Негорючее вещество с высокой критической температурой и большой молярной массой

поиск фундаментальных и прикладных решений существующих технологических задач, поиск разработчиков
Cooper
Сообщения: 70
Зарегистрирован: Ср сен 10, 2008 2:04 pm

Негорючее вещество с высокой критической температурой и большой молярной массой

Сообщение Cooper » Пн июн 05, 2017 4:15 pm

Для реализации первой высокотемпературной ступени цикла Рэнкина требуется вещество, отвечающее одновременно нижеперечисленным требованиям:
1) иметь возможно большую молярную массу - 400-500 г/моль было бы уже неплохо;
2) иметь высокую критическую температуру, хотя бы 800-900 К, при этом давление паров должно оставаться не выше порядка 100 атм;
3) быть негорючим и устойчивым, ну или хотя бы с очень высокой температурой (выше упомянутых 800-900 К) воспламенения и/или разложения;
4) желательно оставаться жидким при н.у. или около того;
5) быть нетоксичным или малотоксичным;
6) себестоимость синтеза должна оставаться разумной.

Перебирал всевозможные пропилен-, этиленгликоли, толуол, глицерин - не подходят вследствие слишком низкой температуры воспламенения, да и другие параметры не совсем дотягивают до желаемых. В какую сторону копать далее, имею весьма смутное представление. Может кто-то подскажет что нибудь дельное или возмется за эту тему. Вещество с такими свойствами было бы очень востребовано.

Заранее благодарен за помощь.

Аватара пользователя
avor
Сообщения: 9810
Зарегистрирован: Пн янв 24, 2005 1:13 pm

Re: Негорючее вещество с высокой критической температурой и большой молярной массой

Сообщение avor » Пн июн 05, 2017 4:43 pm

Так а температура кипения при атмосферном давлении какая ориентировочно.

Среди органики искать бесполезно. Если вы собираетесь ее греть до 900К. Может жидкие металлы?

Аватара пользователя
Авас Петяев
Сообщения: 45
Зарегистрирован: Вт апр 04, 2017 11:31 pm

Re: Негорючее вещество с высокой критической температурой и большой молярной массой

Сообщение Авас Петяев » Пн июн 05, 2017 5:06 pm

Cooper писал(а):
Пн июн 05, 2017 4:15 pm
Для реализации первой высокотемпературной ступени цикла Рэнкина требуется вещество, отвечающее одновременно нижеперечисленным требованиям:
1) иметь возможно большую молярную массу - 400-500 г/моль было бы уже неплохо;
2) иметь высокую критическую температуру, хотя бы 800-900 К, при этом давление паров должно оставаться не выше порядка 100 атм;
3) быть негорючим и устойчивым, ну или хотя бы с очень высокой температурой (выше упомянутых 800-900 К) воспламенения и/или разложения;
4) желательно оставаться жидким при н.у. или около того;
5) быть нетоксичным или малотоксичным;
6) себестоимость синтеза должна оставаться разумной.

Перебирал всевозможные пропилен-, этиленгликоли, толуол, глицерин - не подходят вследствие слишком низкой температуры воспламенения, да и другие параметры не совсем дотягивают до желаемых. В какую сторону копать далее, имею весьма смутное представление. Может кто-то подскажет что нибудь дельное или возмется за эту тему. Вещество с такими свойствами было бы очень востребовано.

Заранее благодарен за помощь.
Судя по всему, классический ртутно-водяной цикл Ренкина потерял былую популярность из-за токсичности ртути. Беда только в том, что другого такого вещества как ртуть в природе не существует. Есть, конечно, еще фториды тяжелых металлов, вроде UF6, но назвать их безвредными язык не поворачивается.

Cooper
Сообщения: 70
Зарегистрирован: Ср сен 10, 2008 2:04 pm

Re: Негорючее вещество с высокой критической температурой и большой молярной массой

Сообщение Cooper » Пн июн 05, 2017 5:44 pm

Да, это я забыл добавить, что ртуть просьба не предлагать.

Готового вещества, наверное действительно, нет, но может быть возможно синтезировать что-то подходящее. Делают же всякие Engineered Fluid на замену существующим фреонам, например HFE7000-7700 у 3М, с критическими температурами, расставлеными с интервалом 20-30 градусов. Правда самая высокая критическая температура не дотягивает и до 600К.

Аватара пользователя
avor
Сообщения: 9810
Зарегистрирован: Пн янв 24, 2005 1:13 pm

Re: Негорючее вещество с высокой критической температурой и большой молярной массой

Сообщение avor » Пн июн 05, 2017 6:39 pm

И не дотянет потому что фтор органика при более высоких температурах начинает разлагаться, при чем далеко не на самые безобидные вещества.

Вот калий цезий - это интересно.
Последний раз редактировалось avor Пн июн 05, 2017 6:43 pm, всего редактировалось 1 раз.

Cooper
Сообщения: 70
Зарегистрирован: Ср сен 10, 2008 2:04 pm

Re: Негорючее вещество с высокой критической температурой и большой молярной массой

Сообщение Cooper » Пн июн 05, 2017 6:41 pm

avor писал(а):
Пн июн 05, 2017 4:43 pm
Так а температура кипения при атмосферном давлении какая ориентировочно.

