專利名稱：四氟乙烯的安全處理的制作方法
背景技術：
本發(fā)明涉及密閉情況下四氟乙烯的安全處理。
四氟乙烯(TFE)在室溫下(20℃)是氣體，但在容器里加足夠的壓力可以液化，從而在該容器里可貯存大量的TFE?？紤]到經(jīng)濟和節(jié)約空間的原因，最理想的是將TFE以液態(tài)來貯存或運輸，因為這樣能在給定的空間里貯存大量的TFE。
在大氣壓下混合在空氣里的TFE，與大約240℃的熱界面接觸是易燃的。然而，TFE存在帶來更大的危險是在壓力下從液態(tài)TFE中蒸發(fā)出來的TFE蒸氣的爆炸性。該爆炸性起因于TFE分解為CF4和C。該爆炸性分解可能是由于TFE蒸氣受高溫作用引起的。爆炸的靈敏度也隨TFE壓力的增加而增加。氧氣能夠引發(fā)TFE自聚，這又使容器里局部過熱引發(fā)容器里液面上TFE蒸氣的爆炸。然而TFE的爆炸性可能不依賴于空氣的存在，因為空氣通常是被排除于液態(tài)TFE容器之外的。即使沒有空氣，容器里的TFE蒸氣與火星接觸，比如由靜電荷放電引起；與一熱金屬面接觸，比如由金屬表面間摩擦引起；或與外界的火接觸，均能引起TFE蒸氣的爆炸。這樣，例如，在-16℃或更高的溫度下，在最低150磅/英寸2(1032KPa)壓力下，飽和的THF蒸氣能夠爆炸，而在25℃和115磅/英寸2(790KPa)下，不飽和的TFE蒸氣也能夠爆炸。
在此以前，人們通過將HCl加入貯有TFE的壓力容器中解決了TFE在運輸過程中的爆炸性問題，TFE和HCl的比例大約是33％(mol)的TFE和67％(mol)的HCl。該混合物形成恒沸物，這樣當TFE蒸發(fā)時，HCl也以差不多同樣的比例蒸發(fā)。在沒有空氣時，蒸氣狀態(tài)下HCl和TFE同時存在使TFE不可燃，因而不爆炸。當該溶液解決了TFE爆炸危險這一問題時，引入另外兩方面的問題，當TFE要用于聚合成聚四氟乙烯或其它聚合物時必須除去TFE中存在的大量HCl，以及在意外泄露事件中HCl的毒性問題。對于三氟三氯乙烷或全氟烷烴分別與液體四氟乙烯混合用于安全貯存時也存在這種處理問題，除非所述三氟三氯乙烷或全氟烷烴是具體使用時所需的成份或載體溶劑，分別在日本Kokai45-39082(12,9,1970)和57-48096(10,14,1982)專利中公開。
美國專利4,365,102公開TFE和CO2的氣體混合物加熱到950—1500℃以便制得CF4和C2F6。CO2作為TFE的稀釋劑減少由于TFE在反應溫度下分解(CO2分子濃度濃度大于20％mol％)的爆炸機會，并起到吸熱作用調(diào)解因化學反應放熱引起的溫度升高。美國專利3,873,630公開了TFE/CO2(8-70％摩爾CO2)氣體混合物在700-900℃時在約一個大氣壓下的熱分解，制得六氟丙烯。它也公開了在約一大氣壓下為使TFE不爆炸，加入熱解爐的氣體進料中CO2加入量須大于8％(mol)，及在與大氣連通情況下TFE/CO2混合氣體不燃燒，氣體進料中CO2加入量須大于60％(mol)。
Asahi Garasu Kenkyu Hokoku 38 No.1115-22(1988)題為“稀釋氣體對TFE歧化反應的抑制作用?！惫_了在引發(fā)壓力為157-228磅/英寸2(1080-1569KPa)下，TFE和各種氣體稀釋劑包括惰性氣體，特別是N2和CO2混合經(jīng)過一小段時間，沒有公開溫度，然后點燃該混合物。結果是在氣體稀釋劑濃度較低時(15％摩爾CO2)，混合物爆炸，在較高濃度時(18％摩爾CO2)，混合物不爆炸。
