Вещества, самовоспламенение которых происходит на воздухе
К ним относятся две группы веществ: самовоспламеняющиеся (tсв ≤ tраб) и самовозгорающиеся (tсв > tраб).
Первую группу составляют вещества, которые в условиях производства нагреты выше температуры окружающей среды. Так, мазут с tсв = 380 оС на установках вакуумной трубчатки обращается с температурой до 400 оС, на установках термического крекинга – до 500 оС, пиролизный газ с tсв = 540 оС нагревается на установках по производству этилена до 850 0С.
При аварийном выходе таких высоконагретых продуктов из аппаратов наружу и контакте с воздухом произойдет их самовоспламенение. В эту же группу входят вещества, температура которых по условиям технологии не превышает температуру окружающей среды. К ним относятся, например, желтый фосфор с tсв = 30 оС, триизобутилалюмипий с tсв= -40 оС, этилалюминийхлорид с tсв = - 60 оС и другие.
Вторую группу составляют вещества, которые при температуре окружающей среды или после предварительного нагрева до tр < tсв под воздействием первоначального импульса склонны к самовозгоранию на воздухе. Самовозгорание представляет собой сложный физико-химический процесс возникновения тления или пламенного горения в результате теплового самонагревания. Самовозгорание наблюдается при резком увеличении скорости экзотермических реакций в объеме вещества, когда интенсивность тепловыделения превышает интенсивность его рассеивания.
В зависимости от первоначального импульса различают:
– тепловое (нагрев извне),
– химическое (нагрев при контакте с химически активным веществом),
– микробиологическое (нагрев в результате жизнедеятельности микроорганизмов) самовозгорание.
К веществам, обладающим склонностью к самовозгоранию, относятся масла и жиры растительного и животного происхождения, каменный и древесный уголь, торф, технический углерод (сажа), некоторые металлы в порошкообразном виде (алюминий, цинк, титан и др.), скипидар, олифа, комбикорма, сернистые соединения железа и т. п.
Процесс самовозгорания определяется скоростью самонагревания веществ. Длительность процесса самовозгорания (она колеблется от нескольких минут до нескольких месяцев) зависит от большого числа различных факторов, которые в сложном взаимодействии друг с другом определяют скорость протекания экзотермических реакций и условия аккумуляции тепла.
Условия процесса теплового самовозгорания некоторых горючих веществ и материалов (растительных масел, животных жиров, каменного и древесного угля, торфа, сажи, олифы, сена, силоса, цинковой, магниевой пыли и т.д.) определяют из следующих эмпирических выражений:
,
где tс – минимальная температура среды, при которой наблюдается самовозгорание материала, 0С;
Ар, nр, Ав, nв – эмпирические константы;
S – удельная поверхность материала, м-1;
Профилактику самовозгорания веществ в производственных условиях обеспечивают путем снижения скорости протекания химических реакций и биологических процессов, а также устранения условий аккумуляции тепла.