Авария при перевозке жидкого аммиака в автоцистерне

[Emperor]

Здравствуйте! Пишу работу на тему, связанную с перевозкой опасных грузов. Смоделирую ситуацию:

В цистерне (объем приблизительно на 20 тонн), заполненной сжиженным аммиаком, либо сжиженным хлором (температуры кипения почти одинаковые), произошла течь (внешние факторы) диаметром 10 см, 20 см и т.д.

Вопрос: как быстро будет испаряться аммиак (хлор) с поверхности земли? К примеру, вылилась первая порция из цистерны объемом 100 литров. Сколько испариться, а сколько останется на земле в жидком состоянии?

Физика испарения аммиака и хлора будет отличаться?

Изменено 9 Августа, 2017 в 19:49 пользователем Emperor

[Вадим Вергун]

Амиак и хлор это две большие разницы. В случае с первым нужно лезть в подвал, со вторым, идти на штурм немецких позиций. 

Разница весьма большая. Аммиак вполне применяют как лабораторный растворитель что обусловлено его существенной теплоемкостью и теплотой парообразования. Испарятся будет относительно медленно. Возможно часы. Хотя зависит от температуры воздуха и ветра. У хлора теплота испарения в шесть раз меньше, испарится шустро, будет стелиться по земле. Возможно минуты.

Еще дело в том что аммиак будет смачивать землю - и банально уходить как вода в низ (при отсутствии там воды иначе замерзнет). С хлором скорее всего такое не пройдет и он тонким слоем, аки бензин разольется по земле.

Изменено 9 Августа, 2017 в 20:53 пользователем Вадим Вергун

[Aksen]

Амиак и хлор это две большие разницы. В случае с первым нужно лезть в подвал, со вторым, идти на штурм немецких позиций. 

Разница весьма большая. Аммиак вполне применяют как лабораторный растворитель что обусловлено его существенной теплоемкостью и теплотой парообразования. Испарятся будет относительно медленно. Возможно часы. Хотя зависит от температуры воздуха и ветра. У хлора теплота испарения в шесть раз меньше, испарится шустро, будет стелиться по земле. Возможно минуты.

Еще дело в том что аммиак будет смачивать землю - и банально уходить как вода в низ (при отсутствии там воды иначе замерзнет). С хлором скорее всего такое не пройдет и он тонким слоем, аки бензин разольется по земПонятное 

У хлора и аммиака почти одинаковая температура кипения, где-то -34 градуса. Понятное дело что аммиак легче воздуха и при испарении пойдёт вверх, а хлор будет стелиться по земле. При обычных условиях, атмосферном давлении эти вещества находятся в газообразном состоянии. Для перевозки автомобильным транспортом их сжижают при помощи повышенного давления. Вопрос состоит в том, как поведут себя эти вещества при аварийной пробоине в цистерне. По информации различных источников при малых пробоинах пролива на землю вообще не будет происходить, какая-то часть будет мгновенно захолаживаться, какая-то часть сразу испарится. Интересует как поведут себя вещества при больших пробоинах, какое количество испарится сразу, и что будет происходить с оставшейся частью (кипение, захолаживание). Если владеете этой темой, дайте пожалуйста ссылки на литературу, где это можно подробно посмотреть.

[Вадим Вергун]

У хлора и аммиака почти одинаковая температура кипения, где-то -34 градуса. Понятное дело что аммиак легче воздуха и при испарении пойдёт вверх, а хлор будет стелиться по земле. При обычных условиях, атмосферном давлении эти вещества находятся в газообразном состоянии. Для перевозки автомобильным транспортом их сжижают при помощи повышенного давления. Вопрос состоит в том, как поведут себя эти вещества при аварийной пробоине в цистерне. По информации различных источников при малых пробоинах пролива на землю вообще не будет происходить, какая-то часть будет мгновенно захолаживаться, какая-то часть сразу испарится. Интересует как поведут себя вещества при больших пробоинах, какое количество испарится сразу, и что будет происходить с оставшейся частью (кипение, захолаживание). Если владеете этой темой, дайте пожалуйста ссылки на литературу, где это можно подробно посмотреть.

Я не могу сказать что я прямо таки владею этой темой, но исходя из общих соображений термодинамики можно сделать очевидные выводы. Вы постоянно ссылаетесь на температуру, но она не говорит не о чем. Важны ТЕПЛОТЫ испарения а не температуры, отсюда и разница. Гуглите первый попавшийся справочник по теплотам испарения жидкостей , вот Вам и литература.

P.s. Эксперта по разливам хлора и аммиака из крупных дыр Вы здесь навряд найдете. Это форум химиков. 

Изменено 10 Августа, 2017 в 16:14 пользователем Вадим Вергун

[Aksen]

Я не могу сказать что я прямо таки владею этой темой, но исходя из общих соображений термодинамики можно сделать очевидные выводы. Вы постоянно ссылаетесь на температуру, но она не говорит не о чем. Важны ТЕПЛОТЫ испарения а не температуры, отсюда и разница. Гуглите первый попавшийся справочник по теплотам испарения жидкостей , вот Вам и литература.