Среди органики искать бесполезно. Если вы собираетесь ее греть до 900К. Может жидкие металлы?
Температура кипения - это уж как получится. В идеале, чем дальше от критической температуры и ближе, скажем к 330-360 К, тем лучше. У органики этот зазор (критическая минус температура кипения), как правило, 200, максимум 300 градусов. Ну вот, 200 - маловато, а 300-400 градусов разницы было бы очень здорово, можно было бы обойтись двумя температурными ступенями.

Например такая экзотика, для меня по крайней мере, как пентаиодобензол имеет критическую температуру что то около 1000 К, но это твердое вещество при температурах далеко за комнатную.

Над металлами думал - похоже только ртуть, но ее в расчет не берем. У галлия пренебрежимо низкое давление паров при температурах даже выше 1000К, т.е. точка кипения слишком высокая. Калий, с этой точки зрения (темп. кипения) может и подошол бы, но невеликая молярная масса и соображения безопасности ставят крест и на этом выборе.

Аватара пользователя
avor
Сообщения: 9810
Зарегистрирован: Пн янв 24, 2005 1:13 pm

Re: Негорючее вещество с высокой критической температурой и большой молярной массой

Сообщение avor » Пн июн 05, 2017 6:46 pm

Cooper писал(а):
Пн июн 05, 2017 6:41 pm
и соображения безопасности ставят крест и на этом выборе.
Вам же уже написали, что общие соображения и ваши ограничения, вообще ставят крест на вашей идее.

Аватара пользователя
avor
Сообщения: 9810
Зарегистрирован: Пн янв 24, 2005 1:13 pm

Re: Негорючее вещество с высокой критической температурой и большой молярной массой

Сообщение avor » Пн июн 05, 2017 6:47 pm

А калий и цезий в атмосфере аргона вполне и ничего.

Аватара пользователя
Гесс
Сообщения: 10047
Зарегистрирован: Ср фев 15, 2012 11:19 pm

Re: Негорючее вещество с высокой критической температурой и большой молярной массой

Сообщение Гесс » Пн июн 05, 2017 7:03 pm

Cooper писал(а):
Пн июн 05, 2017 6:41 pm
пентаиодобензол имеет критическую температуру что то около 1000 К
У этой экзотики нет (по информации scifinder) промерянной температуры кипения, предсказанная 477+-45, но на мой взгляд оно сдохнет намного раньше (гексаиодо декомпозит при плавлении, да и вообще иодоорганика не самый живучий обьект). А экспериментально промерянная плавления имеет разброс в больше 50 градусов у разных исследователей.

Аватара пользователя
Гесс
Сообщения: 10047
Зарегистрирован: Ср фев 15, 2012 11:19 pm

Re: Негорючее вещество с высокой критической температурой и большой молярной массой

Сообщение Гесс » Пн июн 05, 2017 7:22 pm

по запрошенной Ткипения подходят или недалеко от (указан интервал жидкой фазы в цельсиях)
Decabromobiphenyl ether 305-530
Coronene 437-525
Benzo[ghi]​perylene 277-550
Tetraphenyltin 228-420
Catechin (эта информация кажется мне сильно сомнительной) 214-629
тетракисбифенилсилан 280-600

и больше пожалуй ничего во что я был бы готов поверить.

Cooper
Сообщения: 70
Зарегистрирован: Ср сен 10, 2008 2:04 pm

Re: Негорючее вещество с высокой критической температурой и большой молярной массой

Сообщение Cooper » Пн июн 05, 2017 7:47 pm

avor писал(а):
Пн июн 05, 2017 6:47 pm
А калий и цезий в атмосфере аргона вполне и ничего.
Вы имеете в виду отсутствие контакта щелочного металла с воздухом? Если да, то этого контакта в штатном режиме и без аргона не будет. Безопасность это когда и при возможной утечке не произойдет ничего катaстрофичного.
avor писал(а):
Cooper писал(а):
Пн июн 05, 2017 6:41 pm
и соображения безопасности ставят крест и на этом выборе.
Вам же уже написали, что общие соображения и ваши ограничения, вообще ставят крест на вашей идее.


Я и сам бы с этой мыслей полностю согласился бы, но ведь есть же, например, глицерин с критической температурой 850 К, температурой кипения около 560 К. Молярная масса, правда не очень, но это может и не так страшно. Единственный серьезный минус - утечка горячих паров в воздух приведет, скорее всего, к их воспламенению. Неужели невозможно вещество со сходными свойствами, но не горючее?
Последний раз редактировалось Cooper Пн июн 05, 2017 9:35 pm, всего редактировалось 2 раза.

Аватара пользователя
Гесс
Сообщения: 10047
Зарегистрирован: Ср фев 15, 2012 11:19 pm

Re: Негорючее вещество с высокой критической температурой и большой молярной массой

Сообщение Гесс » Пн июн 05, 2017 7:52 pm

Cooper писал(а):
Пн июн 05, 2017 7:47 pm
Единственный серьезный минус - утечка горячих паров в воздух приведет, скорее всего, к их воспламенению. Неужели невозможно вещество со сходными свойствами, но не горючее?
Органика вообще горюча если только в ней не слишком много галогенов.

