[go: up one dir, main page]

RU2169597C1 - Состав для предотвращения воспламенения и взрыва горючих смесей - Google Patents

Состав для предотвращения воспламенения и взрыва горючих смесей Download PDF

Info

Publication number
RU2169597C1
RU2169597C1 RU2000110233A RU2000110233A RU2169597C1 RU 2169597 C1 RU2169597 C1 RU 2169597C1 RU 2000110233 A RU2000110233 A RU 2000110233A RU 2000110233 A RU2000110233 A RU 2000110233A RU 2169597 C1 RU2169597 C1 RU 2169597C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
composition
vol
methane
explosion
air
Prior art date
Application number
RU2000110233A
Other languages
English (en)
Inventor
В.В. Азатян
И.А. Болодьян
С.Н. Копылов
А.Г. Мержанов
В.Ю. Навценя
Д.Ю. Шебеко
Ю.Н. Шебеко
Original Assignee
Федеральное государственное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт противопожарной обороны МВД России
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт противопожарной обороны МВД России filed Critical Федеральное государственное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт противопожарной обороны МВД России
Priority to RU2000110233A priority Critical patent/RU2169597C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2169597C1 publication Critical patent/RU2169597C1/ru

Links

Images

Landscapes

  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Abstract

Состав относится к области предотвращения воспламенения и взрыва горючих смесей, преимущественно водородо- и метановоздушных. Состав включает ингибитор, выбранный из ряда по меньшей мере одного углеводорода, содержащего от 2 - 8 атомов углерода в молекуле, и по крайней мере одного фторсодержащего хладона из ряда трифторметан, трифторхлорметан, трифториодметан, пентафторэтан, гептафторпропан, гексафторпропан, перфториодбутан, перфторгексан, октафторциклобутан, пентафторэтан, преимущественно перфторбутан. В качестве углеводорода состав может содержать смесь предельных и непредельных углеводородов, преимущественно пропана, бутана и пропилена. Техническим результатом является создание универсального безопасного состава для предотвращения воспламенения и взрыва горючих смесей, преимущественно водородо- и матановоздушных смесей, снижение расхода ингибитора и повышение его ингибирующей способности. 3 з.п. ф-лы, 3 табл.

