Жидкости, совместимые с горячим натрием

Вопросы, связанные с химией вообще. Вы можете задать здесь свой вопрос, и мы постараемся на него ответить.
General chemical questions go here
Аватара пользователя
Авас Петяев
Сообщения: 225
Зарегистрирован: Вт апр 04, 2017 11:31 pm

Re: Жидкости, совместимые с горячим натрием

Сообщение Авас Петяев » Пн авг 15, 2022 2:31 pm

Simurg писал(а):
Пн авг 15, 2022 1:57 pm

Уточню задачу: нужно жидкое покрытие для натрия при низкой (меньше 70С) температуре, которое не давало бы ему доступ к воздуху. При герметизации объёма, откачке воздуха и повышении температуры это покрытие может (и даже должно) испаряться, создавая давление. Большое давление - не проблема.

Нужно что-то, что может контактировать с натрием (и сталью корпуса) и жить самл при температурах 300-400-500С годами. При прочих равных, желательно - не сильно ядовитое.

Температура не просто указана так... можно ниже, её можно ограничить. Но сразу по нескольким причинам не хочется.
Так это совсем другая задача! Если нужно защитить натрий от окисления до и в процессе вывода реактора на многолетний рабочий режим, то не нужна стабильность парафина при высоких температурах, а достаточно его стабильности при н.у. и того факта, что натрий в нем тонет. Вполне подойдет обычный керосин, который итак повсеместно используется для защиты натрия от окисления. После заполнения реактора аргоном и нагреве до температуры кипения (150-250°C), керосин просто удалится с током аргона, а натрий останется металлическим и в гордом одиночестве.

Simurg
Сообщения: 18
Зарегистрирован: Вс авг 14, 2022 8:03 pm

Re: Жидкости, совместимые с горячим натрием

Сообщение Simurg » Пн авг 15, 2022 4:19 pm

Где там ядерное-то? Натрий используется в реакторах? Или сталь? Ну так жидкости точно не используются, а мне интересна жидкость.

Мне не нужны секреты. Мне нужна жидкость, стойкая к высоким температурам в контакте с натрием.

ximi
Сообщения: 3770
Зарегистрирован: Вс янв 29, 2012 7:50 pm

Re: Жидкости, совместимые с горячим натрием

Сообщение ximi » Пн авг 15, 2022 4:26 pm

Гексан или пентан.

Simurg
Сообщения: 18
Зарегистрирован: Вс авг 14, 2022 8:03 pm

Re: Жидкости, совместимые с горячим натрием

Сообщение Simurg » Пн авг 15, 2022 4:28 pm

Авас Петяев писал(а):
Пн авг 15, 2022 2:31 pm
Так это совсем другая задача! Если нужно защитить натрий от окисления до и в процессе вывода реактора на многолетний рабочий режим, то не нужна стабильность парафина при высоких температурах, а достаточно его стабильности при н.у. и того факта, что натрий в нем тонет. Вполне подойдет обычный керосин, который итак повсеместно используется для защиты натрия от окисления. После заполнения реактора аргоном и нагреве до температуры кипения (150-250°C), керосин просто удалится с током аргона, а натрий останется металлическим и в гордом одиночестве.
Нет. Мне по условиям нельзя удалять буфер током газа. Ну, как бы в теории можно... но ОЧЕНЬ не хочется. Это всё усложняет даже не в разы, а в сотни раз, вплоть до полной бессмысленности всех мероприятий по экономике. Сложно (и не факт, что мне можно) объяснять, как докатились до жизни такой и приводить чертежи, но вот... это не проходит ни по габаритам, ни по требованию отдельных газов, ни... да вообще никак. Нужно чтобы после откачки воздуха форвакуумом и нагрева жидкость стала газообразным рабочим буфером.

Так вот вопрос: какая органика(?) и до скольки С может работать без существенного "износа" годами (выгоранием в остатках воздуха можно пренебречь)?

Если поставить вопрос с другого бока: до скольки гоадусов можно греть лучшие парафины (в химическом смысле)?
Последний раз редактировалось Simurg Пн авг 15, 2022 4:30 pm, всего редактировалось 1 раз.

Simurg
Сообщения: 18
Зарегистрирован: Вс авг 14, 2022 8:03 pm

Re: Жидкости, совместимые с горячим натрием

Сообщение Simurg » Пн авг 15, 2022 4:29 pm

ximi писал(а):
Пн авг 15, 2022 4:26 pm
Гексан или пентан.
Сразу о том подумал!

