Штехер М. С. - Топлива и рабочие тела ракетных двигателей (1043408), страница 23
Текст из файла (страница 23)
Таблица 3.14
Концентра-ция спирта,% | Плотность, г/см3 при | ||||
0 | 10 | 15 | 20 | °С | |
273 | 283 | 288 | 293 | К | |
100 | 0,810 | 0,800 | 0,796 | 0,792 | |
90 | 0,837 | 0,828 | 0,824 | 0,820 | |
80 | 0,863 | 0,855 | 0,850 | 0,847 | |
70 | 0,887 | 0,879 | 0,875 | 0,871 |
Критическая температура метилового спирта 313 К (240° С), критическое давление 78,67 кгс/см2, критическая плотность 0,2722 г/см3. Температура застывания чистого метилового спир-
122
та 178,1 К (-94,9° С), при этой температуре его плотность 0,967 г/см3. Зависимость упругости паров метилового спирта от температуры, его вязкость и другие характеристики приведены в приложении к настоящей книге.
Пары метилового спирта с воздухом образуют легковоспламеняющиеся смеси. Концентрационные границы воспламенения таких смесей лежат в пределах от 5,5 до 36,5% спирта (по объ-ему). Температура самовоспламенения этих смесей около 775 К (502°С).
Температура вспышки паров метилового спирта зависит от концентрации водно-спиртовой смеси и характеризуется данными, представленными в табл. 3.15.
Таблица 3.15
Концентрация спирта, % | 100 | 90 | 80 | 70 | 60 | 50 | |
Температура вспышки | °С | 9,5 | 13,0 | 16,7 | 20,0 | 22,7 | 27,2 |
К | 282,5 | 286,0 | 289,7 | 293,0 | 295,7 | 300,2 |
В пожарном отношении большие количества метилового спирта так же опасны, как и этиловый спирт. Тушение возникшего пожара надо проводить водой или соответствующими химическими средствами.
Коррозионная активность метилового спирта низка, ограничений в применении конструкционных материалов нет.
Токсичность метилового спирта. Метиловый спирт ядовит - это нервно-сосудистый яд, обладающий способностью накапливаться в организме. Часть его окисляется в организме до муравьиной кислоты и выделяется через почки, часть выделяется через дыхательные пути. Пары метилового спирта обладают высокой растворимостью, и поэтому при вдыхании паров идет их накопление в организме.
Метиловый спирт быстрее и чаще всего поражает зрительный нерв и, таким образом, приводит к потере зрения. По внешнему виду и запаху этиловый и метиловый спирты почти не различимы. Поэтому большинство отравлений метиловым спиртом происходит, когда его принимают за этиловый. Токсичность метилового спирта особенно высока при попадании в желудок. Отравление возможно и при вдыхании паров, и при попадании на кожу, так как метиловый спирт всасывается через кожу и накапливается в организме. Предельно допустимая концентрация паров в воздухе рабочих помещений не более 0,05 мг/л. При работе с метиловым спиртом различают три формы отравления: легкую, среднюю и тяжелую. При любой из этих форм признаки отрав-
123
ления проявляются не сразу. Токсичность метилового спирта осо-бенно опасна тем, что имеется скрытый период отравления продолжительностью от 1-2 ч до 1-2 сут.
Вначале после приема дозы метилового спирта наступает состояние обычного опьянения, после этого - некоторый период относительного благополучия, а затем проявляются признаки отравления. При легком отравлении появляются недомогание, головокружение, головная боль, тошнота, сонливость и частич-ная потеря зрения. Легкое отравление обычно проходит за 5-7 дней. При отравлении средней степени вначале проявляются те же признаки, что и при легком отравлении, но жалобы на ухуд-шение зрения значительнее, и в ряде случаев на 2-3 дня наступает почти полная потеря зрения. Восстановление работоспособности может продолжаться 2-6 месяцев.
При тяжелой форме отравления все названные признаки развиваются быстро и очень бурно. Почти сразу после опьянения, наступает период бессознательного состояния, часто появляются судороги, синюшность кожи, выделение холодного липкого по-та, нарушение дыхания и сердечной деятельности. Состояние больного резко ухудшается, и через одиндва дня наступает смерть от паралича дыхания или нарушения сердечной деятельности.
При работе с метиловым спиртом необходимо строго соблюдать правила и инструкции техники безопасности.
Все лица, работающие с метиловым спиртом, должны проходить периодически строгий медицинский контроль у терапевта, окулиста и невропатолога. При работе в атмосфере высокой концентрации паров метилового спирта необходимо пользоваться изолирующими или шланговыми противогазами. В случаях тяжелого или среднего отравления необходимо принять срочные меры: вызвать у пострадавшего рвоту, промыть желудок, затем вывести пострадавшего на свежий воздух и срочно вызвать вра-ча. Рекомендуется вводить внутрь активированный уголь, а также в большом количестве боржом или содовую воду 3%-ной концентрации.
