Опасные и легковоспламеняющиеся вещества, которые нельзя пересылать в почтовых посылках
Взрывоопасные и взрывчатые вещества
Определение:
Любые химические соединения, смеси или средства, которые могут вызвать взрыв или использование которых сопровождается риском моментального разогревания и выделения газа. Все взрывчатые вещества запрещены.Пример:
нитроглицерин, пистоны, ракеты для салюта, зажигательные смеси, взрывчатка, осветительные ракеты, амуниция и т.д.Газы (сжатые, сжиженные или растворенные под давлением)
Определение:
Стабильные газы, которые не сжижаются под воздействием температуры окружающей среды, растворенные в растворителе под давлением. Запрещены:- сжатые и воспламеняющиеся газы: водород, этан, метан, пропан, бутан, зажигалки, газовые цилиндры для примусов, паяльные лампы и т.д.
- токсичные сжатые газы: хлор, фтор и др.
- невоспламеняющиеся сжатые газы: диоксид углерода, азот, неон, огнетушительные аппараты, в которых есть такие газы, и т.п.
- аэрозоли
ВОСПЛАМЕНЯЮЩИЕСЯ ЖИДКОСТИ
Определение:
Жидкости, смеси жидкостей или жидкости, в которых есть твердые частицы в виде раствора или суспензии, создающие горючие пары. Запрещены все жидкости, температура возгорания которых в закрытом сосуде ниже 55ºC.Пример:
ацетон, бензол, чистящие средства, бензин, горючее для зажигалок, растворители для красок и чистящие средства, керосин, растворители и т.п.ЛЕГКОВОСПЛАМЕНЯЮЩИЕСЯ ТВЕРДЫЕ ВЕЩЕСТВА
Определение:
Твердые материалы. причиной возгорания которых может быть трения, поглощения влаги, спонтанной химической реакции или тепло, удерживаемого в процессе обработки, или которые легко воспламеняется и горят.Пример:
спички, карбид кальция, целлюлоза, вещества, содержащие нитрат, металлический магний, пленка на базе нитроцеллюлозы, фосфор, калий, натрий, гидрид натрия, порошок цинка, гидрид циркония и т.п.ОКСИДИРУЮЩИЕ ВЕЩЕСТВА И ОРГАНИЧЕСКИЕ ПЕРОКСИДЫ
Определение:
Эти вещества являются самовоспламеняемыми, хоть и не всегда, но они могут вызвать или способствовать воспламенению других веществ. Кроме этого, они могут взорваться, вызвать опасную реакцию, взаимодействовать с другими веществами и создавать угрозу для здоровья.Пример:
броматы, хлораты, компоненты средств для ремонта изделий из стекловолокна, перхлораты, перманганаты, пероксиды и т.п.ТОКСИЧНЫЕ ВЕЩЕСТВА И ВЕЩЕСТВА, СПОСОБСТВУЮЩИЕ РАСПРОСТРАНЕНИЮ ИНФЕКЦИЙ, ДРУГИЕ МЕДИЦИНСКИЕ ВЕЩЕСТВА
Определение:
Вещества, которые после их заглатывания, вдыхания или соприкосновения с кожей могут вызвать смерть или повреждения. Вещества, содержащие микроорганизмы или их токсины, которые определенно или, возможно, могут способствовать распространению заболеваний.Пример:
мышьяк, бериллий, цианид, фтор, водород, селенит, ртуть, ртутные соли, иприт, диоксид азота, патогенный материал, крысиный яд, сыворотка, вакцины и т.п.РАДИОАКТИВНЫЙ МАТЕРИАЛ
Определение:
Все материалы, специфическая активность которых выше 74 килобеккерелей на килограмм (0,002 микрокюри на грамм). Все радиоактивные материалы запрещены.Пример:
распадающиеся вещества (уран 235 и т.п.), радиоактивные отходы, урановая руда или ториевая руда и т.п.ЕДКИЕ ВЕЩЕСТВА
Определение:
Вещества, которые могут причинить серьезный вред, поскольку они оказывают химическое воздействие на живые ткани, товары или транспортное средство.Пример:
хлорид алюминия, гидроксид натрия, едкая чистящая жидкость, средство для снятия/предотвращения ржавчины, едкое средство для снятия краски, электробатарейки, соляная кислота, азотная кислота, серная кислота и т.п.ДРУГИЕ ОПАСНЫЕ ВЕЩЕСТВА
Определение:
Вещества, создающие угрозу, которую невозможно классифицировать в соответствии с вышеуказанными категориями.Пример:
асбест, сухой лед, магнетизированный материал с силой магнитного поля 0,159 А или выше на расстоянии 2,1 м от упаковки и т.п.Вещества, воспламеняющиеся при взаимодействии с воздухом
Вопрос 3. Самовозгорание химических веществ
Среди огромного множества химических соединений есть большая группа веществ, способных воспламеняться (взрываться) и гореть при взаимодействии с кислородом воздуха, водой и другими веществами. Обычно считают склонными к химическому самовозгоранию вещества и материалы с температурой самонагревания ниже 50 °С.