Description

Изобретение относится к области предотвращения воспламенения и взрыва горючих смесей, а именно водородовоздушной или метановоздушной смеси, в частности к составам, и может быть использовано в горной промышленности, преимущественно в угольной, для предотвращения катастроф за счет взрыва метановоздушной смеси в выработанном пространстве, для предотвращения взрыва водородовоздушных смесей, а также в области производства водорода, метана и других областях, связанными либо с производством водорода и метана, либо с их использованием.
Известен способ предотвращения взрыва метаноугольновоздушной смеси, путем поджигания метаноугольновоздушной смеси на самой ранней стадии ее поступления в шахту, используя систему инициаторов зажигания, которую располагают вдоль продольной оси участка шахты и включают до поступления в шахту метаноугольновоздушной смеси, при этом после включения инициаторы зажигания функционируют постоянно во времени (патент России N 2129211, E 21 F 5/00, Б. И. N 11, 20.04.99). В качестве инициатора зажигания используют керосиновую или масляную лампу, электроспираль или нить накаливания.
Изобретение эффективно как при достаточно медленном поступлении метана в шахту, так и при выбросах метана, однако ограничением способа является невозможность предотвращения взрыва при возникновение пожара в местах выброса метана.
Известен способ профилактики и тушения эндогенного пожара в выработанном пространстве шахты, включающий приготовление огнегасительной смеси в виде устойчивого аэрозоля из смеси паров бромистого этилена и тетрафтордибромэтана - ТФДБЭ, при этом огнегасительная смесь подается в выработанное пространство снизу вверх после достижения уравненного давления воздуха (авторское свидетельство СССР N 861646, E 21 F 5/00, A 62 D 1/00, 1981). Высокая токсичность паров бромистого этила и тетрафтордибромэтана ограничивает использование способа.
Известен ингибитор для предотвращения воспламенения и взрыва водородовоздушных смесей, содержащий смесь алканов и алкенов с числом атомов углерода в молекуле от 1 до 6, например баллонный газ (патент РФ N 2042366, A 62 D 1/00, 1995). Ингибитор позволяет снизить верхний концентрационный предел взрыва водородовоздушных смесей с 75 до 46 об.% по водороду, при содержании ингибитора состава: 17% C3H8 + 38% C4H10 + 20% C3H6 + 25% C4H8, в количестве 2 об. % относительно водородовоздушных смесей и до 20% при содержании его в количестве 6 об.%; до 13% при использовании ингибитора состава: 80% C6H14 + 20% C6H12 в количестве 6 об.%, т.е. сделать водородовоздушные смеси не опасными для хранения, транспортировки и использования.
Известный ингибитор недостаточно эффективен в области низкого содержания водорода в водородовоздушной смеси и для предотвращения взрыва метановоздушных смесей.
Наиболее близким к заявляемому является способ предотвращения воспламенения и взрыва водородовоздушных смесей с использованием ингибитора, в качестве которого используют по крайней мере один углеводород нормальной, циклической или изоструктуры, содержащий в молекуле от одного до восьми атомов углерода, при этом концентрация ингибитора находится в пределах 0,1 - 15,5 об. % относительно водородовоздушных смесей (патент РФ N 2081892, C 09 K 15/04, 1997).
Использование известного ингибитора позволяет снизить верхний концентрационный предел воспламеняемости водорода с 75 до 49 об.% при использовании 2 об. % этилена C2H6 и до 30% при его содержании 8 об.% в водородовоздушной смеси; до 45,5 об.% при использовании 3,0 об.% бензола и до 35,5% при содержании его 6,0 об.%; до 41% при содержании 2,0 об.% октана в качестве ингибитора и до 29,5% при его содержании 6,0 об.%.
Общим недостатком двух последних известных ингибиторов является недостаточно высокая ингибирующая способность относительно метановоздушных смесей.
Основным недостатком прототипа является то, что ингибитор сильно понижает нижний концентрационный предел распространения пламени водородовоздушной смеси, т.е. при подаче в защищаемый объем может перевести негорючую водородовоздушную смесь в разряд горючих, например, смесь 1 об.% водорода и 99 об.% воздуха не горит, а при добавлении в нее 4 об.% этана смесь становится горючей.
Задачей изобретения является создание универсального безопасного состава для предотвращения воспламенения и взрыва горючих смесей, преимущественно водородо- и метановоздушных смесей, снижение расхода ингибитора и повышение его ингибирующей способности.
Задача достигается тем, что состав для предотвращения воспламенения и взрыва горючих смесей, преимущественно водородо- и метановоздушных смесей, содержит ингибитор, выбранный из ряда по меньшей мере одного углеводорода, содержащий от двух до восьми атомов углерода в молекуле, в количестве 1 - 60 об. % и 40 - 99 об.%, преимущественно 58,3 - 85 об.%, по крайней мере одного соединения, выбранного из ряда фторсодержащих хладонов: трифторметан, трифторхлорметан, трифториодметан, пентафторэтан, гептафторпропан, гексафторпропан, перфторбутан, перфторгексан, октафторциклобутан, пентафториодэтан, преимущественно перфторбутан, при этом в качестве углеводорода состав содержит, преимущественно, смесь предельных и непредельных углеводородов, преимущественно, пропана, бутана и пропилена.
Используемые в составе углеводороды могут быть использованы в любом соотношении между собой, если это касается смесей. Из ряда предельных углеводородов, наиболее используемыми являются: этан, пропан, бутан, пентан, гексан, гептан, октан и их изомеры. Из ряда непредельных углеводородов преимущественно используют диеновый ряд указанных углеводородов.
Исследования показали, что увеличение содержания хладона выше 85 об.% повышает стоимость состава, однако повышает нижний предел воспламеняемости горючих смесей, что является положительным эффектом.