А до скольки градусов можно быть более-менее уверенным?

ximi
Сообщения: 3770
Зарегистрирован: Вс янв 29, 2012 7:50 pm

Re: Жидкости, совместимые с горячим натрием

Сообщение ximi » Пн авг 15, 2022 5:41 pm

до 400-450С +- если без доступа кислорода.
Последний раз редактировалось ximi Пн авг 15, 2022 5:49 pm, всего редактировалось 1 раз.

ximi
Сообщения: 3770
Зарегистрирован: Вс янв 29, 2012 7:50 pm

Re: Жидкости, совместимые с горячим натрием

Сообщение ximi » Пн авг 15, 2022 5:43 pm

А у вас выбор небогат ....хлорорганика отпадает ..фторорганика отпадает.
Спирты ..кетоны ..амины отпадают.
Ароматика отпадает (металлирование в ядро будет)

Силоксановые полимеры отпадают.

Из реального только алканы или изоалканы ...циклоалканы.

Неопентан (2,2-диметилпропан) неплохой вариант если не пугает кипение при +10С.

Simurg
Сообщения: 18
Зарегистрирован: Вс авг 14, 2022 8:03 pm

Re: Жидкости, совместимые с горячим натрием

Сообщение Simurg » Пн авг 15, 2022 7:07 pm

ximi писал(а):
Пн авг 15, 2022 5:41 pm
до 400-450С +- если без доступа кислорода.
Конечно, без. :)

Спасибо! То, что нужно.

Аватара пользователя
Сержл
Сообщения: 9404
Зарегистрирован: Пн авг 21, 2006 8:01 pm

Re: Жидкости, совместимые с горячим натрием

Сообщение Сержл » Пн авг 15, 2022 8:27 pm

переход оксидной пленки с поверхности на натрий, пероксид натрия, температура и .... Повышение давления, разрыв контура, выброс, новое озеро или сразу море.

Simurg
Сообщения: 18
Зарегистрирован: Вс авг 14, 2022 8:03 pm

Re: Жидкости, совместимые с горячим натрием

Сообщение Simurg » Пн авг 15, 2022 8:58 pm

Сержл писал(а):
Пн авг 15, 2022 8:27 pm
переход оксидной пленки с поверхности на натрий, пероксид натрия, температура и .... Повышение давления, разрыв контура, выброс, новое озеро или сразу море.
А что не так с пероксидом? Сколько его будет, с оксидной плёнки-то? Кывернадцать миллиграмм? С выходом скольки-то там десятков джоулей?

Если речь о микро- (скорее, нано-) взрыве, то как-то ни о чём, если речь о чём-то другом, то я не догнал совсем.

Аватара пользователя
bigM
Сообщения: 4481
Зарегистрирован: Ср фев 15, 2017 2:05 am

Re: Жидкости, совместимые с горячим натрием

Сообщение bigM » Пн авг 15, 2022 10:19 pm

Сержл писал(а):
Пн авг 15, 2022 2:13 pm
Simurg писал(а):
Пн авг 15, 2022 1:57 pm
Почему? Что тут откровенно вредного? Перечитал, не понял.
передача ядерных технологий стране НАТО
да мы, батенька, к секретам недопущены :lol:
Не красота спасёт мир, а транквилизаторы.

ximi
Сообщения: 3770
Зарегистрирован: Вс янв 29, 2012 7:50 pm

Re: Жидкости, совместимые с горячим натрием

Сообщение ximi » Вт авг 16, 2022 1:18 am

переход оксидной пленки с поверхности на натрий, пероксид натрия,
Оксидной пленки чего ?
пероксид натрия в избытке натрия ?

Да вы фантазер батенька !

ximi
Сообщения: 3770
Зарегистрирован: Вс янв 29, 2012 7:50 pm

Re: Жидкости, совместимые с горячим натрием

Сообщение ximi » Вт авг 16, 2022 5:29 am

Если вспомнить историю, то на заре атомных подводных лодок пробовали использовать расплавленный натрий в качестве теплоносителя. Не знаю, какая там была температура, но коррозия была такая, что никакие подходящие материалы подобрать не смогли и после ряда утечек идею закрыли.
Если вспомнить историю, то реакторы на быстрых нейтронах работали с именно с натрием.

БН-600 и сейчас работает на натрии и вполне неплохо.