發(fā)明概述本發(fā)明提供單相的THF和CO2液體混合物。THF和CO2在整個可能的組成比例范圍內(nèi)相互完全混溶。
本發(fā)明也提供加壓下液體混合物的密封體。該密封體簡單地稱為容器，比如用于貯存或運輸。如美國專利4,861,845中描述的一樣，與TFE混合的CO2可以隨后作為TFE聚合反應的介質(zhì)，也可作為與TFE有關的化學反應的稀釋劑或散熱劑。TFE/CO2液體混合物裝置作為一種安全處理TFE的方式，比如TFE的貯存和運輸設備將在本文詳細描述。在此應用中，當需要從容器中回收純凈的TFE時，通過傳統(tǒng)的洗氣工藝或膜分離工藝或者將二者結合可以容易地將CO2從TFE中分離出來，回到大氣中，沒有廢物處理問題。
詳細說明當TFE在-75.6℃沸騰時，CO2在-78.5℃升華，在-56.6℃有一個三相點。在CO2和TFE是液態(tài)的情況下，令人驚奇的是，在全部組成范圍內(nèi)，如1-99％(mol)的CO2和99-1％(mol)的TFE，液態(tài)CO2和TFE在液體狀態(tài)下互溶。
在容器里貯存或運輸液態(tài)TFE/CO2混合物大多數(shù)應用中，當容器暴露在例如-55℃—+55℃的常規(guī)溫度范圍內(nèi)時，該容器因容器內(nèi)TFE和CO2從液體混合物中蒸發(fā)而產(chǎn)生內(nèi)壓。當暴露在如上文所述的危險環(huán)境里時，液態(tài)CO2的存在能提供足夠量的CO2蒸氣防止TFE的爆炸。意外的是，TFE和CO2幾乎以相同的速度從TFE/CO2液體混合物中蒸發(fā)，使得液體組成的變化及隨之的蒸氣的組成變化比想象的小得多。這意味著容器里的液體在蒸發(fā)的情況下，即在運輸過程中出現(xiàn)事故，容器里的蒸氣泄露，CO2隨TFE從液體混合物中蒸發(fā)，抑制了THF蒸氣的爆炸性。意想不到的是CO2揮發(fā)性大約比TFE高兩倍，比如在-35℃時為2∶1，在15℃時為1.9∶1。如果CO2/TFE液體混合物中各組分按它們各自的揮發(fā)性揮發(fā)，首先蒸發(fā)掉更多易揮發(fā)的CO2，留下富含TFE的液體，該液體揮發(fā)的蒸氣易于爆炸。而實際情況是，當液體揮發(fā)時蒸氣中CO2的濃度基本保持恒定。它具有恒沸混合物的特性。只是這種現(xiàn)象發(fā)生在TFE/CO2整個液體混合物組成范圍內(nèi)和處理該液體混合物時的溫度和壓力下。
盡管TFE和CO2蒸氣的分壓相互十分不同，但它們在容器里形成容器內(nèi)的總蒸氣壓。當容器泄露時，隨著越來越多的液體混合物蒸發(fā)，蒸氣的組成基本恒定，這能便利地通過測量容器內(nèi)的蒸氣壓來測定。在本發(fā)明中，當TFE/CO2液體混合物從容器里蒸發(fā)時，容器里發(fā)生的微小蒸氣壓的變化表征了該液體混合物具有類恒沸物的行為。比如，當該起始液體混合物蒸發(fā)掉50％(wt)，甚至80％(wt)時，蒸氣壓的變化不到原蒸氣壓(泄露前)的10％。
本發(fā)明通過將CO2和TFE壓縮成液體，然后將液體TFE按所需比例混合到液體CO2中來實施。最好，先將CO2液化，然后TFE在該液體中凝結形成混合物.在另一實施方案中，壓縮的TFE和CO2氣體混合在一起，毋需攪拌，通過降低溫度形成液體混合物。液體混合物一經(jīng)形成，然后將其裝入預先除掉空氣(氧氣)的容器里。在裝入液體混合物時的溫度下，比如，在-50℃裝入容器里的液體混合物的量通常不充滿容器，以限制內(nèi)壓在溫度超過臨界溫度時升高，CO2和TFE的臨界溫度分別為31℃和32.8℃。當液體混合物裝入容器后，容器里蒸氣空間很快因由液體里蒸發(fā)來的TFE和CO2蒸氣而快速飽和。容器內(nèi)液體混合物溫度的增加促使更多的液體轉(zhuǎn)變成氣體狀態(tài)，由此使壓力增加。在運輸過程中，世界范圍內(nèi)容器所處的最高環(huán)境溫度一般約為55℃，但在大多數(shù)地區(qū)，最高溫度約為46℃。
