Расчет температуры самовоспламенения для предельных углеводородов

      К  предельным углеводородам относятся углеводороды, имеющие насыщенные углеродные цепи, т.е. все связи между атомами углерода одинарные. Насыщенными углеродными цепями являются цепи вида: СН₃  - С - С....С - СН₃

Задача. Рассчитать температуру самовоспламенения 2,3,3-триметилпентана. Определить безопасную температуру нагрева поверхности технологического оборудования.

Дано: 2,3,3 - триметилпентан.

Найти: Т_с/в, Т_без?

Решение:

1. Записываем структурную формулу соединения и нумеруем все атомы углерода в молекуле:  

2. Находим все углеродные цепи с одинаковым числом атомов углерода в молекуле заданного вещества:

С₁ = 5; 1-2-3-4-5; 8-2-3-4-5;              m₁ = 2

C₂ = 4; 1-2-3-6; 1-2-3-7; 8-2-3-6;

             8-2-3-7; 7-3-4-5; 6-3-4-5;   m₂ = 6                

C₃ = 3; 1-2-8; 7-3-6;                            m₃  = 2

3. Находим общее число перечисленных цепей:

 m₁ + m₂ + m₃ = 2 + 6 + 2 = 10

4. Проверяем количество цепей по числу концевых групп в молекуле по формуле:

10 = 10, следовательно, все цепи найдены.

5. Находим среднюю длину углеродной цепи по формуле:

 

6. По табл. 6 Приложения 2 для предельных углеводородов находим по средней длине цепи температуру самовоспламенения. Для углеводорода, имеющего среднюю длину углеродной цепи, равную 4 атомам углерода, температура самовоспламенения будет равна 686 К.

7. Рассчитываем безопасную температуру нагрева поверхности технологического оборудования:

Т_без £ 0,8 ∙ Т_с/в;    Т_без £  0,8 ^. 686 = 548,8 К

Ответ: расчётная температура самовоспламенения 2,3,3-триметилпентана составляет 686 К. Безопасная температура нагрева поверхности технологического оборудования при использовании данного вещества не должна превышать 548,8 К.

Расчет температуры самовоспламенения для предельных одноатомных спиртов

К предельным одноатомным спиртам относятся вещества, содержащие предельные углеродные цепи с одной гидроксильной группой.

Гидроксильной группой называется группа состава - ОН.

В спиртах углеродной цепью считаются цепи вида:

§ СН₃ ...СН₃;

§ СН₃...ОН, цепь такого вида увеличивается на 1 атом углерода (поправка + 1).

 

Задача. Рассчитать температуру самовоспламенения и определить безопасную температуру нагрева поверхности технологического оборудования 5-метил-2-этилгептанол-3.

Дано: 5-метил-2-этилгептанол-3.

Найти: Т_с/в, Т_без?

Решение:

1. Записываем структурную формулу вещества и нумеруем атомы углерода, гидроксильной группе также присваиваем номер:                               

2. Перечисляем цепи одинаковой длины:

    С₁= 8; 10-9-2-3-4-5-6-7;            m₁ = 1                 

    С₂= 7; 1-2-3-4-5-6-7; 

                  10-9-2-3-4-5-8;        m₂ = 2               

    С₃= 6; 1-2-3-4-5-8;  

                  11-3-4-5-6-7;       m₃ = 2                 

    С₄ =5; 10-9-2-3-11;  

                  11-3-4-5-8;        m₄ = 2                 

    С₅= 4; 1-2-3-11;  

                  8-5-6-7;    

                  1-2-9-10                    m₅ = 3        

 

3. Находим общее число перечисленных цепей:

 m₁ + m₂ + m₃ + m₄ + m₅ =1 + 2+ 2 + 2 + 3 = 10.

4. Проверяем общее число цепей в молекуле по количеству концевых групп:

;      = 10

10 = 10, следовательно, все цепи найдены.

 

5. Вычисляем среднюю длину цепи молекулы:

;

 

= 5,6

6. Используя данные табл. 7 Приложения 2 для предельных одноатомных спиртов определяем температуру самовоспламенения. Для предельного одноатомного спирта, имеющего среднюю длину углеродной цепи равной 5,6 атомов углерода, температура самовоспламенения будет равна 572 К.

7. Рассчитываем безопасную температуру нагрева поверхности технологического оборудования:

Т_без £ 0,8Т_с/в;    Т_без £ 0,8 ^. 572 = 457,6 (К)

Ответ: расчётная температура самовоспламенения 5-метил-2-этилгептанол-3 составляет 572 К. Безопасная температура нагрева поверхности технологического оборудования при использовании данного вещества не должна превышать 457,6 К.