К ним относятся:
Щелочные металлы - калий, рубидий и цезий.
Карбиды и гидриды щелочных металлов.
Порошкообразные металлы - цинк, алюминий, железо, никель, кобальт, титан, цирконий
Сульфиды металлов - серный колчедан или пирит FeS 2 .
Белый (желтый) фосфор.
Фосфины, силаны, арсин и др.
Так, например, гидриды щелочных металлов - натрия, калия, рубидия и цезия интенсивно взаимодействуют с влагой воздуха по реакции: МеН + Н 2 0 » МеОН + Н 2 Т.
Среди сульфидов металлов серный колчедан или пирит FeS 2 является компонентом ископаемых углей и руд черных и цветных металлов. Другие сульфиды железа - FeS и Fe 2 S3 - образуются в технологических аппаратах, трубопроводах и резервуарах, где перерабатываются, транспортируются и хранятся серосодержащие вещества (высокосернистые нефти и нефтепродукты, сероводородсодержащие газы и др.). При температурах до 200 °С органическая сера гидролизуется с выделением сероводорода, который реагирует с продуктами коррозии железа с образованием сульфида: 2Fe(OH) 2 + 3H 2 S -> Fe 2 S 3 + 6Н 2 0.
При температуре выше 200 °С органическая сера способна выделяться в чистом виде и вступать с железом в реакцию: Fe+S -> FeS + 100 кДж.
Сульфиды железа легко самовозгораются на воздухе, что является довольно частой причиной пожаров и взрывов в горнодобывающей и перерабатывающей промышленности, а также на транспорте. Сульфиды многих других металлов также склонны к самонагреванию и самовозгоранию, особенно в измельченном состоянии и при соприкосновении с влажным воздухом.
К ним относятся:
Щелочные металлы.
Гидриды и карбиды щелочных и щелочноземельных металлов.
Металлоорганические соединения и др.
Щелочные металлы реагируют с водой с выделением водорода и большого количества теплоты по общей схеме: 2Ме + 2Н 2 0 -» 2МеОН + Н 2 Т + Q.
Многие металлоорганические соединения чрезвычайно чувствительны к кислороду - производные щелочных и щелочноземельных металлов, некоторых элементов 3 и 5 групп периодической системы. Низшие их алкильные производные (метилаты, этилаты и другие) самовоспламеняются на воздухе. Производные щелочных и щелочно-земельных металлов (Be, Mo, Zn, Cd, Ga, In) бурно реагируют с водой, причем многие из них с самовоспламенением выделяющегося углеводорода.
Помимо упомянутых имеется большая группа пожароопасных веществ,
энергично взаимодействующих с водой с выделением
самовоспламеняющихся на воздухе газов. Например, силициды металлов
(Mg 2 Si, Fe 2 Si и т.д.) разлагаются водой с образованием силана, который
самовозгорается на воздухе:
Mg 2 Si + 4Н 2 0 -> 2Mg(OH) 2 + SiH 4 + 646 кДж,
SiH 4 + 20 2 Si0 2 + 2Н 2 0 +1517 кДж.
Некоторые неорганические соединения сильно разогреваются при взаимодействии с водой, как, например оксид кальция СаО (негашеная известь). При попадании небольшого количества воды на негашеную известь она разогревается до яркого свечения и может поджечь соприкасающиеся с ней горючие материалы.
Горение - это экзотермический процесс, что осуществляется в условиях прогрессивного самоускорения. Горение может быть вызвано химической реакцией соединения, разложением веществ, и это не только при контакте напрямую с кислородом, но и с другими продуктами, содержащими его в себе. К примеру, известь. Горение разделяют на несколько типов: вспышка, возгорание, воспламенение, самовозгорание.
Что можно сказать о температуре вспышки?
