гексафторид серы для чего нужен
SF6 — грязная тайна чистой электроэнергетики
Среди опасных выбросов парниковых газов ученые-климатологи выделяют одно из наиболее вредных созданных человеком химических соединений — синтетический газ гексафторид серы или SF6, ныне широко применяемый в электротехнической промышленности для предотвращения коротких замыканий и несчастных случаев. По информации BBC, утечки этого газа в атмосферу в Европе в течение 2017 г. были эквивалентны по своему воздействию на окружающую среду выходу на дорогу дополнительных 1,3 млн автомобилей с двигателем внутреннего сгорания.
Уровень выбросов гексафторида серы растет с каждым годом по мере увеличения мощностей возобновляемой энергетики. Каждая обычная ветровая турбина содержит порядка 5 кг SF6, в случае если произойдет утечка этого газа в атмосферу, это станет эквивалентом выброса 117 т углекислого газа, столько примерно выбрасывают в атмосферу за год 25 машин. Действие гексафторида серы на окружающую среду сохраняется в течение тысячи лет.
BBC отмечает, что дешевый и негорючий синтетический газ без цвета и запаха SF6 является чрезвычайно эффективным изоляционным материалом для электрических установок. Гексафторид серы широко используется в электроэнергетике: от крупных электростанций до ветровых турбин, электроподстанций в городах и поселках, предотвращая аварии и пожары. Однако SF6 обладает наибольшей опасностью для климатических изменений, связанных с глобальным потеплением. По своему эффекту его воздействие в 23,5 тыс. раз больше, чем у аналогичного объема выбросов углекислого газа.
Что касается ветроэнергетики, решение этой проблемы уже найдено. Заработавшая в сентябре у берегов Великобритании ветроферма East Anglia One (оператор — компания Scottish Power Renewables) не использует SF6 в 102 ветротурбинах, установленных на шельфе Северного моря. Однако даже на этой образцово-показательной ветроферме мощностью в 714 МВт есть обслуживающая оффшорная платформа, с которой соединены все ветровые турбины, с установленным оборудованием с применением SF6.
Несмотря на то, что выбросы гексафторида серы увеличиваются год от года, опрошенные BBC эксперты считают, что, по крайней мере, до 2025 г. никакого ограничивающего регулирования для выбросов этого парникового газа для мировой электроэнергетики принято не будет. Тогда как, по информации Бристольского университета, концентрация гексафторида серы в атмосфере планеты выросла в два раза за последние двадцать лет.
Действительно жизнеспособная модель энергетического перехода должна включать анализ всего объема антропогенного воздействия, а также меры по сокращению всех вредных промышленных выбросов, в том числе парниковых газов, не ограничиваясь снижением эмиссии только углекислого газа. Применение наилучших доступных технологий в области защиты окружающей среды должно распространяться и на сектор возобновляемой электроэнергетики.
Гексафторид серы
Гексафторид серы (также элегаз или шестифтористая сера, SF6) — тяжелый газ, при нормальных условиях в 6 раз тяжелее воздуха, практически бесцветный. Обладает высокими электроизолирующими свойствами, высоким напряжением пробоя, при этом практически инертен — инертность выше чем у азота и немного не дотягивает до инертности гелия, при этом гораздо дешевле (340-1100 руб./кг при плотности 1,04 кг/л) [1] [2] [3]
| Химическая формула | SF6 |
|---|---|
| Молекулярная масса | 146,06 г/моль |
| Структура | октаэдрическую конфигурацию Oh, D=0 |
| Описание | бесцветный, нетоксичный, негорючий газ без запаха. |
| Температура плавления при 0,227 МПа | -50,8С (222 К) |
| Критическая температура | 45,6С (318 К) |
| Температура сублимации | -63,8С (209 К) |
| Критическое давление | 3.76 МПа |
| Критическая плотность | 740 кг/м3 |
Используется в качестве
Ссылки
Полезное
Смотреть что такое «Гексафторид серы» в других словарях:
