Галоген 1301: Свойства, применение и замена в системах пожаротушения.

Введение

Органический галогенид, используемый для пожаротушения

Бромотрифторметан, обычно известный под кодовыми обозначениями Halon 1301, R13B1, Halon 13B1 или BTM, — это органический галогенид с химической формулой CBrF3. Он применяется для газового пожаротушения как гораздо менее токсичная альтернатива бромохлорометану.

Таблица физических свойств

Значение свойства
Критическая температура (Tc) 66,9 °C (340,08 K)
Критическое давление (pc) 3,956 МПа (39,56 бар)
Критическая плотность (ρc) 5,13 моль/л
Потенциал истощения озонового слоя (ODP) 10 (CCl3F = 1)
Потенциал глобального потепления (GWP) 6900 (CO2 = 1)

Применение

В конце 1940-х годов галон 1301 был разработан в рамках совместного предприятия армии США и университета Пердью, а в 1954 году стал продуктом DuPont. Он был представлен как эффективный газообразный агент для пожаротушения в стационарных системах в 1960-х годах и использовался для защиты ценного оборудования, такого как самолеты, большие ЭВМ и телекоммуникационные узлы, как правило, в системах объемного пожаротушения. Он также широко применялся в морской отрасли в качестве третьего уровня защиты в случае выхода из строя или неэффективности основных и аварийных пожарных насосов. Галон 1301 не получил широкого распространения в портативных огнетушителях за пределами морского, военного и космического применения из-за его ограниченной дальности и невидимого выброса. В отличие от CO2, он не образует характерного белого облака и его сложно направить при тушении крупных пожаров. Галон 1301 идеально подходит для бронетехники и космических аппаратов, поскольку образует меньше токсичных продуктов распада, чем галон 1211, что критически важно в боевых или космических условиях, где немедленная вентиляция отсека может быть невозможна. Галон 1301 широко используется вооруженными силами США и NASA в портативных огнетушителях весом 2 3/4 фунта с герметичным одноразовым баллоном для быстрой перезарядки. Другие агенты, такие как CO2 и FE 36 (HFC 236fa), а также водные растворы (жидкие химические вещества), в значительной степени заменяют галон 1301 из-за экологических проблем. Также выпускались гражданские модели весом 2 3/4, 3 и 4 фунта. Считается целесообразным избегать любого ненужного контакта с галоном 1301 и ограничивать воздействие концентраций 7% и ниже до 15 минут. Воздействие галона 1301 в диапазоне 5–7% обычно не вызывает заметных эффектов. При концентрациях от 7% до 10% сообщалось о легких эффектах на центральную нервную систему, таких как головокружение и покалывание в конечностях. На практике операторы многих систем объемного пожаротушения на основе галона 1301 эвакуируют помещение перед началом выброса агента. Системы на основе галона являются одними из наиболее эффективных и распространенных систем противопожарной защиты, используемых на коммерческих самолетах. Галон 1301 является основным агентом, используемым в авиационных двигателях, грузовых отсеках и зонах пожаротушения вспомогательных силовых установок коммерческой авиации. Попытки найти подходящую замену галону 1301 пока не увенчались успехом. Бромтрифторметан также использовался в качестве наполнителя пузырьковой камеры в нейтринном детекторе Gargamelle. До того, как были известны опасные свойства галона 1301 как вещества, разрушающего озоновый слой, он широко использовался в промышленных холодильных установках в качестве эффективного хладагента.

Halon 1301 was developed in a joint venture between the U. S. Army and Purdue University in the late 1940's, and became a DuPont product in 1954. It was introduced as an effective gaseous fire suppression fixed systems agent in the 1960s, and was used around valuable materials, such as aircraft, mainframe computers, and telecommunication switching centers, usually in total flooding systems. It was also widely used in the maritime industry to add a third level of protection should the main and emergency fire pumps become inoperable or ineffective. Halon 1301 was never widely used in portables outside marine, military and spacecraft applications, due to its limited range, and invisible discharge. It does not produce the characteristic white cloud like CO2 and is difficult to direct when fighting large fires. Halon 1301 is ideal for armored vehicles and spacecraft, because it produces fewer toxic by products than does Halon 1211, which is critical for combat or space conditions where a compartment may not be able to be ventilated immediately. Halon 1301 is widely used by the U. S. Military and NASA in a 2 3/4 lb portable extinguisher with a sealed, disposable cylinder for quick recharging. Other agents such as CO2 and FE 36 (HFC 236fa) wet chemical are largely replacing halon 1301 for environmental concerns. Civilian models in 2 3/4, 3, and 4 lb sizes were also made. It is considered good practice to avoid all unnecessary exposure to Halon 1301, and to limit exposures to concentrations of 7% and below to 15 minutes. Exposure to Halon 1301 in the 5% to 7% range produces little, if any, noticeable effect. At levels between 7% and 10%, mild central nervous system effects such as dizziness and tingling in the extremities have been reported. In practice, the operators of many Halon 1301 total flooding systems evacuate the space on impending agent discharge. Halon systems are among the most effective and commonly used fire protection systems used on commercial aircraft. Halon 1301 is the primary agent used in commercial aviation engine, cargo compartments, and auxiliary power unit fire zones. Efforts to find a suitable replacement for Halon 1301 have not produced a widely accepted replacement. Bromotrifluoromethane was also used as a filling of the bubble chamber in the neutrino detector Gargamelle. Before the dangers of Halon 1301 as an ozone depleter were known, many industrial chillers used it as an efficient refrigerant gas.

Химический реагент

Это предшественник трифторметилтриметилсилана, популярного трифторметилирующего реагента в органическом синтезе.

Альтернативы

Альтернативные варианты для обычно занятых помещений включают (PFC 410 или CEA 410), C3F8 (PFC 218 или CEA 308), HCFC Blend A (NAF S III), HFC 23 (FE 13), HFC 227ea (FM 200), IG 01 (аргон), IG 55 (аргонит), HFC 125 или HFC 134a. Для обычно не занятых помещений альтернативными средствами являются углекислый газ, порошковый аэрозоль C, CF3I, HCFC 22, HCFC 124, HFC 125, HFC 134a, гелированный галоуглерод/сухая химическая суспензия (PGA), смесь инертного газа, системы пены с высоким расширением и порошковый аэрозоль (FS 0140), а также IG 541 (Inergen). Перфторуглероды, то есть ПФУ, такие как C3F8, имеют очень длительный срок службы в атмосфере и очень высокий потенциал глобального потепления. Гидрохлорофторуглероды, то есть ХХФУ, включая ХХФУ, содержащие NAF S III, содержат хлор и разрушают озоновый слой в стратосфере, хотя и в меньшей степени, чем галон 1301. При выборе их в качестве замены галону необходимо учитывать эти факторы, и их использование ограничено в некоторых странах.