第一節 研究背景及動機
西元 2000 年七月，位在台北縣三峽的甲級廢棄物處理公司昇利化工 股份有限公司，將大量的有毒廢溶液傾倒於高屏溪中，造成環境嚴重的 污染。而此事件後，行政院環境保護署函請台北縣政府廢除昇利化工股 份有限公司的甲級廢棄物清除許可證。行政院環境保護署經過清查發 現，昇利化工股份有限公司處理全國約四百一十二家廠商，且在非法傾 倒事件發生前，環保署核准其每天可處理兩百噸的有害事業廢棄物。因 此，在昇利化工股份有限公司被吊銷甲級廢棄物處理資格後，造成國內 大量的有機廢溶液無法有效的處理，此時經濟部工業局要求各廠商將廢 溶劑暫時存放在各工廠或工業區內，以致於衍生出各工廠及工業區在廢 溶液儲存時的火災爆炸危害，為了確保儲存期間的安全，廢溶液的閃火 點（Flash Point）則成了火災爆炸等安全措施上取決的重要依據。
西元 2003 年一至八月間台灣發生多起芳香精油爆炸事件，造成多人 遭到灼傷之悲劇。行政院消費者保護委員會召開會議，並指定衛生署為 目的事業管機關，衛生署緊急邀集相關單位及地方衛生機關，就薰香精 油產品安全性及其相關法規進行討論，立即函請台北市衛生局針對轄區 銷售系列精油產品之安全性，進行鑑定調查，同時函請經濟部研訂相關
檢驗規格及標示內容，以確保民眾消費使用安全權益；進而函請各縣市 衛生局，就該類產品標示、廣告、安全性予以處理，並請衛生局對於違 反消費者保護法規定情節重大的廠商，得命令停止營業或勒令歇業。衛 生署並呼籲民眾，使用含異丙醇混合之精油不可以點火方式使用，因為 異丙醇於密閉空間之蒸氣濃度達百分之二至百分之十二之間時，遇到火 源即會引起爆炸。
昇利事件及芳香精油爆炸事件，分別牽涉到易燃性液體溶液的儲存 與使用安全，而精油成份含有異丙醇，廢溶液和精油均為易燃性液體，
均有閃火點的問題存在，接觸火源即有火災爆炸的危害，因此易燃性液 體溶液的火災爆炸危害則與閃火點息息相關。
本實驗室於過去曾提出雙成份及三成份包括易燃性液體溶液及水溶 液的閃火點預測模式，包含理想及非理想溶液皆可以成功的預測。綜合 上述所提的閃火點預測模式只適用於互溶溶液的系統，然而，就我們所 知至今還沒有任何預測模式能夠預測部分互溶溶液（Partially Miscible Solution）的閃火點。部分互溶溶液常用於液-液相萃取程序，其蒸氣壓 的計算不同於互溶溶液，有鑑於此，本研究提出新的模式來描述部分互 溶溶液的閃火點預測模式，以解決過去只能預測互溶溶液的閃火點而無 法預測部分互溶溶液（Partially Miscible Solution）的閃火點。
本研究所使用的溶液包括有，甲醇＋辛烷、甲醇＋2,2,4-三甲基戊 烷、乙醇＋十四碳烷類、甲醇＋癸烷、丙酮＋癸烷和甲醇＋癸烷＋丙酮 等來作實驗，這些溶液皆是部分互溶溶液（Kurihara et al.,2002；Matsuda et al.,2004）
( 1,2 )
，因此以這些溶液來驗證本研究所提之閃火點預測模式。閃火點（Flash Point）為使易燃液體蒸發或揮發性固體昇華所產生的 混合空氣一接觸火源（如明火或火花）就產生火花的最低溫度。此時易 燃物質表面可閃爍起火，但是火焰不能持續燃燒。其濃度相當於燃燒下 限（LFL）
( 3,4,5,6 )
。閃火點為決定液體火災爆炸潛在危害的重要物理性質之一
( 7,8,9,10,11 )
，且物質的閃火點已成為國內外物質安全資料表 （MaterialSafety Data Sheet , MSDS）
( 12 )