容器的未充填量依賴于容器本身，比如容器是否有制冷裝置，是為就地貯存還是運輸。一方面，聯(lián)邦法規(guī)指令在運輸時容器不得充滿，讓容器里留下蒸氣空間。這就將運輸期間，當液體溫度高于它的臨界溫度時，壓力的升高減至最小。另一方面，制冷容器僅僅為貯存，通常縱距更大一些。一般地，在溫度范圍為-50—+55℃時，容器內(nèi)的蒸氣壓變化為115-4015磅/英寸2(790-27677KPa)，容器內(nèi)充填液體混合物的變化范圍為容器內(nèi)水容量的50-90％。以液體混合物充填容器的容量百分比應使得在溫度范圍為-50—+55℃時于容器內(nèi)產(chǎn)生的最大壓力為1615磅/英寸2(11131KPa)，或略小一點。
本專利發(fā)明人已測定在溫度范圍為-50—+55℃，最高壓力為1615磅/英寸2(11131KPa)時，容器蒸氣空間內(nèi)不低于30％(mol)的CO2將抑制TFE的爆炸。甚至容器內(nèi)80％(重量)的TFE/CO2液體混合物從容器內(nèi)蒸發(fā)以后，在溫度超過液體混合物的臨界溫度時，在液體里同樣的濃度將保證該蒸氣濃度。因而，更優(yōu)選的液體組成為30-99％(mol)的CO2和1-70％(mol)的TFE，總計為100％(mol)。這在溫度為臨界溫度或臨界溫度以上，最高達55℃，甚至壓力為115磅/英寸2(790KPa)和該壓力以上時，保護了TFE/CO2蒸氣混合物。
在較少涉及易爆性的應用中，液體中含有較少比例的CO2也可使用，比如，較低的引燃可能性，或在較低的溫度下貯存或運輸，或貯存時，其中使該容器破裂的事件不存在。在液體中10％(mol)的CO2能夠在蒸氣空間內(nèi)提供足夠的CO2(約15％(mol))以抑制一個密閉系統(tǒng)內(nèi)溫度至多達+10℃時的爆炸。把這種保護擴展到一個溫度至多達+20℃時的密閉系統(tǒng)時，液體中應該含有15％(mol)的CO2。在溫度至多達到+20℃時，以至少20％(mol)CO2提供蒸氣空間。在這一段里描述的液體組成如下10-99％(mol)的CO2和1-90％(mol)的TFE，15-99％(mol)的CO2和1-85％(mol)的TFE，20-99％(mol)的CO2和1-80％(mol)的TFE，總計100％(mol)。
抑制爆炸所需CO2的量規(guī)定為爆炸條件。這里TFE/CO2蒸氣暴露在通有足夠電流的電阻絲中，電流使電阻絲發(fā)熱，在達到1350℃時熔化，截斷電路，因而停止了蒸氣在這種強熱源下的暴露。通常用的鎳鉻電阻絲有達到1350℃的性能，當強電流通過時在該溫度下熔化。在這種引燃試驗中暴露時間是不重要的，但有時電阻絲中的電流在幾秒內(nèi)增大，以探測在達到融化溫度以前是否發(fā)生爆炸。對于較快的試驗，在最高試驗溫度下達到電阻絲熔化時間可以僅1秒，以觀察是否發(fā)生爆炸。實施該試驗的蒸氣溫度可以是具體TFE/CO2混合物所述范圍內(nèi)的任何溫度。在引燃試驗中，電阻絲發(fā)熱之快使得蒸氣體積溫度變化不明顯(除非蒸氣要爆炸)。25℃是蒸氣引燃試驗中優(yōu)先選用的溫度，因為該溫度是運輸或貯存TFE/CO2液體混合物時最常達到的溫度。這是實施例7中使用的溫度條件。而在實施例8中使用更高的溫度，在實施例8中較高溫度下沒有爆炸意味著該實施例中試驗的混合物在25℃也不爆炸。關于壓力，蒸氣壓力越高，爆炸傾向越明顯，這是因為在火源附近存在著更多的TFE分子。這樣，引燃試驗壓力的選擇應使在CO2不存在的試驗條件下發(fā)生爆炸。實施例8表明在最高達1664磅/英寸2(11469KPa)的壓力下未爆炸。