Cooper
Сообщения: 70
Зарегистрирован: Ср сен 10, 2008 2:04 pm

Re: Негорючее вещество с высокой критической температурой и большой молярной массой

Сообщение Cooper » Пн июн 05, 2017 10:30 pm

Гесс писал(а):
Пн июн 05, 2017 7:22 pm
по запрошенной Ткипения подходят или недалеко от (указан интервал жидкой фазы в цельсиях)
Decabromobiphenyl ether 305-530
Coronene 437-525
Benzo[ghi]​perylene 277-550
Tetraphenyltin 228-420
Catechin (эта информация кажется мне сильно сомнительной) 214-629
тетракисбифенилсилан 280-600

и больше пожалуй ничего во что я был бы готов поверить.
... и ни одного жидкого при комнатной температуре?

Неужели лепить к циклу на глицерине систему пожаротушения - это же как то нелепо да и дорого будет.

Аватара пользователя
avor
Сообщения: 9810
Зарегистрирован: Пн янв 24, 2005 1:13 pm

Re: Негорючее вещество с высокой критической температурой и большой молярной массой

Сообщение avor » Пн июн 05, 2017 11:53 pm

С глицерином ничего не получится он разлагается на акролеин, а последний осмоляется.

Cooper
Сообщения: 70
Зарегистрирован: Ср сен 10, 2008 2:04 pm

Re: Негорючее вещество с высокой критической температурой и большой молярной массой

Сообщение Cooper » Вт июн 06, 2017 10:16 am

avor писал(а):
Пн июн 05, 2017 11:53 pm
С глицерином ничего не получится он разлагается на акролеин, а последний осмоляется.
Это просходит при каких условиях? Откуда тогда по всем справочным данным критическая температура глицерина 850 К?

Аватара пользователя
avor
Сообщения: 9810
Зарегистрирован: Пн янв 24, 2005 1:13 pm

Re: Негорючее вещество с высокой критической температурой и большой молярной массой

Сообщение avor » Вт июн 06, 2017 12:30 pm

Это происходит уже где то при 170-200 градусах цельсия.

Cooper
Сообщения: 70
Зарегистрирован: Ср сен 10, 2008 2:04 pm

Re: Негорючее вещество с высокой критической температурой и большой молярной массой

Сообщение Cooper » Вт июн 06, 2017 7:26 pm

avor писал(а):
Вт июн 06, 2017 12:30 pm
Это происходит уже где то при 170-200 градусах цельсия.
Согласно авторитетным источникам, это происходит не столь драматично. Цитата: Глицерин кипит со слабым разложением при 290° С -- хим. энциклопедия на xumuk.ru

Но еще один минус в зачет глицерину.
avor писал(а):Вот калий цезий - это интересно.
С благодарностью принимаю ваши настойчивые намеки на МГД генератор и обещаю подумать над этой тематикой. К сожалению, имеющиеся МГД схемы мало подходят мне, эти разработки дают какой то эффект на многомегаватных мощностях, а у меня фокус на киловатных.

Аватара пользователя
avor
Сообщения: 9810
Зарегистрирован: Пн янв 24, 2005 1:13 pm

Re: Негорючее вещество с высокой критической температурой и большой молярной массой

Сообщение avor » Ср июн 07, 2017 12:10 am

У вас же глицерин в цикле. Он будет находится в перекаленном состоянии тысячи часов. Я вас уверяю уже через сотни часов смола забьет все коммуникации. Вы можете мне не верить и попробовать проверить это на реальной установке. Попробуйте его просто перегнать из куба при атмосферном давлении без перегрева паров 3-4 раза.

Про МГД как то не думал.

Аватара пользователя
chaus
Сообщения: 2426
Зарегистрирован: Вт дек 24, 2013 2:37 pm

Re: Негорючее вещество с высокой критической температурой и большой молярной массой

Сообщение chaus » Чт июн 08, 2017 10:14 pm

Ртуть. Классический выбор для цикла Ренкина -- ртуть. Конечно, по ММ до 400 не дотягивает)))), но по всем остальным параметрам -- идеальное рабочее тело.
When you open your heart to patriotism, there is no room for prejudice.

Cooper
Сообщения: 70
Зарегистрирован: Ср сен 10, 2008 2:04 pm

Re: Негорючее вещество с высокой критической температурой и большой молярной массой

Сообщение Cooper » Пт июн 09, 2017 10:22 am

chaus писал(а):
Чт июн 08, 2017 10:14 pm
Ртуть. Классический выбор для цикла Ренкина -- ртуть. Конечно, по ММ до 400 не дотягивает)))), но по всем остальным параметрам -- идеальное рабочее тело.
... и по сути запрещенное к использованию в коммерческих и бытовых устройствах.

Ответить

Вернуться в «требуется новое решение»

Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей и 1 гость