Это наименьший показатель, при котором в определенных условиях над поверхностью формируется вспышка паров при поднесении пламени, образующегося над поверхностью вещества, при этом стойкое горение не формируется. Температурный показатель вспышки примерно приравнивается к нижней температурной границе воспламенения. А что же это такое?
Воспламенение - это быстрое горение продукта, не сопровождающееся формированием сжатого типа газа.
Если температурные показатели вещества ниже температуры воспламенения, то оно не представляет пожарной опасности даже при кратком воздействии пламени, искры или даже накаленного изделия. Вещество нагрето до температуры воспламенения и даже выше? Тогда краткое воздействие искрой, огнем, приведет к воспламенению, а при некоторых условиях пожара вовсе не избежать.
Поэтому температура вспышки является мерилом в классификации веществ по степени пожарной безопасности. Она для всех веществ разная.
Известные примеры
В авиации часто встречаются огнеопасные вещества, поэтому их температуры вспышки известны многим.
- Ацетон вспыхнет при +20 °C.
- Бензин вспыхнет при +14… +20 °C.
- Бензол вспыхнет при +14 °C.
- Дизельное топливо при +35… +90 °C.
- Авиационное топливо при +25… +50 °C.
- Жидкости для гидравлических систем необходимо +93… +138 °C.
Зачем необходимо знать температурный показатель вспышки?
Это значение позволяет определить безопасные методики транспортировки, сохранения и применения жидкости для самых разных целей. Следует помнить, что при температуре вспышки не возникает стойкого горения, а горит исключительно сформированная над веществом смесь паров с воздухом. Если температура вещества не превышает установленный показатель, то скорость испарения у вещества с открытой поверхности будет повышаться, а в момент возгорания продукт будет способен выделять пары постоянно в достаточном объеме для стойкого горения. Такую температуру именуют температурой воспламенения.
Что же такое температура воспламенения?
Это наименьший показатель вещества, при котором в определенных условиях вещество выделяет пару и газы с огромной скоростью и при воздействии на них носителя энергии осуществляется зажигание.
Что такое легковоспламеняющаяся жидкость?
Не многие знают о жидкостях, что легко воспламеняются, а жаль, это крайне полезная информация. Даже у вас дома может быть бытовой продукт, который следует хранить правильно, иначе беды не избежать. Так что же такое легковоспламеняющиеся жидкости? Это чистые смеси или растворы, содержащие твердые вкрапления в растворе, легковоспламеняющиеся пары, у которых температурный показатель вспышки в закрытом виде 61 °C.
Легковоспламеняющиеся вещества в жидком виде включают в себя еще изделия, которые:
- Отличаются давлением пары в 300 кПа и температурой в 50 °C и не являются полноценно газообразными даже при 20 °C и давлении 101,3 кПа.
- Имеют температурный показатель вспышки не более 61 °C.
Какие требования выдвигаются по перевозке подобных средств?
К легковоспламеняющимся веществам в жидком виде относятся: газойль, дизельное топливо и легкое печное топливо, у которого температурный показатель вспышки больше 61 градуса Цельсия, но ниже 100. Все продукты в жидком виде должны быть распределены по группам упаковки, в зависимости от степени опасности, которую представляют эти смеси во время транспортировки:
- Группа один. Это вещества, отличающиеся высокой степенью опасности. В эту категорию относят легковоспламеняющиеся жидкости, у которых температура кипения не более 35 °C, а также смеси с температурный показатель вспышки ниже 23 градусов Цельсия, являющиеся сильнокоррозионными или же крайне токсичными.
- Группа два. Здесь включены вещества, отличающиеся средней степенью опасности. У них температура вспышки не ниже 23 °C, но эти вещества не отнесены к первой группе.
- Группа три. Это вещества с низким уровнем опасности, у них температурный показатель вспышки от 23 до 61 °C.
Какие существуют легковоспламеняющиеся твердые продукты?
К этой группе причисляются:
- Алюминий. Это легкий, прочный металл, отличающийся своей долговечностью, пластичностью и стойкостью к коррозии. Этот материал, особенно в виде сплавов с иными металлами, широко применяется в повседневности. Он задействован фактически во всех сферах деятельности: электротехнике, пищевой индустрии, металлургии, химической промышленности, машиностроении и так далее. И в это же время, это еще и легковоспламеняющееся вещество.