在-35℃下，在液體中96％(mol)濃度的CO2和TFE形成真恒沸物。
液體中CO2的比例越高，TFE蒸氣暴露在空氣中時的耐燃性及從容器中泄露時的可燃條件越大，蒸氣空間內(nèi)CO2和TFE保護性的結合在混合蒸氣進入空氣中后繼續(xù)存在。為抑制可燃性，液體中最好至少含有60％(mol)的CO2，它甚至在最高達80％(重量)的液體從容器內(nèi)蒸發(fā)以后，為蒸氣提供至少60％(mol)的CO2。
含有TFE和CO2的容器可有各種各樣的形狀和功用。例如，簡單地容器可以是管子，貯存罐或者可以是卡車運輸罐，缸或運輸管等可運輸形式，比如通過卡車，船或鐵路油罐車。容器也可能是化學反應或工藝設備。貯存期可能是較短的一段時間，比如至少一小時，也可能是較長的一段時間，比如幾星期或幾個月。容器除要求其結構或材料在可能遭受的內(nèi)壓下能貯存液體外沒有特殊要求，本領域技術人員也應該認識到在實施本發(fā)明安全處理TFE，比如貯存和運輸時，應該小心謹慎，這也是在本發(fā)明范圍內(nèi)的。
實施例實施例1在該實驗中，本發(fā)明人測定了從TFE/CO2相互混溶液體混合物中蒸發(fā)出來的氣體CO2的摩爾分數(shù)。
相平衡室(容器)，由一個高為2″(5.1cm)，直徑為6″(15.2cm)的圓柱狀玻璃缸構成。固定在不銹鋼法蘭盤之間。從由水銀控溫的各自缸體里取出已知量的高純度的TFE(99.8％)和CO2(99.99％)液體，放入相平衡室。由蝸輪式磁力攪拌器攪拌該室，將相平衡室完全浸泡在油浴中來控制溫度。
通過使差動壓力換能器與氮氣達到平衡，從數(shù)字式壓力計上讀出壓力測定值，由在氣相計算的量對液體組成校正。通過將液體組成和室壓力數(shù)據(jù)與Wilson方程相聯(lián)系得出活度系數(shù)和Peng-Robinson狀態(tài)方程相聯(lián)系得出壓縮因子和逃逸系數(shù)來計算蒸氣組成。也可從相平衡室中選取氣態(tài)樣品通過氣相色譜分析校核計算結果。
本發(fā)明人通過液氣界面可見的觀察和沒有檢測到等壓層作為組成函數(shù)，發(fā)現(xiàn)TFE/CO2在整個范圍內(nèi)完全互溶。不存在等壓層意味著不存在兩個液相，表明TFE和CO2完全互溶。
在+15℃下的測量值如下表1蒸氣中CO2容器內(nèi)液體中蒸氣壓 的摩爾分數(shù)CO2的摩爾分數(shù) (KPa)1計算實測.898 4989 .909.911.789 4823 .820 --.693 4643 .736 --.556 4319 .620 --.494 4153 .566.575.406 3903 .486 --.297 3596 .379 --.196 3272 .269 --.098 2952 .146 --.038 2749 .060.038注1在本表或其他表中的數(shù)據(jù)是在磅/英寸2單位下測得的，通過磅/英寸2乘以6.895得出表中KPa值。