Этиловый спирт
Этиловый спирт С2Н5ОН представляет собой прозрачную легко подвижную жидкость с приятным алкогольным запахом.
В продажу, как правило, спирт поступает в виде водно-спиртовой смеси, содержащей около 4,5% воды. Эта смесь имеет одинаковую с чистым спиртом температуру кипения и ее нельзя разделить методом ректификации.
Для удаления последних 4,5% воды применяется кипячение смеси с прокаленной известью или с другими добавками. Известь связывает воду и, таким образом, получается абсолютный спирт.
124
В ракетной технике, однако, широко используется спирт 96%-ной концентрации, а иногда и более низкой.
Температура кипения этилового спирта 351,3 К ( + 78,3° С), при нормальном давлении (760 мм рт. ст.). С уменьшением концентрации спирта температура кипения увеличивается до 373 К (100° С), когда «крепость» спирта равна нулю.
Температура застывания абсолютного этилового спирта равна 155,7 К (-117,3°С). Критическая температура этилового спирта 5ТК (243° С), критическое давление 63,11 кг/см2 и критическая плотность 0,7755 г/см3. Плотность водно-спиртовых растворов этилового спирта зависит от концентрации и температуры жидкости и характеризуется данными, представленными в табл. 3.16.
Таблица 3.16
Концентрация спирта, % | Плотность, г/см3 при | ||||||
288 | 293 | 298 | 303 | 308 | 313 | к | |
15 | 20 | 25 | 30 | 35 | 40 | 0С | |
70 | 0,8719 | 0,8676 | 0,8634 | 0,8590 | 0,8547 | 0,8502 | |
60 | 0,8477 | 0,8434 | 0,8391 | 0,8347 | 0,8303 | 0,8258 | |
90 | 0,8223 | 0,8179 | 0,8136 | 0,8092 | 0,8448 | 0,8003 | |
100 | 0,7936 | 0,7893 | 0,7850 | 0,7807 | 0,7764 | 0,7702 |
Физико-технические показатели спирта и водно-спиртовых смесей очень существенно зависят от концентрации и для оценки и выбора показателя необходимо пользоваться материалами, приведенными в приложении к настоящей книге. В табл. 3.17 показана зависимость температуры вспышки паров от концентрации.
Таблица 3.17
Концентрация спирта, % | 100 | 80 | 60 | 40 | ||||
Температура вспышки | °С | 12 | 19 | 21 | 26 | |||
К | 285 | 291 | 294 | 299 |
Как видно из данных табл. 3.17, температура вспышки паров спирта возрастает по мере уменьшения его крепости.
Температура самовоспламенения воздушно-спиртовых смесей 700 К (427° С), кислородно-спиртовых около 675 К
125
(402° С). Температура вспышки паров около 290 К (17° С). Пределы взрываемости воздушно-спиртовой смеси этилового спирта от 3,3 до 19,0% (по объему). В больших количествах спирт пожаро- и взрывоопасен.
Этиловый спирт коррозионного действия на большинство конструкционных материалов не оказывает, но реагирует со свинцом и магнием. Алюминий под действием этилового спирта медленно корродирует. Применение прокладочных материалов не ограничивается.
Токсичность этилового спирта низка. Предельно допустимая концентрация его в воздухе рабочих помещений не более 1 мг/л. При больших концентрациях вызывает опьянение, иногда рвоту, при попадании на кожу - раздражение, красноту и быстро проходящие воспалительные процессы. При отравлении рекомендуются возбуждающие, рвотные и мочегонные средства, промыва-ние желудка.
Спирт, попавший на кожу, необходимо смыть водой, при попадании в глаза их надо обильно промывать водой.
Фурфурол
Фурфурол представляет собой сложное углеводородное соединение, общая его формула С3Н3О-СОН. Он является исходным продуктом для получения самых разнообразных веществ, широко применяемых в органической химии. Фурфурол используется при получении пластмасс, красителей, средств борьбы с сорняками и вредителями сельского хозяйства, лаковых смол, пластификаторов и растворителей, синтетических смазочных масел и других веществ.
Фурфурол и его производные, особенно фурфуриловый спирт, могут использоваться как горючее в ракетных двигателях.
Чистый фурфурол - маслянистая прозрачная бесцветная жидкость с запахом, напоминающим запах ржаного хлеба. При хранении на воздухе, в присутствии кислорода, особенно, в присутствии кислот, меняет свой цвет. Вначале фурфурол желтеет, затем темнеет и постепенно приобретает черный цвет.
При отсутствии контакта с кислородом фурфурол не меняет цвета, достаточно стоек при повышении температуры в течение длительного времени. Исходным сырьем для получения фурфурола являются отходы сельского хозяйства: подсолнечная и рисовая лузга, злаковая и хлопковая мякина и солома, стержень кукурузных початков, отходы древесины и в будущем, вероятно, камыш.