- Сера. Это твердый кристаллический продукт. Применяется он для производства серной кислоты, на бумажных предприятиях, в с/х, в резиновой промышленности, в химическом деле и так далее. Тонкоизмельченная сера отличается склонностью к самовозгоранию, если продукт находится во влажной среде, при контакте с разными окислителями, углем, маслами, жирами. Вместе с нитратами, перхлоратами и хлоратами сера формирует взрывчатые смеси!
- Калий. Это вещество серебристого оттенка, отличающееся своей легкоплавкостью. Продукт активно применяется в с/х, при конструировании гальванотехники, в теплоносителях и даже в медицинской отрасли. Если калий соединить с водой, то произойдет взрыв.
- Натрий. Это мягкий, пластичный металл серебристо-белого оттенка. Применяется в качестве восстановителя в металлургии, при производстве аккумуляторов, для создания теплоотвода, в грузовиках и даже в газоразрядных лампах. Если же натрий соприкасается с водой, то он моментально воспламеняется и даже может произойти взрыв.
- Уголь. Это легковоспламеняющееся твердое вещество, черного оттенка. Применяется в качестве топлива, в виде сырьевой базы для химической и металлургической промышленности, при создании графита и так далее. Еще из продукта создают активированный уголь, что применяется в фармакологии, для очистки жидкости, разделения газов и т. д.
- Бумага с маслами.
Может ли произойти самовозгорание продуктов?
Да, поэтому стоит быть предельно аккуратными с такими продуктами. К ним относят:
- Пирофорные вещества. Это смеси и продукты, что даже в самых малых количествах начинают воспламеняться при контакте с воздухом на протяжении пяти минут. Это вещества подвержены самовозгоранию.
- Самонагревающиеся изделия, вещества. Это те продукты, которые при контакте с воздухом и без имения даже энергии извне могут подвергаться самовозгоранию. Вещества также могут воспламеняться, но исключительно в больших объемах и через продолжительные периоды времени. Причина самовозгорания простая - происходит контакт с кислородом, при котором тепло, что выделяется, не отводится достаточно наружу.
Как хранить опасные материалы в больших количествах?
Хранение легковоспламеняющихся веществ - дело непростое, потому придерживаться пожарной безопасности - лучшее, что можно сделать, дабы исключить неприятные последствия. Все продукты в твердом виде хранятся в штабелях и на стеллажах. Сберегаются горючие вещества в специально отведенных для этого зданиях, помещениях, объектах, которые называют складскими. Еще хранить разрешается продукты под навесами и на открытых площадках. Если не придерживаться общих норм, то горючие вещества могут стать причиной пожара, потому для исключения таких неприятных инцидентов требуется учитывать совместимость веществ и иметь под рукой подходящие средства тушения. Совместимость хранения продуктов определяется свойствами самих материалов: они могут быть совместимыми или же нет. Несовместимые продукты - это материалы, которые при взаимодействии друг с другом формируют опаснейшее вещество. Если запастись подходящим средством тушения, которые исключает полностью взаимодействие материалов, то пожара удастся избежать.
Как исключить возможность возникновения пожара?
Чтобы не допустить трагедии, все продукты при хранении делят на следующие категории:
- Безопасные. Это вещества негорючего характера и содержатся они в негорючей упаковке. Кроме того, при пожаре такие продукты не выделяют токсичных компонентов.
- Малоопасные. Это горючие и трудногорючие компоненты, что не относятся к безопасным.
- Опасные. Это вещества, по своим свойствам, способные привести к взрыву и пожару.
- Особоопасные. Это продукты, которые совершенно несовместимы с материалами одной категории.
Что можно сказать о пожарной безопасности хранения горючих жидкостей?
Все легковоспламеняющиеся вещества и материалы в жидком виде хранятся обычно в металлических, синтетических или железобетонных резервуарах. Этот стационарный сосуд предназначается как раз для сбережения жидких, газообразных веществ. Самыми распространенными считаются стальные резервуары. Применяются на практике следующие стальные сосуды:
- Вертикальные цилиндрической формы со стационарной крышкой.
- Горизонтальные.
- Вертикальные цилиндрической формы с плавающей крышкой.
- Вертикальные цилиндрической формы с понтоном.
Монтируются данные сосуды подземно или наземно. Подземными называются резервуары, которые заглублены в почву или же обсыпаны грунтом, при этом максимальный уровень жидкости в ниже, не меньше чем на 0,2 метра низшей планировочной отметки. Наземные резервуары не удовлетворяют вышеупомянутым условиям. Самые распространенные - вертикальные, цилиндрические, стальные резервуары, у которых сферические, конические крышки и плоское дно.