中的重要安全資訊。純物質的閃火點一般 都可由物質安全資料表查得，但對於混合物而言，因其閃火點會隨著組 成的改變而改變，即使是物質安全資料表上提供的資料，也僅為特定組 成下的閃火點。雖然這些數據可由閃火點測試儀測量得到，但卻會花費 大量的時間及資源於測量的工作上。對於雙成份易燃性液體溶液，在西元 1972 年 Affens 和 McLaren
( 4 )
利用拉午耳定律由液相組成估計氣相組成而發展出一閃火點預測模式，以用來預測碳氫化合物之閃火點。但在 Affens 和 McLaren
( 4 )
的研究中 用來驗證的碳氫化合物溶液屬於理想溶液，所以 Affens 和 McLaren( 4 )
的閃火點預測模式對於預測屬於理想溶液的碳氫化合物溶液而言，因其符 合拉午耳定律而可有效的預測其閃火點。之後，White 等人
( 13 )
在假設燃 燒下限和溫度無關的前提之下，將 Affens 和 Mclaren( 4 )
的閃火點預測模 式簡化為一簡單的方程式以預測航空燃料油混合物 JP-4/JP-8 與JP-5/JP8 的閃火點。而在 2002 年 Liaw 等人
( 7 )
的研究中指出 Affens 和 Mclaren( 4 )
的預測模式和 White 等人( 13 )
的預測模式只能描述理想溶液 的閃火點，但卻無法描述非理想溶液的閃火點，原因是 Affens 和 Mclaren( 4 )
的預測模式與 White 等人( 13 )
的預測模式皆是基於拉午耳定 律的假設下所發展出來的，所以只能用於預測理想溶液的閃火點。西元 2002 年 Liaw 等人( 7 )
考慮到溶液的非理想性而利用活性係數 （Activity Coefficient） 而發展出一閃火點預測模式，其可有效的預測雙成份理想 溶液及非理想溶液。進而在西元 2004 年，Liaw( 14 )
等人發展出三成份易 燃性液體溶液的閃火點預測模式，其可有效的預測多成份易燃性液體溶 液的閃火點。對於只有一個成份為易燃性物質的水溶液，Crowl 和 Louvar 以拉午 耳定律來估算水溶液的閃火點
( 15 )
，其模式僅適用於雙成份水溶液且為理 想溶液，因 Crowl 和 Louvar 所提的水溶液閃火點估算方法是基於拉午耳 定律假設下的水溶液，意即液相溶液中的易燃性物質須為理想溶液（Ideal Solution），即活性係數為 1。而在西元 2003 年 Liaw 等人( 9 )
亦考慮到溶液的非理想性而利用活性係數 （Activity Coefficient） 而發展出一水溶 液的閃火點預測模式，其可有效的預測雙成份理想及非理想性水溶液。
而在 2006 年 Liaw 和 Chiu
( 16 )
提出三成份水溶液來驗證多成份水溶液的閃 火點預測模式，可有效的預測多成份理想及非理想性的水溶液。Garland 和 Malcolm 針對水與乙酸（acetic acid）、丙酸（propionic acid）、丁酸（butyric acid）等三種物質混合而成的四成份水溶液作實驗，
利用實驗數據回歸分析進而發展出一統計預測模式
( 17 )
，此一統計預測模 式為一簡單的多成份（四成份）水溶液閃火點預測模式，只要分別將乙 酸、丙酸、丁酸以及水的重量百分比濃度代入 Garland 和 Malcolm 所發展 出的模式中，即可以快速的得到這三種物質混合水溶液的閃火點。該模 式所預測之閃火點曲線為線性，與實際所觀察到的現象不一致，其模式 結構缺乏物理意義，且適用對象僅適用於乙酸（acetic acid）、丙酸（propionic acid）、丁酸（butyric acid）等三種物質混合而成的水溶液，
於此水溶液在濃度較小範圍內，此外預測模式與實驗值也有很大的差別。