P.s. Эксперта по разливам хлора и аммиака из крупных дыр Вы здесь навряд найдете. Это форум химиков. 

Смотрю сейчас справочные данные влияния температуры на теплоту испарения жидкого хлора: при 20 градусах теплота испарения равна 56 ккал/кг. Каким образом эта величина показывает как будет испарятся хлор?

[Электрофил]

56! Всего! На килограмм, это на 14 молей хлордва примерно. У воды 10,5 на 18 граммов, это грубо на пятьдесят умножить, чтоб довернуть до килограмма, и имеем 500 с лишним на килограмм воды, в десять раз больше теплоты для испарения требуется по сравнению с хлором. Аммиак тоже полярен,аки вода, теплота парообразования у него явно в разы больше, чем у хлора.

[yatcheh]

Смотрю сейчас справочные данные влияния температуры на теплоту испарения жидкого хлора: при 20 градусах теплота испарения равна 56 ккал/кг. Каким образом эта величина показывает как будет испарятся хлор?

 

Поскольку температура кипения хлора и аммиака примерно равны, то скорость испарения будет определяться только теплотой испарения, а она у аммиака примерно в 5 раз больше. Соответственно, и испаряться при проливе он будет в пять раз медленнее хлора (при равных внешних условиях). 

Если дырка маленькая - излива собственно, жидкости, может и не быть - она успеет испариться. Из большой дырки ниже ватерлинии будет хлестать жижа в обоих случаях.

За какое время испарится 100 литров пролитой жидкости - хз, но хлор испарится в пять раз быстрее аммиака.

 

Но самое интересное будет, если в одну лужу попадут хлор и аммиак вместе. Вот тут вопросы испарения отходят на второй план  

[Aksen]

Поскольку температура кипения хлора и аммиака примерно равны, то скорость испарения будет определяться только теплотой испарения, а она у аммиака примерно в 5 раз больше. Соответственно, и испаряться при проливе он будет в пять раз медленнее хлора (при равных внешних условиях). 

Если дырка маленькая - излива собственно, жидкости, может и не быть - она успеет испариться. Из большой дырки ниже ватерлинии будет хлестать жижа в обоих случаях.

За какое время испарится 100 литров пролитой жидкости - хз, но хлор испарится в пять раз быстрее аммиака.

 

Но самое интересное будет, если в одну лужу попадут хлор и аммиак вместе. Вот тут вопросы испарения отходят на второй план

 

 

56! Всего! На килограмм, это на 14 молей хлордва примерно. У воды 10,5 на 18 граммов, это грубо на пятьдесят умножить, чтоб довернуть до килограмма, и имеем 500 с лишним на килограмм воды, в десять раз больше теплоты для испарения требуется по сравнению с хлором. Аммиак тоже полярен,аки вода, теплота парообразования у него явно в разы больше, чем у хлора.

 

Судя из вышесказанного, если взять за эталон скорость испарения воды, тогда получается что хлор будет испаряться примерно в 10 раз, а аммиак в 5 раз быстрее воды? Правильно я понимаю?

[yatcheh]

Судя из вышесказанного, если взять за эталон скорость испарения воды, тогда получается что хлор будет испаряться примерно в 10 раз, а аммиак в 5 раз быстрее воды? Правильно я понимаю?

 

Нет, не так. У воды температура кипения намного выше, соответственно - давление пара при равной температуре меньше. 

 

Тут надо уточнить начальные условия - у вас происходит разлив этих жидких газов из термоса (или охлаждаемой ёмкости) - при -36С, или из ёмкости под давлением (при 20С)? Это две большие разницы.

Как я понимаю, хлор и аммиак в термосах не возят.

При разливе из ёмкости под давлением будет хлестать перегретая жидкость, находящаяся при температуре окружающей среды (20С), часть которой испарится мгновенно, а часть (из-за охлаждения) разольётся в виде жидкости Какая часть испарится, какая разольётся - зависит от теплоты испарения и теплоёмкости жидкости. Тут считать надо. А уже разлитая, охлаждённая до температуры кипения (-36С) жидкость будет испаряться соответственно теплоте испарения - хлор в пять раз быстрее аммиака.

 

Впрочем, "в пять раз" - довольно грубая прикидка. Вообще, скорость испарения жидкости - функция массы параметров (теплоты испарения, теплоёмкости, теплопроводности, вязкости, коэффициента самодиффузии...). В таких случаях пользуются эмпирическими таблицами.

Изменено 10 Августа, 2017 в 18:28 пользователем yatcheh

[dmr]

Возможно стоит также учитывать,что хлор значительно более реакционноспособен. И до испарения дофига хлора начнет выжигать(окислять)окрест лежащую органику,и даже кой чо из неорганики,тем более при повышенной влажности. Короче вопрос темы без тончайших уточнений без поллитры на пальцах не просчитаешь. Вполне возможно,что хлор почти и не улетит,а все пожжет вокруг

У хлора и аммиака теплоты испарения отличаются всего на 15%

И вдвое примерно меньше воды

Изменено 10 Августа, 2017 в 18:25 пользователем dmr