Как определяется пожарная опасность самих контейнеров? Это устанавливается благодаря пожароопасным свойствам горючих жидкостей, что требуют хранения, их объемами, возможностью к формирования парогазовоздушного облака во время крупных и небольших «дыханий».
При хранении горючих жидкостей источниками зажигания могут быть искры при разрядах статического или атмосферного электричества, из-за применения искроформирующего предмета, неисправного электрического оборудования, открытого огня и наличия пирофорных компонентов.
Основные требования по пожарной безопасности при хранении горючих смесей в резервуарах:
- На все резервуары требуется установить: дыхательные клапаны, предохранители от огня, отражающие диски, приборы для контроля и сигнализирования, хлопушки, пеногенераторы, вентиляционные патрубки, световой и замерный люки, сифонный водоспускной кран, приемно-раздаточные патрубки.
- Вся дыхательная арматура обязана быть отрегулирована на проектное давление, правильность ее работы также требуется проверить, чтобы все соответствовало инструкциям.
- Профилактические осмотры арматуры и всего оборудования - обязательны и всегда их необходимо проводить в четко установленные сроки!
- Резервуар необходимо наполнять строго до пропускной способности клапанов.
- Уровень продукта должен отслеживаться сигнализаторами.
- Откос должен быть негорючим, крышка должна закрывать герметично.
- Чистка всех резервуаров должна проводиться по графику.
- Контейнер пришел в негодность? Ему требуется замена!
Пожарная безопасность - это самое важное, чего следует неукоснительно придерживаться в работе с легковоспламеняющимися веществами.
Горючие газы - вещества с низким порогом теплоты сгорания. Это основной компонент которое используется для газоснабжения городов, в промышленности и других сферах жизнедеятельности. Физико-химические характеристики таких газов зависят от наличия в их составе негорючих компонентов и вредных примесей.
Виды и происхождение горючих газов
Горючие газы содержат метан, пропан, бутан, этан, водород и иногда с примесями гексана и пентана. Их получают двумя способами - из природных месторождений и искусственным путем. происхождения - топливо, результат естественного биохимического процесса разложения органики. Большинство залежей расположены на глубине менее 1,5 км и состоят преимущественно из метана с малыми примесями пропана, бутана и этана. С увеличением глубины залегания растет процентное содержание примесей. Добывается из природных залежей или в качестве сопутствующих газов нефтяных месторождений.
Чаще всего залежи природного газа сконцентрированы в осадочных породах (песчаники, галечники). Покрывающими и подстилающими слоями служат плотные глинистые породы. В качестве подошвы в основном выступают нефть и вода. Искусственные - горючие газы, получаемые вследствие термической переработки различного вида твердых топлив (кокс и др.) и производные продукты нефтепереработки.
Основным компонентом природных газов, добываемых в сухих месторождениях, является метан с небольшим количеством пропана, бутана и этана. Природный газ характеризуется постоянством состава, относится к категории сухих. Состав газа, получаемый при нефтепереработке и из смешанных газонефтяных залежей, непостоянен и зависит от величины газового фактора, природы нефти и условий раздела нефтегазовых смесей. В него входит значительное количество пропана, бутана, этана, а также другие легкие и тяжелые углеводороды, содержащиеся в нефти, вплоть до керосиновых и бензиновых фракций.
Добыча горючих природных газов заключается в извлечении его из недр, сбор, удаление лишней влаги и подготовку к транспортировке потребителю. Особенность состоит в том, что на всех стадиях от пласта до конечного потребителя весь процесс герметизирован.
Горючие газы и их свойства
Жаропроизводительность - максимальная температура, выделяемая при полном сгорании сухого газа в теоретически необходимом количестве воздуха. При этом выделяемое тепло расходуется на нагревание Для метана этот параметр в °С равен 2043, бутана - 2118, пропана - 2110.
Температура воспламенения - наименьшая температура, при которой происходит самопроизвольный процесс воспламенения без воздействия внешнего источника, искры или пламени, за счет теплоты выделяемой частицами газа. Этот параметр особенно важен для определения допустимой температуры поверхности аппаратов, используемых в опасных зонах, которая не должна превышать температуру воспламенения. Для такой аппаратуры присваивается температурный класс.
Температура вспышки - наименьшая температура, при которой выделяется достаточное количество паров (на поверхности жидкости) для воспламенения от наименьшего пламени. Это свойство не стоит обобщать с температурой воспламенения, поскольку эти параметры могут разниться в значительной степени.
