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氣體知識(shí)

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三氟溴甲烷《氣體應(yīng)用大全》

2014-3-6 22:37:09

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1.別名·英文名
氟里昂R-1381、1301滅火劑、一溴三氟甲烷；Trifluo-romethyl bromide、Monobromotrifluorometane．
2.用途
蝕刻、制冷劑、滅火劑、空調(diào)。
3.制法
(1)氟仿在400～600℃溫度下在非金屬反應(yīng)器中溴化。
(2)全氟丙烷在700～1000℃溫度下，在非金屬反應(yīng)器中溴化，生成溴三氟甲烷、溴五氟乙烷和二溴二氟乙烷，然后用精餾法把它們分離。
(3)C3H3F5的溴化、分離。
4.理化性質(zhì)
分子量： 148.910
熔點(diǎn)(101.325kPa)： -167.78℃
沸點(diǎn)(101.325kPa)： -57.75℃
液體密度(-57.75℃，101.325kPa)：1992kg/m3
氣體密度(25℃，101.325kPa)： 6.219kg/m3
相對(duì)密度(氣體，101.325kPa，25℃，空氣=1)：5.31
比容(21.1℃，101.325kPa)：0.1623 m3/kg
氣液容積比(15℃，100kPa)： 316 L/L
臨界溫度： 67.0℃
臨界壓力： 3964 kPa
臨界密度： 1343 m3/kg
壓縮系狁．
壓力kPa
溫度 ℃
100
500
1000
2000
1 5
0.9852
0.9213
0.8291
50
0.9900
0.9474
0.8897
0.751 9
氣化熱(-57.75，101.325kPa)： 121.42 kJ/kg
比熱容(氣體，101.325kPa，25℃)：Cp=474.04 J/(kg·K)
Cv=418.15 J/(kg·K)
(液體，0℃)：828.43J/(kg·K)
比熱比(氣體，101.325kPa，25℃)：Cp/Cv=1.134
蒸氣壓(-40℃)： 224kPa
(0℃)：850kPa
(40℃)： 2350kPa
粘度(氣體，101.325kPa，0℃)：0.001449mPa·s
(液體，-40℃)：0.32mPa·S
導(dǎo)熱系數(shù)(氣體，101．325kPa，0℃)：0.00175w/(m·K)
(液體，-40℃)：0.0222W/(m·K)
表面張力(25℃)： 5mN/m
折射率(液體，25℃)： 1.238
毒性級(jí)別：0
易燃性級(jí)別：0
反應(yīng)活性級(jí)別：0
三氟溴甲烷在常溫常壓下為無毒無臭氣體。液化后呈無色透明液體。不燃燒。單獨(dú)存在時(shí)，在500℃以下穩(wěn)定，在700℃以前的分解率為5%，但是在更高的溫度下分解急劇地進(jìn)行，而到1090℃時(shí)分解率可達(dá)60%。如果與金屬、冷凍機(jī)油、水和空氣接觸，則在200～300℃開始分解。在普通狀態(tài)下，對(duì)金屬幾乎無影響，但是有水分存在時(shí)，對(duì)金屬有一些腐蝕性。它完全沒有燃燒和爆炸的危險(xiǎn)性，可作為滅火劑。它就是最近新開發(fā)的1301滅火劑，它的滅火性能優(yōu)越于1211等其它滅火劑，是很有發(fā)展前途的滅火劑。三氟溴甲烷在25℃和101.325kPa時(shí)在水中的溶解度為0.03%(重量)。它溶于丁烷、苯、甲苯等碳?xì)浠衔?，四氯化碳等氯化物溶劑，乙醇、酮、酯和一些有機(jī)酸。也部分地溶解于制冷工業(yè)用潤(rùn)滑油。不溶解于正二醇、甘油、酚和蓖麻油。
5.毒性
大鼠一吸入：LC502300ppm，15分鐘。*
大鼠一吸入：LC502480ppm，15分鐘。**
*：對(duì)CF3Br在800℃裂解后的氣體。
**：對(duì)氟化氫的數(shù)據(jù)。
最高容許濃度：1000ppm(6100mg/m3)
三氟溴甲烷主要作用于中樞神經(jīng)系統(tǒng)及心血管系統(tǒng)。人吸入10%/5～16.9%濃度的氣體時(shí)，大多數(shù)人有酩酊感及痛覺消失；吸人濃度為20%～25%時(shí)，大多數(shù)人知覺喪失。從上面的數(shù)據(jù)中看出，CF3Br在800℃裂解后產(chǎn)生氟化氫等，使其毒性增加。但是在通常使用狀態(tài)下，幾乎不引起窒息、麻醉和肝臟障礙等。盡管如此，要避免直接吸人其蒸氣，以防因缺氧引起窒息。
6.安全防護(hù)
在正常條件下大部分常用金屬均可使用，但是在高溫，某些金屬起加速氣體分解的作用，其中以銀、黃銅為最厲害。在高溫可以用因科鎳合金和奧氏體不銹鋼?？梢杂镁鬯姆蚁　h(huán)氧樹脂、醋酸纖維，不宜用聚苯乙烯。可以用肥皂水探漏。
