論隨著化學工業(yè)的不斷發(fā)展及化工產(chǎn)品的多樣化，各種化工產(chǎn)品在國民經(jīng)濟各部門中得到了廣泛應用。我國生產(chǎn)的化工產(chǎn)品有數(shù)萬種，其中85%具有燃燒爆炸危險性，所以這些易燃可燃物質在生產(chǎn)、運輸、儲存等各個環(huán)節(jié)都不同程度地存在著火災危險性，增添了防火工作的艱巨性。因此，認識、了解易燃液體燃燒特性對于預防這些場所火災的發(fā)生具有積極的意義。閃點、自燃點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)、運輸、儲存等各個環(huán)節(jié)當中經(jīng)常要使用到這些參數(shù)。由于液體的燃燒是通過其揮發(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)遇火源點燃而實現(xiàn)的，因而液體的燃燒是液體的蒸氣與空氣中的氧進行的劇烈反應。所謂易燃液體實質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。如甲醇的閃點為11.11°C,最小引燃能量為0.215mJ。當液體溫度較低時，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,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，是因為其表面溫度不高，蒸發(fā)速度小于燃燒速度，蒸氣來不及補充被燒掉的蒸氣，而僅能維持一瞬間的燃燒研究意義：液體的火災危險性與其閃點、沸點等物理化學性質密切相關。閃點是表征可燃液體火災危險性的一項重要參數(shù)，在消防工作中有著重要依據(jù)，是甲、乙、丙類危險液體分類的依據(jù)。可燃液體生產(chǎn)、存儲廠房和庫房的耐火等級、層數(shù)、占地面積、安全疏散、防火間距、防爆設施等的確定和選擇要根據(jù)閃點來確定；液體儲罐、堆場的布置防火間距，可燃和易燃氣體儲罐的布置、防火間距，液化石油氣儲罐的布置、防火間距等也要以閃點為依據(jù)。此外閃點還是選擇滅火劑和確定滅火強度的依據(jù)。對于純組分易燃可燃液體的閃點，我們可以通過查文獻資料來獲得。但是在實際生產(chǎn)中，經(jīng)常使用混合易燃可燃液體，而這些混合液體閃點隨組成、配比不同而變化，很難從文獻上查得。因此，研究多元混合液體閃點變化規(guī)律具有重要意義。2實驗部分2.1實驗儀器及實驗藥品實驗儀器

實驗藥品藥品：石蠟；聚氧乙烯醚；汽油（均為分析純）。2.2 測試方法參照GB/T261-83《石油產(chǎn)品閃點測定法（閉口杯法）》2.3 數(shù)據(jù)處理及實驗方法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，可以將該實驗視為二元混合液體的閃點測試實驗，利用Taylor導出的特殊多項式來處理和分析實驗數(shù)據(jù)。二元混合液體閃點經(jīng)驗計算公式：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的體積百分比，二元混合液體經(jīng)驗計算公式中X+X二1；Y代表混合液體的閃點。122.3.2實驗方法2.3.3.1用DS-IISBD自動低溫閉口閃點測定儀測定閃點的實驗方法：按照GB/T261-83試驗方法準備好試樣，然后按照實驗與操作方法設定實驗，再將油杯置于制冷器內(nèi)，、并按下組件，微調組件方向使油杯蓋蓋嚴油杯。開機，儀器自檢后顯示“準備實驗、系統(tǒng)測試、系統(tǒng)管理、打印數(shù)據(jù)”，接通氣路，微調調氣閥，引燃點火器，調整火焰大小，使之符合實驗要求。按下確定鍵，根據(jù)儀器提示依次輸入大氣壓，預閃點，控制方案號后啟動實驗，實驗結束后自動打印和顯示實驗結果。實驗方案設計說明及步驟測試不同表面活性劑添加汽油后對汽油閃點的影響，然后測試效果顯著的表面活性劑在不同濃度梯度時對汽油閃點的影響。表2.1給出了各組分間的質量百分數(shù)配比。表2.1雙組分實驗設計方案編號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汽油的影響：實驗測得值分類質量百分數(shù)閃點聚氧乙烯醚和汽油10%-28C石蠟和汽油10%-35C根據(jù)文獻和實驗測試記載，單組分汽油的閃點為-30°C。可以看出石蠟對汽油閃點的影響較大，再對不同濃度梯度的石蠟進行測試。利用Taylor導出的特殊多項式來計算理論閃點值。百分數(shù)X1X2Y110Y1201Y235%95%Y12注：X1為石蠟，X2為汽油。根據(jù)二元混合液體閃點經(jīng)驗計算公式：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（質量百分數(shù)）5%10%15%20%25%閃點理論值-18.1°C-3.7C6.3C18.4C31.8C閃點測定值-34C-35C-33C-35C-30C誤差△15.9C31.3C39.3C53.4C61.8C石蠟密度p=0.88-0.915g/cmA3 90號汽油密度為0.72g/ml石蠟和汽油混合液體31.831.8+閃點理論亠閃點測定4結論DS-IISBD自動低溫閉口閃點測定儀對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規(guī)律進行了實驗研究，采用Taylor多項式，擬合出了常壓下該二元液體閃點隨組分配比變化的經(jīng)驗計算公式,并通過實驗數(shù)據(jù)進行了驗證。經(jīng)驗公式對給定組分的值與實際測試值有一定的誤差,說明實驗環(huán)境條件以及設備自身的誤差、人為操作誤差都可能影響實驗結果。另一方面可以證明表面活性劑（石蠟和聚氧乙烯