Плотность газа/пара. Определяется в сравнении с воздухом, чья плотность равна 1. < 1 - растет, > 1 - падает. Например, для метана этот показатель равен 0,55.
Опасность горючих газов
Горючие газы представляют опасность тремя своими свойствами:
- Горючесть. Существует риск возникновения пожара, связанный с неконтролируемым воспламенением газа;
- Токсичность. Риск отравления газом или продуктами его горения (угарный газ);
- Удушение вследствие дефицита кислорода, который может быть замещен другим газом.
Процесс горения представляет собой химическую реакцию, в которую входит кислород. При этом выделяется энергия в виде теплоты, пламени. Воспламеняющим веществом выступает газ. Процесс горения газа возможен при наличии трех факторов:
- Источник воспламенения.
- Горючие газы.
- Кислород.
Целью противопожарной защиты является исключение как минимум одного из факторов.
Метан
Это бесцветный легкий горючий газ без запаха. Нетоксичен. Метан составляет 98% всех природных газов. Считается основным, определяющим свойства природного газа. На 75% состоит из углерода и на 25% из водорода. Масса куб. метра - 0,717 кг. Сжижается при температуре 111 К, при этом его объем уменьшается в 600 раз. Обладает низкой реакционной способностью.
Пропан
Газ пропан - горючий газ, без цвета и запаха. Обладает большей реакционной способностью, чем метан. Содержание в природном газе 0,1-11% по массе. В попутных газах из смешанных газонефтяных месторождений до 20%, в продуктах переработки твердых топлив (бурых и каменных углей, каменноугольной смолы) до 80%. Газ пропан используется в различных реакциях для получения этилена, пропилена, низших олефинов, низших спиртов, ацетона, муравьиной и пропионовой кислоты, нитропарафинов.
Бутан
Горючий газ без цвета, со своеобразным запахом. Бутан газ легко сжимаем и летуч. Содержится в нефтяном газе до 12% по объему. Также получатся в результате крекинга нефтяных фракций и лабораторным путем по реакции Вюрца. Температура замерзания -138 о С. Как и все углеводородные газы, пожароопасен. Вреден для нервной системы, при вдыхании вызывает дисфункцию дыхательного аппарата. Бутан (газ) обладает наркотическими свойствами.
Этан
Этан - газ без цвета и запаха. Представитель углеводородов. Дегидрирование при 550-650 0 С приводит к этилену, свыше 800 0 С - к ацетилену. Содержится в природных и попутных газах до 10%. Выделяется низкотемпературной ректификацией. Значительные объемы этана выделяются при крекинге нефти. В лабораторных условиях получают по реакции Вюрца. Является основным сырьем для получения винилхлорида и этилена.
Водород
Прозрачный газ без запаха. Нетоксичен, в 14,5 раз легче воздуха. По виду водород не отличается от воздуха. Обладает высокой реакционной способностью, широкими пределами воспламенения, весьма взрывоопасен. Входит в состав едва ли не всех органических соединений. Наиболее трудно сжимаемый газ. Свободный водород в природе встречается крайне редко, но в виде соединений очень распространен.
Окись углерода
Бесцветный газ, без вкуса и запаха. Масса 1 куб. м - 1,25 кг. Содержится в высококалорийных газах наряду с метаном и другими углеводородами. Увеличение доли окиси углерода в горючем газе понижает теплоту сгорания. Оказывает токсическое влияние на человеческий организм.
Применение горючих газов
Горючие газы обладают высокой теплотой сгорания, а потому являются высокоэкономичным энергетическим топливом. Широко применяются для коммунально-бытовых нужд, на электростанциях, в металлургии, стекольной, цементной и пищевой промышленности, в качестве автомобильного топлива, при производстве строительных материалов.
Использование горючих газов в качестве сырья для производства таких органических соединений как формальдегид, метиловый спирт, уксусная кислота, ацетон, ацетальдегид, обусловлено наличием в их составе углеводородов. Метан, как основной компонент горючих природных газов, широко применяется для производства различных органических продуктов. Для получения аммиака и различного рода спиртов используется синтез-газ - продукт конверсии метана кислородом или водяным паром. Пиролизом и дегидрогенизацией метана получают ацетилен, наряду с водородом и сажей. Водород, в свою очередь, используется для синтеза аммиака. Горючие газы, и в первую очередь этан, применяют при получении этилена и пропилена, которые в дальнейшем используются в качестве сырья для производства пластмасс, искусственных волокон и синтетических каучуков.