В июне 2020 в Госкорпорацию Росатом поступила на экспертизу проектная документация на продление срока эксплуатации до 2040 года

А там температура натрия доходит до 550 С

Аватара пользователя
antabu
Сообщения: 4594
Зарегистрирован: Пн май 25, 2009 7:00 pm

Re: Жидкости, совместимые с горячим натрием

Сообщение antabu » Вт авг 16, 2022 10:47 am

Из всех парафинов термодинамически устойчив только метан...
"Я не видел людей страшней, чем толпа цвета хаки"

Simurg
Сообщения: 18
Зарегистрирован: Вс авг 14, 2022 8:03 pm

Re: Жидкости, совместимые с горячим натрием

Сообщение Simurg » Вт авг 16, 2022 11:22 am

ximi писал(а):
Вт авг 16, 2022 5:29 am
Если вспомнить историю, то реакторы на быстрых нейтронах работали с именно с натрием.
(Не все, разумеется. Свинец, эвтектика свинец-висмут, раствор солей, газ. Даже ртуть - в Союзе на БР-2 (и вот ртуть себя проявила аццки, пришлось спешно переделывать на натрий, и об этом опыте не любят вспоминать))

Но вообще - да, как теплоноситель в технологических схемах показал себя прекрасно. Хорошо теплопроводный и теплоёмкий, лёгкий, с небольшой вязкостью, электропроводный (легко перекачивается МГД-насосами без движущихся частей), есть материалы, которые работают с ним до 700 (а в СССР замахивались аж на 800С), очень дешёвый (в сравнении с любыми альтернативами), отлично совместим с металлами.

Мешает только геморрой с его реакциями с воздухом и водой.

chemister
Сообщения: 424
Зарегистрирован: Ср дек 15, 2004 10:52 am
Контактная информация:

Re: Жидкости, совместимые с горячим натрием

Сообщение chemister » Ср авг 17, 2022 9:54 pm

Гексан начинает пиролизоваться при 500 С, бензол тоже.

Simurg
Сообщения: 18
Зарегистрирован: Вс авг 14, 2022 8:03 pm

Re: Жидкости, совместимые с горячим натрием

Сообщение Simurg » Сб авг 20, 2022 2:24 pm

chemister писал(а):
Ср авг 17, 2022 9:54 pm
Гексан начинает пиролизоваться при 500 С, бензол тоже.
Спасибо. Это именно то знание, что нужно.

100С запаса, и можно быть достаточно спокойным за отложения сажи и наводораживание стали.

chemigor
Сообщения: 632
Зарегистрирован: Вс июн 21, 2015 5:29 pm
Контактная информация:

Re: Жидкости, совместимые с горячим натрием

Сообщение chemigor » Сб авг 20, 2022 5:58 pm

А давление у вас какое? Если больше 50 бар, имхо, я бы все, что выше бутана не пользовал, ибо даже бутан в сверхкритическом состоянии изомеризуется, и подвержен распаду, а гексан по идее не долен быть более устойчив.

Simurg
Сообщения: 18
Зарегистрирован: Вс авг 14, 2022 8:03 pm

Re: Жидкости, совместимые с горячим натрием

Сообщение Simurg » Сб авг 20, 2022 6:10 pm

chemigor писал(а):
Сб авг 20, 2022 5:58 pm
А давление у вас какое? Если больше 50 бар, имхо, я бы все, что выше бутана не пользовал, ибо даже бутан в сверхкритическом состоянии изомеризуется, и подвержен распаду, а гексан по идее не долен быть более устойчив.
Интересный момент. Да, в зависимости от количества жидкости (в замкнутом-то конечном объёме) давление может быть и за сотню легко, и за пару сотен. Прочность и прочее позволяет, так что я даже не думал об этом. Это решается простой техникой (контролем уровней) и регламентами, но очень ценное замечание. Могли быть сюрпризы, да.

А вот ещё один вопрос: что из НЕметаллов (что-то электрически непроводящее) может использоваться в контакте с натрием при 400С?

chemigor
Сообщения: 632
Зарегистрирован: Вс июн 21, 2015 5:29 pm
Контактная информация:

Re: Жидкости, совместимые с горячим натрием

Сообщение chemigor » Сб авг 20, 2022 7:17 pm

А нитрид натрия в вашей задаче попользовать нельзя? Вроде при высоких давлениях и температуре будет довольно устойчив и будет смешиваться с натрием.

Ответить

Вернуться в «общехимические вопросы / general chemical issues»

Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей и 4 гостя