Предложенный состав получают путем смешения его компонентов по их парциальным давлениям (по об.%) в замкнутом сосуде. Приготовленную таким образом смесь с помощью компрессоров закачивают в баллон высокого давления для хранения и использования.
Влияние заявленного состава на воспламенение и взрыв горючих смесей: водородовоздушной и метановоздушной подробно представлено на составе, содержащем 41,7 об. % углеводорода, содержащем: (17% пропилена + 41% бутана + 42% пропана) - фирменная марка "АКАМ" и 58,3 об.% перфторбутана в широком интервале концентраций состава (от 1 до 11,0 об.% содержания состава в горючих смесях).
Процесс изучали в сферическом реакторе объемом 4,4 дм3, способном выдерживать давление до 100 атм и изготовленном из нержавеющей стали. Реактор снабжен специальным окошечком для регистрации воспламенения по хемилюминесценции и датчиком давления с термостатированной, коррозионно-стойкой мембраной для регистрации изменения давления, происходящего в результате реакции.
Воспламенение регистрировали по свечению пламени (хемилюминесценции) визуально и с использованием фотодиода, а также по скачку давления и расходованию реагентов. Установка позволяет также отбирать пробы из реактора для анализа с целью определения степени расходования реагентов в результате горения. Анализ газа проводили с использованием хроматографа. Рабочие газовые смеси, содержащие водород или метан, воздух и ингибитор, составляли непосредственно в реакторе. Перед выпуском газов реактор вакуумировали до давления 0,4 Па, затем в реактор последовательно напускали состав, водород или метан и воздух, контролируя их количество по парциальным давлениям. В зависимости от интервала давления измерения проводили с помощью образцового манометра, вакуумметра, механотрона.
Поджиг газа проводили при помощи искрового источника зажигания, расположенного в центре реактора.
Для лучшего понимания изобретения приводятся конкретные примеры, сведенные в таблицах 1 - 3.
В таблицах 1 и 2 указано содержание компонентов: водород или метан, воздух и заявленный состав, способность к воспламенению, концентрационные пределы - верхний и нижний. Знаком "+" показано воспламенение по всему объему камеры и знаком "-" - отсутствие воспламенения и в скобках верхний предел - воспламенения горючей смеси.
В таблице 1 представлены результаты влияния состава: ингибитор 41,7 об.% АКАМ и 58,3 об.% хладона-перфторбутана на воспламеняемость водородовоздушных смесей.
Из приведенных в таблице 1 данных видно, что с использованием указанного состава эффективно подавляется воспламенение и взрыв водородовоздушной смеси. Так использование указанного состава в количестве 2,0 об.% относительно водородовоздушной смеси, снижает верхний концентрационный предел воспламеняемости с 75% по водороду до 41 об.%; при содержании состава в количестве 4 об. % верхний концентрационный снижается до 31 об.%; при содержании от 9 до 11 об. % заявляемый состав предотвращает воспламенение и взрыв водородовоздушной смеси во всем концентрационном интервале.
В таблице 2 представлены результаты влияния состава: ингибитор 41,7 об.% "АКАМ и 58,3 об.% хладона-перфторбутана на воспламеняемость метановоздушной смеси.
Как следует из данных таблицы 2, использование заявленного состава для предотвращения воспламенения и взрыва метановоздушной смеси, при содержании его не более 6 об.% позволяет снизить верхний концентрационный предел воспламеняемости до 7,75 об.% содержания метана в метановоздушной смеси, т.е. почти в два раза (взрывоопасный предел лежит в области 5,25-14,8% содержания метана в воздухе). При содержании состава не более 7 об.% в метановоздушной смеси, наблюдается полное предотвращение воспламенения и взрыв метановоздушных смесей любого состава. Следует отметить, что газовоздушная смесь с концентрацией метана 9,5-12,3 обладает наибольшей энергией взрыва. Добавление даже 2 об. % состава предотвращает опасность воспламенения и взрыва таких смесей, снижая верхний концентрационный предел до 5 об.%, т.е делает ее безопасной, что особенно важно при разработке угольных пластов.
Использование состава, содержащего 99 об.% гексафторпропана и всего 1 об. % АКАМ в количестве 1 об.% относительно метановоздушной смеси, снижает концентрационный предел метана до 5% и делает горючую смесь безопасной.
Исследование других составов, заявленных в формуле, а именно использование 40-85,0 об.% хладонов из ряда трифторметан, трифторхлорметан, трифториодметан, пентафторэтан, гептафторпропан, гексафторпропан, перфторгексан, октафторциклобутан, пентафториодэтан в сочетании с 15-40 об.% непредельного углеводорода, преимущественно с пропиленом или бутиленом, или в сочетании с предельным углеводородом, преимущественно с пропаном или бутаном, также показали высокие результаты, как для предотвращения воспламенения и взрыва водородовоздушных смесей, так и метановоздушных смесей.
Результаты использования других составов представлены в таблице 3 с указанием заявленного состава и верхнего концентрационного предела по водороду и метану.
Как видно из представленных данных таблиц 1-3, предложенный состав является более эффективным по сравнению с известным рядом индивидуальных ингибиторов, как для предотвращения воспламенения и взрыва водородовоздушных смесей, так и метановоздушных смесей.
Заявляемый состав является особенно эффективным для предотвращения взрыва и воспламенения метановоздушных смесей и является совершенно безопасным при использовании его в области нижнего концентрационного предела водорода и метана.
Заявляемый состав является негорючим при хранении, транспортировке и может храниться при обычных условиях долгое время.
Безопасность заявляемого состава и его высокая эффективность позволяют использовать его для предотвращения взрыва в шахтах как при медленном, так быстром поступлении метана, а также в области производства и использования водорода и метана.

