Выбор технологии хранения и перемещения вещества в зависимости от диаграммы его состояния

Технология хранения и перемещения вещества устанавливается исходя из свойств этого вещества в диапазоне температур окружающей среды. А эти свойства определяются диаграммой состояния. Диапазон температур окружающей среды в общем случае изменяется от минус 40 ⁰С до плюс 50 ⁰С. По способам хранения и перемещения вещества делят на 4 категории.

1 категория - вещества, у которых критическая температура ниже температуры окружающей среды. Эти вещества называют перманентными газами, а в жидком состоянии криогенными жидкостями. Из криогенных веществ наиболее широко используются: сжиженный природный газ (состоит из метана); азот; кислород.

Вещества 1 категории

Таблица 4.

Для веществ 1 категории технология перемещения и хранения основывается на применении высококачественной термоизоляции с использованием, как правило, вакуумных оболочек. Отметим, что содержать метан, кислород или азот в жидкой фазе посредством охлаждения трудно, так как это можно сделать только при наличии еще более холодных жидкостей. Образующиеся при неизбежном выкипании пары можно либо сразу использовать, либо снова сжижать, либо просто выбрасывать в атмосферу.

Таким образом, вещества 1 категории хранятся в изотермических хранилищах либо при атмосферном, либо при пониженном давлении. При изотермическом способе хранения емкости искусственно охлаждаются.

2 категория - вещества, у которых критическая температура выше, а точка кипения ниже температуры окружающей среды. Для сжижения этих веществ их достаточно только сжать. В жидком состоянии они относятся к очень важной категории сжиженных газов, в которую входят: сжиженные нефтяные газы; пропан; бутан; аммиак; хлор. Вещества этой категории отличаются способностью к «мгновенному испарению». То есть при разгерметизации часть жидкости мгновенно испаряется, а оставшаяся охлаждается до точки кипения при атмосферном давлении.

При этом могут образовываться паровые облака, которые составляют значительную часть проблем с точки зрения опасности. Хранятся вещества 2 категории под давлением при температуре окружающей среды, хотя можно их хранить и в охлажденном состоянии.

Вещества 2 категории

Таблица 5.

3 категория - вещества, у которых критическое давление выше атмосферного, а температура кипения выше температуры окружающей среды.

Этот класс включает в себя вещества находящиеся при атмосферном давлении в жидком состоянии. Те из них, которые имеют более низкую точку кипения, в зависимости от температуры окружающей среды могут входить также и в предыдущую вторую категорию. Так в холодную погоду бутан жидкость (Т_кип = 0,5 ^оС), а этиленоксид в жаркую погоду сжиженный газ (Т_кип = 13,5 ^оС).

Все вещества находящиеся при температуре окружающей среды в твердом состоянии также попадают в эту категорию. Однако твердые вещества в данном случае опасны, если они взрывчатые или если они находятся в воздухе в диспергированном виде. Жидкости 3 категории хранят в закрытых емкостях при температуре окружающей среды.

4 категория - вещества, содержащиеся при повышенных температурах. К ним относятся жидкости 3 категории, которые содержатся при подводе тепла и под давлением при температурах выше их атмосферной точки кипения. Это водяной пар в котлах, циклогексан. Вещества 4 категории ведут себя подобно веществам 2 категории.