四氧化二氮(重要的火箭推进剂之一)
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更新时间:2023-05-19
四氧化二氮
重要的火箭推进剂之一
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基本信息
中文名 | 四氧化二氮 |
外观 | 无色气体或液体 |
别名 | 四氧化氮 |
化学式 | N₂O₄ |
分子量 | 92 |
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基本资料
四氧化二氮(分子式:N2O4)
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四氧化二氮
[别]四氧化氮
[缩]SYHE
氮和氧的化合物,具有强烈氧化性,常被用于作为火箭推进剂组分中的氧化剂。
【性质】N2O4是由二氧化氮叠合而成。其固体和液体及气体均无色。随着温度升高,二氧化氮增多,颜色加深,由褐色到赤红色。在大气压下,N2O4的沸点为21.2℃,熔点-11.2℃。密度(20℃)1.446g/cm3。由于N2O4的分子成对称结构,故较为稳定。溶于水、二硫化碳等。但其与水只是有限的互溶。0℃时,有含量为47%和98%(质量)的两层液体,掺和的临界温度为67℃,此时不再分层,液体中N2O4的含量为89%(质量)。易与水反应生成等摩尔硝酸和亚硝酸混合物。当温度升高,亚硝酸分解为硝酸和氧化氮。是强氧化剂。其与氨混合,在低温下发生爆炸。N2O4与许多有机溶剂如酯、醚、酮、腈形成分子加合物。液体N2O4腐蚀某些金属(碱金属、碱土金属、锌、镉和汞等),生成金属盐,放出一氧化氮。
【火灾危险】
【处置方法】
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四氧化二氮
物理外观
四氧化二氮剧毒,且有腐蚀性。其分子量为92.011,凝固/熔化点-11.23°C,沸点21.5°C,蒸汽压96kPa(20°C时)。纯四氧化二氮是无色的,但通常见到的制成品是黄褐色高密度液体,这是由于其中混有二氧化氮。
分子结构
化学性质
四氧化二氮与二氧化氮按下面的方程式相互转化:
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四氧化二氮
当温度升高时,反应向生成二氧化氮的方向进行;所以实际上四氧化二氮成品都是与二氧化氮的平衡态混合物。四氧化二氮与水反应生成硝酸和亚硝酸:
工业上制取四氧化二氮的方法是氨的催化氧化。
主要用途
四氧化二氮能与许多燃料自燃,是一种优良的氧化剂。但它的液态温度范围很窄,极易凝固和蒸发。常温下的四氧化二氮处于不断汽化的状态之中。悬浮于空气中的四氧化二氮减压立刻分解为二氧化氮气体。二氧化氮气体为棕红色,有神经麻醉性毒性。
四氧化二氮是最重要的火箭推进剂之一。因为比较容易保持在液态,它主要用于组成可贮存液体推进剂。四氧化二氮在早期的液体燃料洲际导弹(洲际导弹必须能够随时发射,其推进剂要求可以长期贮存而不是临时加注)中被广泛应用,如美国的大力神式洲际导弹。四氧化二氮可以与许多火箭燃料组成双组元自燃推进剂:四氧化二氮/混肼、四氧化二氮/偏二甲肼、四氧化二氮/一甲基肼等。最常见的组合是四氧化二氮/偏二甲肼,苏联的质子号运载火箭和中国的长征二号运载火箭应用的就是这种组合。美国大力神-3运载火箭采用的是四氧化二氮/混肼50
存运方法
危害问题
环境问题
2、燃烧(分解)产物:氮氧化物。
3、对环境的影响:四氧化二氮等火箭助燃剂不完金燃烧产生的一氧化碳及剩余的燃料或氧化剂都是大气污染物。其中N₂O₄会部分分解为NO₂。NO₂等氮氧化物在紫外线的作用下能强烈地破坏臭氧层,破坏力不低于氟氯代烷。因此,中国将于2014年发射的长征5号运载火箭将全部使用无毒无污染的新型环保燃料,而不再使用对环境有污染的偏二甲肼与四氧化二氮。
4、环境标准
(1)、中国(TJ36-79)车间空气中有害物质的最高容许浓度5mg/m(NO₂)
一级0.04;二级0.04;三级0.08(年平均)
一级0.08;二级0.08;三级0.12(日平均)
一级0.12;二级0.12;三级0.24(小时平均)
①、最高允许排放浓度(mg/m3):420——1700;240——1400
②、最高允许排放速率(kg/h):二级0.91——612(表1);0.77——52(表2);三级0.14——92(表1);1.2——78(表2)。
③无组织排放监控浓度限值(mg/m3):0.12;0.15
应急处理
泄漏应急
1、迅速撤离泄漏污染区人员至上风处,并进行隔离,严格限制出入。
2、建议应急处理人员戴自给正压式呼吸器,穿防毒服。
3、尽可能切断泄漏源。
若是气体,合理通风,加速扩散。喷雾状水稀释、溶解。构筑围堤或挖坑收容产生的大量废水。漏气容器要妥善处理,修复、检验后再用。
若是液体,用大量水冲洗,洗水稀释后放入废水系统。若大量泄漏,构筑围堤或挖坑收容;喷雾状水冷却和稀释蒸气。
4、用防爆泵转移至槽车或专用收集器内,回收或运至废物处理场所处置。
防护措施
2、眼睛防护:呼吸系统防护中已作防护。
3、身体防护:穿胶布防毒衣。
4、手防护:戴橡胶手套。
5、其它:工作现场禁止吸烟、进食和饮水。保持良好的卫生习惯。进入罐、限制性空间或其它高浓度区作业,须有人监护。
急救措施
1、皮肤接触:脱去污染的衣着,用流动清水冲洗。
2、眼睛接触:立即提起眼睑,用流动清水冲洗。
3、吸入:迅速脱离现场至空气新鲜处。保持呼吸道通畅。如呼吸困难,给输氧。如呼吸停止,立即进行人工呼吸。就医。
4、食入:饮足量温水,催吐,就医。
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