Claims (3)

1. Состав для предотвращения воспламенения и взрыва горючих смесей, преимущественно водородо- и метановоздушных, включающий ингибитор, выбранный из ряда, по меньшей мере одного углеводорода, содержащий 2 - 8 атомов углерода в молекуле, отличающийся тем, что он дополнительно содержит по крайней мере один фторсодержащий хладон из ряда трифторметан, трифторхлорметан, трифториодметан, пентафторэтан, гептафторпропан, гексафторпропан, перфторбутан, перфторгексан, октафторциклобутан, пентафториодэтан, преимущественно перфторбутан, при следующем соотношении компонентов, об.%:
Ингибитор - 1 - 60
Указанный фторсодержащий хладон - 40 - 99
2. Состав по п.1, отличающийся тем, что он содержит преимущественно 58,3 - 85% указанного хладона.
3. Состав по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что он из ряда хладонов содержит преимущественно перфторбутан.
4. Состав по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что он в качестве углеводорода содержит смесь предельных и непредельных углеводородов, преимущественно пропана, бутана и пропилена.
RU2000110233A 2000-04-20 2000-04-20 Состав для предотвращения воспламенения и взрыва горючих смесей RU2169597C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2000110233A RU2169597C1 (ru) 2000-04-20 2000-04-20 Состав для предотвращения воспламенения и взрыва горючих смесей

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2000110233A RU2169597C1 (ru) 2000-04-20 2000-04-20 Состав для предотвращения воспламенения и взрыва горючих смесей

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2169597C1 true RU2169597C1 (ru) 2001-06-27

Family

ID=20233712

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2000110233A RU2169597C1 (ru) 2000-04-20 2000-04-20 Состав для предотвращения воспламенения и взрыва горючих смесей

