Результат интеллектуальной деятельности: ОГНЕТУШАЩИЙ СОСТАВ ДЛЯ ТУШЕНИЯ ГОРЮЧИХ КРЕМНИЙОРГАНИЧЕСКИХ ЖИДКОСТЕЙ И НЕЙТРАЛИЗАЦИИ ПРИ ТУШЕНИИ ТОКСИЧНЫХ ПАРОВ

Изобретение относится к огнетушащим составам, подаваемым в очаг пожара с помощью пожарной техники при тушении горючих жидких кремнийорганических мономеров (КОМ).

Кремнийорганические мономеры (далее КОМ) представляют собой значительную группу (более 20 наименований) жидкостей, которые являются основой получения кремнийорганических полимеров, применяемых в промышленности под названием силиконы (трудногорючие, негорючие, жаро-, морозостойкие композиции).

КОМ являются легковоспламеняющимися или горючими жидкостями по ГОСТ 12.1.044-89 «Пожаровзрывоопасность веществ и материалов. Номенклатура показателей и методы их определения» В частности, трихлорсилан имеет температуру вспышки минус 14°С в открытом тигле, температуру самовоспламенения 230°С, температурные пределы распространения пламени от минус 56°С (нижний температурный предел) до плюс 28°С (верхний температурный предел) в осушенном воздухе. В воздухе с относительной влажностью 69% эти пределы соответственно составляют от минус 50°С до плюс 29°С. Смесь тетрахлорсилана с трихлорсиланом в соотношении 1:1 - легковоспламеняющаяся жидкость с характеристикой пожаровзрывоопасности: температура самовоспламенения 198°С, концентрационные пределы распространения пламени: 17-88% (об.), температурные пределы распространения пламени: нижний минус 16°С, верхний 37°С (Баратов А.Н. Пожаровзрывоопасность веществ и материалов и средства их тушения. Справочник в двух томах. М., изд. «Химия», 1990 г., том 2).

Прототипом изобретения являются вода или водопенные составы на основе пенообразователей общего назначения. Определены нормы расхода этих огнетушащих составов при тушении горючих КОМ. Интенсивность подачи составляет 0,18-0,2 л/м² с (Габриэлян С.Г., Протасов Е.М. Тушение кремнийорганических соединений // Пожарное дело №1,1986, с. 25).

Недостатками этих составов является то, что при их применении выделяется значительное количество паров соляной кислоты и образуются гелеобразные продуты реакции - смесь полисилоксанов и диоксида углерода с резким кислотным запахом, утилизация которых весьма затруднительна (Габриэлян С.Г. и др. Исследование гидролиза трихлорсилана и метилхлорсилана // Горючесть веществ и химические средства пожаротушения. Сб. статей, вып.5, М., ВНИИПО, 1976, с. 40-47). Это усложняет условия пожаротушения для персонала и пожарных, ухудшает экологическую обстановку в зоне тушения.

Другие средства тушения КОМ - огнетушащие порошковые составы и хладоны как средства объемного (газового) тушения КОМ, как показали испытания (Габриэлян С.Г., Протасов Е.М. Тушение кремнийорганических соединений. // Пожарное дело №1, 1986, с. 25), являются неэффективными, т.к. при их применении происходит повторное воспламенение от нагретых до высокой температуры поверхностей оборудования и др. предметов.

Целью настоящего изобретения является создание средства пожаротушения кремнийорганических жидкостей и одновременно нейтрализующего средства токсичных паров.

Для этого в огнетушащем составе для тушения горючих кремнийорганических жидкостей и нейтрализации при тушении токсичных паров, содержащем воду или водопенный раствор с пенообразователем общего назначения, состав дополнительно содержит от 20% до 35% масс. аммиака, растворенным в воде или в водопенном растворе с пенообразователем общего назначения.