Перспективным видом топлива для многих сфер народного хозяйства является сжиженный метан. Использование сжиженных газов во многих случаях дает большую экономическую выгоду, позволяя снизить материалозатраты на транспортировку и решить проблемы газоснабжения в отдельных районах, позволяет создавать запасы сырья для нужд химической промышленности.
Кроме описанных выше веществ, воспламеняющихся при воздействии на них кислорода воздуха и воды, существуют так же пиротехнические смеси, могущие самовоспламеняться при воздействии на них различных веществ.
Указанные смеси применяются в целях воспламенения основных пиротехнических смесей, обладающих каким-либо специальным эффектом горения, а также и в диверсионных зажигательных устройствах, вызывающих пожары, а при использовании ВВ и взрывы.
Самовоспламеняющиеся составы можно условно разделить на:
1. Составы, воспламеняющиеся от действия воды.
2. Составы, воспламеняющиеся от действия кислот.
3. Составы, воспламеняющиеся из-за большого сродства друг другу, входящих в них веществ.
Одним из первых пиротехнических составов, воспламеняющихся от воздействия воды, была смесь равных частей серы и железных опилок. Из указанной тестообразной смеси, иногда с добавлением нашатыря (NH4Cl), лепили шары размером с яблоко и подкладывали в места предназначенные для поджога.
Через несколько часов шары воспламенялись. Возгорание подобных составов зависит от множества вторичных условий: температуры, степени измельчения, наличия в сере следов серной кислоты и тому подобное. Эффект возгорания подобных составов трудно воспроизводим и потому практически не употребляется.
Рецепт практического состава, воспламеняющегося от действия небольшого количества воды:
При воздействии на состав воды в нем протекают следующие реакции:
CuSO 4 + 5H 2 O = CuSO 4 5H 2 O
CuSO 4 + Mg = MgSO 4 + Cu
Эти реакции (гидратации и вытеснения) сопровождаются значительным повышением температуры, а обменная реакция в растворе
KClO 3 + NH 4 NO 3 = KNO 3 + NH 4 ClO 3
приводит к образованию хлората аммония, вещества способного к саморазложению и даже самовзрыванию при небольшом повышении температуры до 30…60 ° С, который и является инициатором воспламенения основной массы состава.
От действия воды воспламеняются также составы на основе тиомочевины и персульфата калия, исследованные под научным руководством автора аспиранткой Пановой В.И. В основе данной реакции лежит автокаталитическое разложение персульфата калия с выделением пероксида водорода в свободном состоянии. Данная реакция не всегда приводит к воспламенению состава, необходимым условием воспламенения являются рН среды менее 7.
Под действием воды воспламеняется так же и состав следующей рецептуры:
К составам, самовоспламеняющимся под действием кислот, относятся смеси состоящие из хлората калия и свекловичного сахара, хлората калия и спирта, хлората калия и других органических веществ. При смачивании подобных смесей концентрированной серной кислотой они воспламеняются. Воспламенение смесей происходит вследствие того, что в результате реакции двойного обмена и диспропорционирования хлората калия при воздействии на него серной кислоты выделяется двуокись хлора (ClО 2), вещество нестойкое и разлагающееся при температуре 65 ° С со взрывом и выделением большого количества тепла. Двуокись хлора, разлагаясь, воспламеняет основную массу смеси.
3КСlO 3 + 2H 2 SO 4 = 2KHSO 4 + KClO 4 + 2ClO 2 + H 2 O
2ClO 2 = Cl 2 + 2O 2 + 54ккал
Воспламенителями мгновенного действия на смеси хлората калия с сахаром, воспламеняемой разбиваемой пробиркой с серной кислотой, пользовались народовольцы и социалисты-революционеры при изготовлении метательных ударных динамитных бомб.
К составам самовоспламеняющимся из-за особого сродства веществ друг другу (обычно реакции окисления восстановления) относятся смеси хромового ангидрида (СrO 3) с этиловым спиртом (при смешении веществ происходит мгновенное воспламенение). Обычно смесью бензина и спирта снаряжались стеклянные бутылки, к которым прикреплялась пробирка с сухим хромовым ангидридом. При разбивании бутылки и прикрепленной к ней пробирки вещества смешивались с воспламенением зажигательной огнесмеси.