гексафторид серы — сущ. хим. Бесцветный, нетоксичный и негорючий газ, у которого нет запаха. Так как он в 5 раз плотнее воздуха, его можно залить в контейнеры, а легкие предметы, погруженные в него, будут плавать, будто в воде. Еще одна забавная абсолютно… … Универсальный дополнительный практический толковый словарь И. Мостицкого
Гексафторид теллура — Гексафторид теллура … Википедия
СЕРЫ ФТОРИДЫ — СЕРЫ ФТОРИДЫ: SF6, SF4, S2F10, SF2, S2F2. Практическое значение имеют: гексафторид SF6 тяжелый газ без цвета и запаха, tпл 51 °С, tвозг 64 °С; в воде не растворяется, химически инертен; изолятор для высоковольтных установок (т. н. элегаз),… … Энциклопедический словарь
Гексафторид платины — Фторид платины(VI) Общие Химическая формула PtF6 Физические свойства Состояние (ст. усл.) твёрдое Молярная масса 309,08 г/моль … Википедия
Серы фториды — соединения серы с фтором: SF6 SF4, S2F10, SF2, S2F2. Практическое значение имеют первые 3 соединения. Сера шестифтористая серы гексафторид SF6, бесцветный газ без запаха; плотность по воздуху 5,107 (20°С) tпл 50,5°С tkип 63,8°С.… … Большая советская энциклопедия
СЕРЫ ГЕКСАФТОРИД — SF6, бесцв. газ; конфигурация молекулы октаэдрическая, длина связи SЧF 0,1564 нм; т. пл. Ч 50,8 °С, т. возг. Ч 63,9 °С; т ры полиморфных переходов Ч 228 и Ч 177°С, высокотемпературная кристаллич. модификация кубическая (при Ч 80… … Химическая энциклопедия
Фторид серы(VI) — Фторид серы(VI) … Википедия
Элегаз — Гексафторид серы (также элегаз или шестифтористая сера, SF6) тяжелый газ, при нормальных условиях в 6 раз тяжелее воздуха, практически бесцветный. Обладает высокими электроизолирующими свойствами, высоким напряжением пробоя, при этом практически … Википедия
Газоанализатор элегаза
Шестифтористая сера (SF6) (гексафторид) в нормальных условиях находится в газообразном состоянии, благодаря высокому электрическому сопротивлению соединение приобрело название – элегаз. Его можно получить при распаде более сложных фторидов серы или из простых химических веществ – серы и фтора, в промышленности используется второй способ.
Гексафторид серы в пять раз тяжелее воздуха, газ не имеет ни вкуса, ни цвета, его температура кипения (-63,8°C) ниже температуры плавления (-50,8°C), поэтому вещество переходит из твердого состояния в газообразное, то есть наблюдается процесс сублимации (возгонки). Растворимость элегаза в воде, этаноле и диэтиловом эфире крайне низкая, соединение хорошо растворяется в нитрометане.
Электроизоляционные свойства и инертность определили основные направления использования шестифтористой серы в электротехнике. Элегаз применяется, как среда, гасящая дугу в коммуникационных устройствах высокого напряжения, являясь эффективным пожаробезопасным диэлектриком, он используется во многих электротехнических высоковольтных устройствах. За счет большого коэффициента теплового расширения и высокой плотности, в энергетических установках элегаз, кроме электроизолирующих функций, выполняет роль теплоотводящей среды.
Тяжелый инертный газ успешно используется при борьбе с огнем, его применяют в системах газового пожаротушения в качестве основного компонента, изолирующего очаг возгорания от кислорода воздуха. Как технологическая среда, элегаз востребован в электронике и металлургии.
Широкое применение гексафторида серы в промышленном производстве, при всей его безопасности, требует контроля за его содержанием в рабочей зоне. Газоанализатор SF6 своевременно предупредит персонал о повышении концентрации газа, чем обеспечит безопасность людей и исключит серьезные потери дорогостоящего соединения в результате утечки. Современные и долговечные системы для газового анализа предлагает компания ИНКРАМ, газоанализаторы этого производителя зарекомендовали себя, как наиболее совершенные и надежные приборы на рынке газового оборудования.