Технический эффект заявляемого технического решения заключается в повышении эффективности тушения пожара горючих кремнийорганических жидкостей путем введения огнетушащий состав от 20% до 35% масс. аммиака, растворенного в воде или в водопенном растворе с пенообразователем общего назначения. Одновременно с тушением производят нейтрализацию токсичных паров, например соляной кислоты аммиачным раствором.

В опытах по гидролизу в условиях, близких к условиям реального тушения очагов пожара горючих жидких КОМ водой, 28% масс. от теоретического выделяется в атмосферу, а выкипание и унос продуктов составляет до 25% масс. от начальной массы продукта. Иначе говоря, более 50% масс. в атмосферу выделяются продукты реакции, в основном HCl (Протасов Е.М., Ларченко Ю.Е. Свойства и тушение кремнийорганических продуктов, противопожарная профилактика их производства. Обзорная информация. М., НИТЭХИМ, 1991, - 40 с.).

При подаче воды на горящую жидкость КОМ (например, трихлорсилан, ТХС) реакция гидролиза протекает почти мгновенно и энергично, наблюдаются хлопки, выбросы из очага горения, в начальный период тушения происходит увеличение высоты пламени, вызванное горением продуктов гидролиза по реакции (Габриэлян С.Г. и др. Исследование гидролиза трихлорсилана и метилхлорсилана // Горючесть веществ и химические средства пожаротушения. Сб. статей, вып. 5, М., ВНИИПО, 1978, с. 40-47):

С целью снижения количества выделяющихся паров соляной кислоты при гидролизе КОМ для тушении применяли водные или водопенные растворы аммиака. В результате взаимодействия водных или водопенных растворов аммиака с HCl по реакции

образуется хлористый аммоний, который в составе твердой массы выпадает в осадок, а выделение паров соляной кислоты резко снижается.

Таким образом, реакция, которая протекает в процессе тушения КОМ водой (или водой с пенообразователем общего назначения) с нейтрализацией паров соляной кислоты аммиачным раствором, осуществляется по схеме:

С помощью установки, описанной в работе: Габриэлян С.Г. и др. Исследование гидролиза трихлорсилана и метилхлорсилана //Горючесть веществ и химические средства пожаротушения. Сб. статей, вып. 5, М., ВНИИПО, 1978, с. 40-47, определялся выход HCl при взаимодействии водных аммиачных растворов с горящим ТХС. Содержание аммиака в растворах изменялось от 15 до 35% масс. (максимальное растворение аммиака в воде достигается при содержании его в растворе 35% масс., см. Баратов А.Н. Пожаровзрывоопасность веществ и материалов и средства их тушения. Справочник в двух томах. М., изд. «Химия», 1990 г., том 2).

По мере увеличения концентрации аммиака в воде происходит снижение выхода паров HCl. При концентрации аммиака в воде свыше 20% масс. выход паров соляной кислоты уменьшается на 90% от расчетного выхода этих паров при гидролизе ТХС, а при концентрации аммиака ниже 20% масс. в воде уменьшение выхода паров HCl при гидролизе ТХС зарегистрировано на уровне всего 5-10% масс.

Таким образом, установлена эффективность применения аммиачных растворов воды с содержанием в ней аммиака в концентрации от 20% до 35% масс. для связывания HCl, выделяющегося при тушении КОМ, что существенно улучшает условия тушения, уменьшает выход токсичных паров в атмосферу и облегчает процесс утилизации продуктов горения. Следует отметить, что для аммиачных растворов или воды с пенообразователем общего назначения результаты взаимодействия с HCl не отличаются.

Внедрение предлагаемого технического предложения в практику пожаротушения (предполагается на одном из предприятий по производству КОМ) будет осуществляться с использованием мобильных или ручных средств пожарной техники и оборудования (интенсивность подачи 0,18-0,2 л/м² с), а аммиачный раствор в воде или в воде, содержащей пенообразователь общего назначения, будет приготовлен заранее.

Источники информации

Габриэлян С.Г., Протасов Е.М. Тушение кремнийорганических соединений. // Пожарное дело. №1, 1986, с. 25.