實施例2在-35℃下進行與實施例1相同的實驗，結果表明在該溫度下液體TFE和CO2也完全混溶，但也令人驚奇的是，在約96％(mol)的CO2存在時形成恒沸物。-35℃下恒沸物存在時的蒸氣壓約為1205KPa。
表2蒸氣中CO2容器內(nèi)液體中 蒸氣壓的摩爾分數(shù)CO2的摩爾分數(shù) (KPa) 計算 實測.979 1203 .978 .980.950 1204 .950 --.898 1201 .908 --.748 1164 .808 --.670 1136 .761 --.602 1112 .719 --.487 1043 .642 .638.385 975.563 --.300 907.485 --.198 816.367 --.099 717.215 --.029 640.071 .070實施例3在與實施例1相同的裝置中，在所述室內(nèi)加入238.8cc的含有34％(mol)CO2和66％(mol)TFE的液體混合物，在+25℃下達到平衡。在等溫條件下，緩慢地從所述室內(nèi)排出蒸氣，收集在容積為1加侖(0.0038m3)的缸內(nèi)，直到看到10％體積的原始液消失以后為止，該變化由測高儀測定。從1加侖(0.0038m3)缸中已知的體積及缸內(nèi)氣體的溫度和壓力測定排出物的量。重復這一步驟，以10％為間隔直到看到全部液體已經(jīng)消失和壓力減少曲線斜率的變化表明所述室內(nèi)沒有液體時為止。
表3排出TFE＋CO2除去液體 除去液體 蒸氣壓 壓力減少克數(shù) 的體積％ 的重量％ (KPa) ％0 0 0 4631 08.82 9.5 8.8 4613 0.418.07 20.018.14596 0.727.05 29.427.14583 1.037.93 40.738.04560 1.547.65 50.847.84529 2.258.09 61.258.24505 2.799.74 99.099.04349 6.1110.02 100 100 4211 9.1在整個排氣過程中所述室內(nèi)相對恒定的蒸氣壓(較低的壓力減少百分比)表明在飽和蒸氣中CO2和TFE相對恒定的比例。
實施例4因為在本實施例中進行一系列高壓試驗，所以玻璃室改為金屬室。除不能通過觀察測定體積變化外，試驗方案與實施例3相似。根據(jù)相平衡室內(nèi)已知TFE和CO2的量，排出的量及預先測定的蒸氣和液體的密度來計算液體體積的減少，在25℃時，獲得如下結果
表4a液體組成＝68.9％(mol)的CO2排出TFE＋CO2除去液體 除去液體 蒸氣壓 壓力減少克數(shù) 的體積％ 的重量％ (KPa)％0 005881 034.95 45.1 44.1 5837 0.842.02 54.2 53.0 5830 0.963.03 80.8 79.5 5796 1.569.96 89.2 88.3 5766 2.076.96 97.1 97.1 5713 2.990.98 100 100 5519 6.2表4b液體組成＝94.6％(mol)的CO2排出TFE＋CO2除去液體 除去液體 蒸氣壓 壓力減少克數(shù) 的體積％ 的重量％ (KPa) ％00 06373 046.4644.5 44.3 6363 0.257.8555.4 55.2 6363 0.280.8377.4 77.1 6359 0.292.4388.5 88.1 6354 0.3115.85100 100 6050 5.1在4a和4b兩個實驗中，由相對恒定的蒸氣壓(較低的壓力減少百分比)表明在TFE/CO2蒸氣中CO2的量基本恒定。實施例3和4表明在+25℃和約4000-6500KPa壓力下，組成約為30-99％(mol)的CO2和70-1％(mol)的TFE形成類恒沸物，表明當最高達50％(重量)，甚至達80％(重量)的液體蒸發(fā)時，蒸氣壓的減少均不到10％。
實施例5實施例1和2及在溫度為-10℃時所測數(shù)據(jù)關聯(lián)成Soave-Redlich-Kwong狀態(tài)方程，分析預測的恒沸物與實施例2不同。分析表明，在實施例2中在-35℃在約含96％(mol)的CO2時形成的恒沸物，預測在含93％(mol)的CO2時形成。測定值與計算值之間有很好的關聯(lián)。如表5所示，隨溫度的降低，恒沸物的組成向富含TFE的方向移動。
表5溫度 CO2在液體中的CO2在蒸氣中的 蒸氣壓 預測恒沸物(℃) 摩爾分數(shù) 摩爾分數(shù)(KPa) ％(mol)CO2-35～931.000 1.0001196.950 .9471205.900 .9061205.850 .871119845～921.000 1.000827.950 .945836.900 .903838.850 .869835-55～901.000 1.000552.950 .941560.900 .899563.850 .865562實施例6實施例5導出的模型常用來預測在不同(較低)溫度下，TFE/CO2液體系統(tǒng)不同組成下的蒸氣行為。表6a給出的數(shù)據(jù)表明，甚至達80％(重量)的原始液蒸發(fā)以后，預計在蒸氣空間內(nèi)至少含有60％(mol)的CO2。
表6a蒸發(fā)液體＞ 0％(重量)50％(重量)80％(重量)壓力 M％CO2壓力 壓力變化 M％CO2壓力 壓力變化 M％CO2(KPa) 蒸氣 (KPa)％ .蒸氣 (KPa) ％ .蒸氣飽和溫度＝-50℃液體中CO2的％(mol)184.1687 86.26860.285.4 6850.4 84.769.4666 78.16522.174.9 6384.1 72.061.2645 73.26184.268.1 5938.0 63.6飽和溫度＝+20℃84.15571 85.55557 0.384.9 5550 0.4 84.469.45233 72.55185 0.971.1 5151 1.6 70.161.24964 64.44895 1.462.4 4847 2.4 61.1注184.1，69.4，和61.2％(mol)的CO2分別相當于70，50和40％(重量)的CO2。
用上面實施例6中的模型預測80％(重量)的原始液蒸發(fā)以后，CO2的蒸氣濃度超過20％(mol)時的行為。
表6b蒸發(fā)液體＞ 0％(重量) 50％(重量) 80％(重量)壓力 M％CO2壓力 壓力變化 M％CO2壓力 壓力變化 M％CO2(KPa) .蒸氣 (KPa) ％ 蒸氣 (KPa) ％ 蒸氣飽和溫度＝-50℃液體中CO2的％(mol)120.2 473 40.2 423 10.8 27.6 405 14.6 22.736.2 558 57.1 501 10.3 46.0 472 15.3 39.849.3 611 66.7 568 7.2 58.8 536 12.2 53.2飽和溫度＝+20℃20.2 3628 26.0 3530 2.7 22.9 3482 4.0 21.236.2 4185 42.5 4068 2.8 39.3 4006 4.3 37.549.3 4620 54.7 4523 2.1 52.1 4461 3.4 50.5注120.2，36.2，和49.3％(mol)的CO2分別相當于10，20和30％(重量)的CO2。