Большим сродством друг другу имеет перманганат калия KMnO 4 и глицерин. При смешении веществ, в зависимости от измельчения перманганата калия, воспламенение происходит мгновенно или в течении нескольких секунд. Существуют и жидкие самовоспламеняющиеся смеси, основанные на сродстве веществ. Подобные смеси применяются в основном для самовоспламенения при запуске реактивных двигателей или в качестве бинарных зажигательных средств. В случае бинарного применения указанные вещества должны смешиваться тем или иным способом непосредственно перед моментом воздействия на цель.
В таблице 35 приведены некоторые сочетания веществ, образующих самовоспламеняющиеся смеси.
Воспламенительные составы
Воспламенительные составы предназначаются для зажжения основных пиротехнических составов, обладающих каким-либо специальным эффектом. Действие воспламенительного состава заключается в прогревании некоторого участка поджигаемого состава до температуры воспламенения.
Из сказанного следует, что чем выше температура самовоспламенения (вспышки) основного состава, тем более «сильный» воспламенительный состав требуется для возбуждения в нем реакции горения. Воспламенение составов, температура вспышки которых не выше 500…600 ° С, не представляет особых затруднений. Составы, температура вспышки которых превышает 1000 ° С, воспламеняются с большим трудом. Для воспламенения таких составов (например, термитов), особенно находящихся в прессованном состоянии, приходится подбирать специальные воспламенительные и переходные составы.
К воспламенительным составам предъявляются следующие требования:
1. Легкость воспламенения от сравнительно небольшого теплового импульса, температура вспышки не выше 500 ° С.
2. Температура горения на несколько сот градусов выше, чем температура вспышки поджигаемых ими основных составов.
Зажигательное действие воспламенительных составов обусловливается, главным образом, количеством тепла, которое передается основному составу от образующих при горении шлаков. Таким образом, зажигательное действие воспламенительного состава будет тем сильнее, чем выше температура его горения, и, чем большее количество шлака остается после его сгорания на поверхности поджигаемого основного состава. Чем более жидкий шлак образуется при горении воспламенительного состава, тем больше будет поверхность его соприкосновения с поджигательным составом.
Опытным путем установлено, что наилучшее зажигательное действие оказывают медленно горящие воспламенительные составы, обеспечивающие достаточное время для передачи тепла зажигаемому основному составу. Поэтому в пиротехнических средствах воспламенительные составы применяются почти всегда в спрессованном виде.
В качестве окислителей в воспламенительных составах применяют в основном вещества, образующие с выбранным горючим смеси с невысокой чувствительностью. В качестве горючих применяют как высококалорийные (алюминий, магний, бор), так и сравнительно малокалорийные (уголь, идитол).
Для легко воспламеняющихся составов (сигнальных дымов, хлоратных составов, сигнальных огней) возможно применение воспламенительных составов близких по рецептам к дымному пороху:
Немного более интенсивное зажигающее действие будет оказывать состав, использовавшийся ранее для воспламенения осветительных составов авиабомб:
Для воспламенения осветительных составов применяют смеси:
В Германии для воспламенения осветительных составов раньше употреблялась смесь следующего состава:
Для воспламенения трассирующих составов в качестве окислителя чаще других используют перекись бария (ВаО 2), отдающую свой кислород при более высокой температуре, чем нитрат калия однако, требующую для своего распада затраты очень небольшого количества тепла. При распаде перекиси бария масса твердого остатка составляет 91% начальной массы. Используются следующие составы:
Сильным воспламенительным действием обладают составы термитного типа:
Однако воспламенение этих составов само по себе осуществляется с известным трудом.
В том случае, когда даже сильными воспламенительными составами не удается зажечь основной пиротехнический состав, применяют, так называемые, переходные или промежуточные составы. Переходные составы получают смешивая в известных пропорциях (часто подбираемых опытным путем, до получения 100% воспламенения) воспламенительный и основной составы. Для зажжения некоторых особо трудно воспламеняющихся основных составов приходится иногда применять одновременно несколько переходных составов, из которых переходный состав, содержит наименьшее количество воспламеняемого состава. Подобное устройство представлено на рисунке.
1. пороховая мякоть;
2. воспламенительный соста;
3. переходный состав, состоящий из воспламенительного и основного состава взятых в соотношении 3:1;
4. то же в соотношении 1:1;
5. основной состав.
Легко воспламеняются и обладают хорошим воспламенительным действием составы, содержащие порошок циркония. Примером таких составов, используемых для воспламенения трассирующих составов, могут служить:
