Фенол и его растворы как ОПР

Давление насыщенного пара индивидуального фенола как индивидуального соединения следует рассчитывать также по уравнению (13). Соответствующие константы равны: А = 11,5638, В = 3586,36, С = 273 (они постоянны в области температур от 0 до 40⁰С). Температура плавления и кипения С₆Н₅ОН равна соответственно 41 и 181,2⁰С. Давление насыщенного пара фенола как функция температуры, рассчитанное по уравнению (13), приведено в таблице 13.

Таблица 13

Влияние температуры на давление насыщенного пара фенола

Совершенно очевидно, что продукт, представленный преимущественно фенолом, не попадет в отходы производства. В этом плане наибольший интерес представляют его водные растворы. Вновь, как и в предыдущем случае, оценим давление насыщенного пара фенола в условиях существования его водных растворов, содержащих 1,0 и 10,0 г/л С₆Н₅ОН. Отметим, что
ПДК_р.з. (С₆Н₅ОН) равна 0,3, ПДК_с.с. – 0.003 мг/м³. Принимая водный раствор фенола в качестве бинарной системы, рассчитаем мольную долю каждого из компонентов, используя уравнение

Х = ,

где n_i и n_j – число моль каждого компонента в 1 л раствора. Пусть i–тый компонент – фенол. Тогда при его концентрации 1,0 и 10,0 г/л n₁ = 0,0106 и
n₁₀ = 0,106 моль/л. Нижний индекс указывает С_фенола в растворе в г/л. Соответственно n_воды составляет 55,50 и 55,0 моль/л.

В этом случае мольная доля фенола в рассматриваемых растворах равна: Х = 1,9 × 10^-4 и Х = 1,9 × 10^-3. Столь разбавленные растворы являются практически идеальными и расчет давления насыщенного пара вновь можно проводить по уравнению (9). Его результаты расчета представлены в табли-
це 14.

С использованием уравнений (8) и (9) получим максимальную концентрацию С₆Н₅ОН (m, мг/м³) и величину К_пр (таблица 15).

Таблица 14

Зависимость давления насыщенного пара фенола (Па) от температуры

*увеличено в 10⁴ раз, ** увеличено в 10³ раз.

Таблица 15

Влияние температуры на максимальную концентрацию фенола в атмосферном воздухе над раствором и К_пр.

Проведя подобные расчеты для широкого интервала концентраций любого токсичного компонента с шагом заданного размера, можно представить их в виде номограмм, из которых легко оценить область допустимых концентраций компонента отхода производства в пруду накопителе, при которых С_факт опасного вещества в воздухе над раствором не превышает ПДК_i любого типа (рабочей зоны, атмосферного воздуха и т. д. по ОБУВ, ОДУ, ПДК_р.з., ПДК_с.с. и т. п.).

Приведем параметры для расчета давления насыщенного пара ряда широко распространенных экотоксикантов (таблица 16).

Таблица 16

Уравнение, интервалы температур и константы, рекомендуемые для расчета давления насыщенного пара ряда органических соединений.

Рассмотрим несколько иной и более строгий метод расчета давления насыщенного пара. С этой целью целесообразно использовать уравнение Клапейрона – Клаузиуса.

l = Т (V₂ – V₁), (15)

где l - молярная теплота фазового перехода, V₂ и V₁ – молярные объемы газообразной и жидкой фаз. При температурах, далеких от критических, плотность насыщенного пара во много раз меньше плотности жидкости. Тогда
V₂ >> V₁ и V₁ можно пренебречь. Соответственно уравнение (15) упрощается

l = Т V₁, (16)

(далее вместо V₁ просто V).

Если принять насыщенный пар идеальным, что в подавляющем большинстве случаев справедливо в условиях защиты ОПС, то

V = RT/P. (17)

Подстановка (17) в (16) дает

l = RТ² ; = .

Разделив переменные и проинтегрировав по температуре в пределах от Т₁ до Т₂, и по давлению (Р₁, Р₂), имеем

ln = .

Если принять l практически постоянной в заданном температурном интервале, то, зная Р₁, можно найти Р₂ для заданных температурных условий. В таблице 17 приведены l ряда жидкостей.

Таблица 17

Теплоты фазового перехода ряда жидких компонентов отходов при температуре кипения

В таблице 17 указаны l_i токсичных компонентов отходов при t_кип. К сожалению, l_i существенно зависит от температуры, возрастая с ее снижением. Именно поэтому и рекомендуется использовать формулы вида (12) и (13).

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: