第一節 研究背景及動機
2000 年七月,國內甲級廢棄物處理廠商昇利化工股份有限公司於高 屏溪非法傾倒大量的有毒廢溶劑,造成嚴重的高屏溪水污染事件,因此 被取消了甲級廢棄物清除許可證。但由於位於台北縣三峽鎮的昇利公司 規模龐大,環保署核准其每天可以處理兩百噸事業廢棄物,約佔市場總 量的四分之一,而昇利事件發生後,引起國內工業區內大量的廢溶劑短 時間內無法合法有效的處理,此時經濟部工業局要求各廠商將來不及依 法處理的廢溶劑暫存放於各工廠內或各工業區內,進而衍生出工業區和 工廠內的廢溶液儲存問題,為了確保儲存期間的安全,廢溶液的閃火點 ( Flash-point ) 成為決定採取何種安全措施的重要依據(1,2,3,4,5,6)。
2003 年一至八月間台灣發生許多起芳香精油爆炸事件,造成多人因 此灼傷。因芳香精油為多種易燃性液體的混合物,如遇火源即可能引起 爆炸,造成人員的傷亡及財產的損失。
而閃火點亦為國內外運輸易燃性液體用以分類的重要依據,如國內
「道路交通安全規則」(7)、美國交通部(Department of Transportation, DOT)
(8)均使用閃火點作為易燃性液體運輸分類。
由此可知,易燃性液體的儲存及使用安全的重要性,而工業上使用
息息相關,因此三成分部分互溶混合物的閃火點預測模式之建立則有相 當的重要性。
閃火點為可燃性液體釋放出足夠的蒸氣和空氣形成可燃性混合物時 的最低溫度,於閃火點下,物質的蒸氣壓為形成其燃燒下限所需的蒸氣 壓(9),而部分互溶混合溶液出現在液液萃取程序及非勻相蒸餾製程中,部 分互溶混合溶液在兩液相區時,其在定溫下蒸氣壓為定值,在此則與互 溶溶液的蒸氣壓估算方式有很大的不同,因此,部分互溶混合溶液的閃 火點預測模式和互溶溶液應不同。若能提出一部分互溶之三成分混合溶 液的閃火點預測模式,則可應用於評估液液萃取程序及非勻相蒸餾製程 的火災爆炸危害性及本質較安全設計。
第二節 研究目的
目前文獻上的閃火點預測模式,多為估算互溶系統的混合溶液閃火 點,而針對部分互溶混合溶液的研究則相對稀少,且僅有針對雙成分部 分互溶系統,而相較於雙成分部分互溶系統來說,三成分部分互溶系統 則相對複雜,本研究旨在建立一易燃性部分互溶混合溶液的閃火點預測 模式,並以實驗數據加以佐證。
第三節 名詞界定 A, B, C =安東尼係數
aij= coefficient in Table 1 (J/mol) bij= coefficient in Table 1 (J/mol·K) cij= coefficient in Table 1 (J/mol·K2) dij= coefficient in Table 1 (J/mol·K3) g= NRTL 方程式的雙成分係數, J/mol
L = coefficient used for calculating liquid molar volumes, m3·mol-1 LFL = 燃燒下限
M = coefficient used for calculating liquid molar volumes, m3·mol-1·K-1 N = coefficient used for calculating liquid molar volumes, m3·mol-1·K-2 P = 大氣壓力(kPa)
Psat = 飽和蒸氣壓(kPa) Pc= 臨界壓力(kPa)
sat fp
Pi, =物質i於閃火點下的飽和蒸氣壓(kPa) R = 氣體常數(8.314 J/mol)
T = 溫度(K)
TC = upper critical solution temperature (UCST) (K) Tc = 臨界溫度(K)
Ti,fp =純物質i的閃火點溫度, (K)
x =液相組成 y =氣相組成
希臘字母
αij =NRTL 參數 γ = 活性係數
下標符號
exp. = 實驗數據 fp = 閃火點 i = 物種 i pred. = 預測值
第二章 文獻探討