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2169597C1 (ru)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2503473C1 (ru) * 2012-07-05 2014-01-10 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт структурной макрокинетики и проблем материаловедения Российской академии наук Способ предотвращения детонации и разрушения стационарной детонационной волны пропаном или пропан-бутаном в водородо- воздушных смесях
WO2022227153A1 (zh) * 2021-04-26 2022-11-03 深圳供电局有限公司 锂离子电池灭火剂及其制备方法与应用
RU2818826C1 (ru) * 2023-06-21 2024-05-06 Тимур Рафкатович Тимербулатов Способ предотвращения возгорания и взрыва метанопылевоздушной смеси и ингибиторная газовая смесь для реализации способа

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2503473C1 (ru) * 2012-07-05 2014-01-10 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт структурной макрокинетики и проблем материаловедения Российской академии наук Способ предотвращения детонации и разрушения стационарной детонационной волны пропаном или пропан-бутаном в водородо- воздушных смесях
WO2022227153A1 (zh) * 2021-04-26 2022-11-03 深圳供电局有限公司 锂离子电池灭火剂及其制备方法与应用
RU2818826C1 (ru) * 2023-06-21 2024-05-06 Тимур Рафкатович Тимербулатов Способ предотвращения возгорания и взрыва метанопылевоздушной смеси и ингибиторная газовая смесь для реализации способа

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Shebeko et al. The influence of fluorinated hydrocarbons on the combustion of gaseous mixtures in a closed vessel
US5759430A (en) Clean, tropodegradable agents with low ozone depletion and global warming potentials to protect against fires and explosions
Yan et al. New type pyrotechnically generated aerosol extinguishing agents containing phosphorus
RU2169597C1 (ru) Состав для предотвращения воспламенения и взрыва горючих смесей
US4014799A (en) Bromotrifluoromethane-containing fire extinguishing composition
RU2368410C1 (ru) Газовый состав для предотвращения воспламенения и взрыва метановоздушных смесей
RU2187351C2 (ru) Способ предотвращения воспламенения и взрыва горючих смесей
RU2329777C2 (ru) Способ предотвращения воспламенения и взрыва метановоздушных смесей
RU2321437C1 (ru) Газовый состав для предотвращения воспламенения и взрыва метановоздушных смесей
RU2385750C1 (ru) Невоспламеняющаяся и взрывобезопасная метановоздушная смесь
US5615742A (en) Noncombustible hydrogen gas containing atmospheres and their production
Jones et al. Prevention of gas explosions by controlling oxygen concentration
Kopylov The influence of oxidation of HFC’s and FC’s on their fire extinguishing and explosion preventing characteristics
RU2430763C1 (ru) Двухкомпонентный газовый состав для предотвращения воспламенения и взрыва метановоздушных смесей
Kopylov et al. Effect of Oxidation of Fluorohydrocarbons and Fluorocarbons on Their Characteristics as Gas Combustion Suppressing Agents
Azatyan et al. Effect of diluents of various chemical nature on the flammability limits of gas mixtures
Zlochover et al. The inerting of methane-air mixtures by halon 1301 (CF3Br) and halon substitutes
SU981338A1 (ru) Ингибитор горени
US6419027B1 (en) Fluoroalkylphosphorus compounds as fire and explosion protection agents
RU2441685C2 (ru) Газовый состав для предотвращения воспламенения и взрыва водородовоздушных смесей
Zamashchikov et al. Estimation of the efficiency of inhibitors acting on combustion of gases
RU2374306C9 (ru) Одорант газа
Perlee et al. Flammability characteristics of selected halogenated hydrocarbons
RU2503473C1 (ru) Способ предотвращения детонации и разрушения стационарной детонационной волны пропаном или пропан-бутаном в водородо- воздушных смесях
Azatyan et al. THE CHARACTERISTICS OF COMBUSTION OF RICH NEAR-LIMIT GASEOUS MIXTURES OF HYDROGEN-OXIDISER–DILUENT IN A CLOSED VESSEL AT VARIOUS OXYGEN CONTENTS IN THE OXIDISER

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20090421