在表6a和表6b中，蒸氣中CO2的摩爾百分濃度的數(shù)據(jù)表明，在較寬的溫度范圍和蒸氣組成下蒸氣中確定的CO2的最低含量，甚至大多數(shù)液體從原容器內(nèi)以蒸氣排出以后也是如此。例如，-50℃時，液體組成中含有69.4％(mol)CO2的TFE/CO2液體排出80％以后，蒸氣中CO2含量僅僅從初始的78.1％(mol)減小為72％(mol)(表6a)。+20℃時，同樣組成下，蒸氣壓僅僅減少1.6％(5233-5151KPa)(表6a)。在-50℃或+20℃下，在TFE最高濃度為79.8％(mol)時，80％(重量)的液體排出以后，蒸氣中CO2的摩爾百分含量也超過20％(mol)(表6b)。
實施例7引燃試驗系列#1室溫下(20℃)，TFE裝入250cc的鎳鉻銅耐蝕合金壓力氣體貯罐里達到165磅/英寸2(1138KPa)壓力。已經(jīng)知道該壓力和溫度組合在壓力氣體貯罐中央放置紅熱的(1350℃)2英寸長的No.28鎳鉻引燃絲時足以導致TFE分解(引燃)。接著在該壓力氣體貯罐內(nèi)加入CO2達到期望的壓力值，電通于引燃絲。TFE/CO2系統(tǒng)的引燃主要通過附著在瓶上的氣壓計壓力的升高來檢測。該系統(tǒng)(試驗)模擬在任何特定的時間和-50—+55℃范圍內(nèi)的特定溫度下液體TFE/CO2混合物容器內(nèi)存在的蒸氣混合物暴露在易爆性條件的情況，不管其蒸氣混合物是留在容器內(nèi)還是從容器內(nèi)蒸發(fā)(逃逸)。
實驗一，加入CO2增加壓力40磅/英寸2(270KPa)(系統(tǒng)總壓力205磅/英寸2(1413KPa))，每一次(總共6次)混合物的引燃均告失敗。由瓶內(nèi)加入約20％摩爾體積的CO2產(chǎn)生270KPa的壓力。
實驗二，增加20磅/英寸2(138KPa)壓力(系統(tǒng)總壓力185磅/英寸2(1275KPa))，九次引燃混合物試驗五次成功。由瓶內(nèi)加入約10％摩爾體積的CO2產(chǎn)生該壓力。
實驗三，增加30磅/英寸2(207KPa)壓力(約15％摩爾體積的CO2)，七次引燃混合物，六次失敗。
實施例8引燃試驗系列2#通用方法在0.5升帶有雙閥的不銹鋼缸(混合器)內(nèi)形成CO2和TFE混合物。CO2由輸送液體的浸入管從液化CO供應器中取出?；旌先萜靼陧敳垦b有一根金屬管作為浸入管(距缸底部約2.54cm)有助于TFE分散?；旌掀骼p有加熱帶，抽真空，用干冰預冷，然后放在標定好的重量天平上。加入一定量的CO2液體，然后加入一定量的-20℃下的TFE液體，估計總加入體積不超過缸容積的85％。將缸從天平上取下，在水平和傾斜位置搖動使CO2和TFE進一步混合，將缸豎直固定在預先抽真空的1.64升的試驗容器(壓力氣體貯罐)中，通過混合器頂部和底部的閥使其與壓力氣體貯罐連通。這樣混合器被絕熱，它的內(nèi)含物少量排出到壓力氣體貯罐里。然后加熱混合器和壓力氣體貯罐到剛好在液體混合物的臨界溫度以上，在兩個容器內(nèi)形成均勻單一的氣相。典型填充在低壓填充為例，在混合器里加入15克CO2(0.34摩爾)，140克TFE(1.40摩爾)得到在TFE中含有19.5％(mol)的CO2混合物，它在與壓力氣體貯罐連通時，在59℃時達到290磅/英寸2(1997KPa)試驗壓力。由氣相色譜分析壓力氣體貯罐頂部和底部組成CO2含量分別為19.9％和19.6％(mol)。