Фторид серы(VI)
| Фторид серы(VI) | |
 | |
 | |
| Общие | |
|---|---|
| Традиционные названия | Гексафторид серы, шестифтористая сера, элегаз |
| Химическая формула | SF6 |
| Физические свойства | |
| Состояние (ст. усл.) | газ |
| Отн. молек. масса | 146 а. е. м. |
| Молярная масса | 146,06 г/моль |
| Плотность | Газ: 6,164 г/л Жидкость: 1,33 г/см³ |
| Термические свойства | |
| Температура плавления | −50,8 °C |
| Температура кипения | сублимация при −63,9 °C |
| Теплопроводность (ст. усл.) | 97,15 Вт/(м·K) |
| Энтальпия образования (ст. усл.) | −1219 кДж/моль |
| Структура | |
| Координационная геометрия | октаэдрическая |
| Кристаллическая структура | орторомбическая |
| Дипольный момент | 0 Д |
| Классификация | |
| Рег. номер CAS | 2551-62-4 |
| SMILES | FS(F)(F)(F)(F)F |
| RTECS | WS4900000 |
Гексафторид серы (также элегаз или шестифтористая сера, SF6) — неорганическое вещество, при нормальных условиях тяжёлый газ, в 5 раз тяжелее воздуха. Соединение было впервые получено и описано в 1900 году Анри Муассаном в ходе работ по изучению химии фтора.
Содержание
Методы получения
Возможно получать гексафторид серы из простых веществ:
Также гексафторид серы образуется при разложении сложных фторидов серы:
Физико-химические свойства
Практически бесцветный газ, обладающий высоким (89 кВ/см) пробивным напряжением. Электрическая прочность элегаза зависит от давления, она в 2-4 раза выше, чем у воздуха.
В нем содержится 21,95 % серы и 78,05 % фтора. При нормальном давлении элегаз может находиться в любом из трёх агрегатных состояний при температуре до минус 50,8 °С.
Плотность элегаза при T=273 K и давлении р=0,1 МПа составляет 6,56 кг/м³. Относительная диэлектрическая проницаемость — 1,0021. Полное число степеней свободы молекулы элегаза равно 21, из них три степени свободы — в поступательном движении, три — во вращательном, а остальные — в колебательном. Диаметр молекулы равен 5,33 Å.
Термодинамические величины
| Свойство | Значение при н. у. (газ) |
|---|---|
| Энтальпия образования | −1219 кДж/моль |
| Энтропия образования | 291,6 Дж/(моль·К) |
| Теплопроводность | 97,15 Дж/(моль·К) |
| Критическая температура | 318,7 К |
| Критическое давление | 3,71 МПа |
Химические свойства
Взаимодействие с металлическим натрием проходит только при нагревании, однако уже при 64 °C взаимодействует с раствором натрия в аммиаке.
С водородом и кислородом гексафторид не реагирует. Однако, при сильном нагревании (до 400 °C) SF6 взаимодействует с сероводородом, а при 30 °C — с иодоводородом:
При повышенном давлении и температуре около 500 °C SF6 окисляет PF3 до PF5:
Применение
Применение в электротехнике
В центре молекулы элегаза расположен атом серы, а на равном расстоянии от него в вершинах правильного октаэдра располагаются шесть атомов фтора. Это определяет высокую эффективность захвата электронов молекулами, их относительно большую длину свободного пробега и слабую реакционную способность. Поэтому элегаз обладает высокой электрической прочностью.
Элегаз безвреден в смеси с воздухом. Однако вследствие нарушения технологии производства элегаза или его разложения в аппарате под действием электрических разрядов (дугового, коронного, частичных), в элегазе могут возникать чрезвычайно активные в химическом отношении и вредные для человека примеси, а также различные твёрдые соединения, оседающие на стенах конструкции. Интенсивность образования таких примесей зависит от наличия в элегазе примесей кислорода и особенно паров воды.
Некоторое количество элегаза в электротехнической аппаратуре также разлагается в процессе нормальной работы. Например, коммутация тока 31,5 кА в выключателе 110 кВ приводит к разложению 5-7 см³ элегаза на 1 кДж выделяемой в дуге энергии.
Основные преимущества элегаза перед его основным «конкурентом», трансформаторным маслом, это:
Регламентирующие стандарты
Вредное воздействие
По степени воздействия на организм человека относится к малоопасным веществам (4-й класс согласно ГОСТ 12.1.007-76).
Потенциал разрушения озонового слоя ODP = 0
Потенциал глобального потепления GWP = 24 900 (регламентируется Киотским протоколом).
Гексафторид серы
бесцветный газ без запаха
6,63 кг м −3 (0 ° C, 1013 гПа)
.