如前所述，三氟溴甲烷就是1301滅火劑，有關(guān)其滅火方面的性能特點(diǎn)介紹如下。
1301的滅火機(jī)理還不十分清楚，現(xiàn)在一般認(rèn)為其滅火機(jī)理是燃燒反應(yīng)的化學(xué)抑制作用，也就是阻止燃燒連鎖反應(yīng)的作用(也叫反催化效應(yīng)或負(fù)催化效應(yīng))。即，也就是由CF3Br熱分解產(chǎn)生的溴游離基Br與從碳?xì)浠衔颮-H等的燃燒物中發(fā)生的氫原子H反應(yīng)生成HBr，而這個(gè)溴化氫進(jìn)一步與活性O(shè)'H基反應(yīng)生成水和溴游離基Br。在這種循環(huán)反應(yīng)的重復(fù)過程中，把H、O'H、O等的游離基從燃燒物中除掉。這種循環(huán)反應(yīng)一直進(jìn)行到燃燒結(jié)束，即進(jìn)行了滅火。
氟里昂與其它滅火劑相比，突出的優(yōu)點(diǎn)是使用后對(duì)裝置的腐蝕和污染等損傷少，所以，適合于配置有貴重的半導(dǎo)體設(shè)備裝置的凈潔室中的滅火。尤其是1301的性能更為優(yōu)越，它在含水狀態(tài)下也幾乎不腐蝕金屬。下表是一些氟里昂的絕緣性能。
項(xiàng) 目
1301
2402
1011
體積電阻率
(Ωcm)(50Hz)
69×1012
1.9×1012
4×1012
絕緣破壞電壓
kV
32
(1mm 間隔)
31.2
(2.5mm)
25
(2.5mm)
滅火劑對(duì)金屬的腐蝕性：
滅火劑浸泡條件
金屬板的推定表面腐蝕量(mm)
浸泡氣體
浸泡時(shí)間
SUS27
銅
鋁
1 301
2小時(shí)
0.002
0.001
0.007
滅火后氣體
12小時(shí)
0.002
0.001
0.015
CO2滅火后氣體
2小時(shí)
0.007
0.003
0.003
1301產(chǎn)生氣
12小時(shí)
0.000
0.000
0.000
注：①實(shí)驗(yàn)方法是在容積為21L的玻璃容器中放進(jìn)裝有汽油的表面為1760cm2的燃燒皿和厚0.5mm、表面積40cm2的金屬試片，點(diǎn)火3秒鐘后放出滅火劑，密閉后放置所規(guī)定時(shí)間，然后測(cè)定了推定表面腐蝕量。②表中的數(shù)據(jù)均為4次實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的平均值。
濘油火災(zāi)滅火試驗(yàn)(汽油量6L)結(jié)果：
項(xiàng) 目
1301
CO2
滅火對(duì)象面積(m2)
1.13
1.13
預(yù)燃燒時(shí)間(s)
30
30
滅火時(shí)間(s)
4
滅不了
滅火劑用量kg
0.5
1.8
各種滅火劑滅火能力的比較：
滅火劑
滅火能力(%)
氟里昂1301
100
氟里昂120l
67
化學(xué)干粉
66
氟里昂2402
57
氟里昂1211
46
氟里昂1011
45
二氧化碳
33
1301熱分解產(chǎn)物的毒性及濃度：
分解生成物
暴露15分鐘時(shí)的ALC值
(在空氣中的溶積比)
ppm
危險(xiǎn)濃度
(在空氣中的溶積比)
ppm
HF
HBr
Br2
COF2
2500
4750
550
1500
50～250
50
1301的熱分解生成物濃度：
項(xiàng) 目
試驗(yàn)結(jié)果
放出時(shí)間 秒
5
30
滅火時(shí)間 秒
4
10
分解生成物
濃度ppm
HF
75
476
HBr
31
110
Br
7
21
試驗(yàn)條件：室內(nèi)容積91.2m3，燃燒皿2.35m2，
滅火劑濃度5%(容積)，預(yù)燃時(shí)間60秒，
燃燒物絕緣油20L，汽油1.2L。
表中ALC為使老鼠在15分鐘死亡的濃度(Approximatelethal concentration)。
滅火劑的ALC值：
滅火劑
ALC
1301
1211
2402
CO2
1202
101l
1040
5075mg/l 800000ppm
2200 324000
1340 126000
1180 658000
470 54000
340 65000
180 28000
氟里昂滅火劑在熱分解時(shí)可生成HF、HBr，COF2，Br2等。
熱分解產(chǎn)物的生成量隨火焰的面積、滅火劑的濃度、接觸火焰的時(shí)間、滅火劑的放出時(shí)間不同而在很大的范圍內(nèi)變化，試驗(yàn)中檢測(cè)出的有毒氣體濃度為從數(shù)十到數(shù)百個(gè)ppm，也就是說比危險(xiǎn)濃度小。
總之，1301滅火劑瞬間滅火能力大，適合初期滅火，其毒性也很低。實(shí)際滅火時(shí)的濃度更低，在5分鐘以內(nèi)的暴露，可以說對(duì)人體沒有影響。但是，在滅火器的噴出口附近溫度很低，要注意，不要受凍傷。
 
 
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