以高壓填充為例，在1加侖的缸里加入667克CO2(15.2摩爾)，3442克TFE(34.4摩爾)，得到在TFE中含有30.6％(mol)的CO2混合物，在與壓力氣體貯罐連通時，在66℃時達到1664磅/英寸2(11469KPa)試驗壓力。由氣相色譜分析壓力氣體貯罐頂部和底部的CO2含量，結果分別為29.9％和29.5％(mol)。
爆炸試驗達到試驗溫度以后，混合器通過閥與壓力氣體貯罐隔離。將壓力氣體貯罐固定在水平位置，然后將直徑—20，長度為2.5英寸的鎳鉻熱金屬引燃絲沿壓力氣體貯罐的水平中心線放置在它的一端。同時裝有與適當?shù)男盘栍涗泝x連接的應變儀壓力傳感器和鎧裝熱電偶。
觸發(fā)鎳鉻金屬引燃絲。如沒有明顯的反應發(fā)生，增加引燃絲的電力直到引燃絲在它的熔點(1350℃)熔化時為止。
在含有20％(mol)的CO2及59℃，1997KPa下的低壓填充實驗和在含有30％(mol)的CO2及66℃，11469KPa下的高壓填充實驗中沒有觀察到混合物的引燃，即附著在壓力氣體貯罐上的氣壓計壓力沒有升高。
權利要求
1.四氫呋喃和二氧化碳液體混合物的壓力容器。
2.權利要求1的容器，其中所述液體混合物未充滿所述容器的整個體積從而在其中形成蒸氣空間，所述蒸氣空間由從所述的液體混合物蒸發(fā)的TFE和CO2蒸氣混合物充滿。
3.權利要求1的容器，其中所述液體混合物含有所述1-99％(mol)的TFE和99-1％(mol)的CO2。
4.權利要求3的容器，其中在所述液體混合物中CO2的比例至少為20％(mol)。
5.權利要求3的容器，其中在所述液體混合物中CO2的比例至少為60％(mol)。
6.權利要求2的容器，其中在溫度為-50—+55℃范圍內(nèi)，在所述液體混合物中CO2的量足以提供在所述蒸氣混合物中至少30％(mol)的CO2。
7.權利要求1的容器，其中其內(nèi)容物在所述液體混合物的臨界溫度—55℃范圍內(nèi)的溫度。
8.權利要求1的容器，其中所述壓力至少690KPa。
9.運輸壓力容器內(nèi)液體TFE方法，改進之處包括液體CO2和所述液體TFE彼此結合，所述CO2存在的量有效地阻止由所得液體混合物蒸發(fā)的TFE在溫度最高達到+25℃時發(fā)生爆炸。
10.權利要求9的方法，其中當50％(wt)的所述液體從容器內(nèi)蒸發(fā)以后，在所述容器內(nèi)CO2和TFE所得蒸氣混合物蒸氣壓的變化小于10％。
11.權利要求9的方法，其中所述CO2存在的量能有效地阻止由所得液體混合物蒸發(fā)的TFE在溫度最高達到+55℃時爆炸。
12.TFE和CO2液體混合物。
13.權利要求12的液體混合物作為類恒沸物，主要由約30-99％(mol)的CO2和70-1％(mol)的TFE組成，當壓力調(diào)整為約4000—6600KPa時所述組合物的沸點為+25℃。
14.權利要求12的液體混合物作為恒沸物，主要由約96％(mol)的CO2和4％(mol)的TFE組成，當壓力調(diào)整為約1205KPa時所述組合物的沸點為-35℃
全文摘要
本文通過四氟乙烯和二氧化碳，在壓力容器內(nèi)相互形成液體溶液來安全處理四氟乙烯(不爆炸)。
文檔編號C07C21/185GK1124951SQ94192389
公開日1996年6月19日 申請日期1994年5月25日 優(yōu)先權日1993年6月10日
發(fā)明者D·J·范布雷默, M·B·希夫萊特, 橫關昭道 申請人:納幕爾杜邦公司