Четырехокись азота

Тетраоксид диазота (Азотный тетраоксид, АТ, амил) - сжиженный диоксид азота, состоящий преимущественно из димера N₂O₄. Желтовато-коричневая летучая жидкость с едким запахом, цвет обусловлен примесью диоксида азота. Температура кипения при атмосферном давлении +21,15  °C, кристаллизации −11 °С. В кристаллическом виде при температурах ниже −12 °С бесцветен.

Свойства

В нормальных обычных условиях тетраоксид азота находится в равновесии с диоксидом азота:

N₂O₄ ↔ 2NO₂+ ∆H,

при нагревании полностью диссоциирует до диоксида азота. Состав смеси зависит от температуры и давления. С увеличением температуры равновесие смещается в сторону диоксида азота - окислитель окрашивается в бурый цвет. При увеличении давления при постоянной температуре степень диссоциации N₂O₄ уменьшается, практически полностью диссоциирует при 140 °С.

Реагирует с водой с образованием смеси азотной и азотистой кислот:

2NO₂ + H₂O = HNO₃ + HNO₂

Сильный окислитель, высокотоксичен и коррозивен. Смеси с органическими веществами взрывоопасны.

Применение

Широко применяется в ракетной технике в качестве высококипящего (некриогенного) окислителя ракетного топлива.

В ракетных двигателях используется в паре с топливами на основе производных гидразина (метилгидразином, несимметричным диметилгидразином).

На начальном этапе использовался в виде раствора в азотной кислоте, из-за высокой температуры перехода в твёрдое состояние. В частности, на отечественных РН «Космос», «Циклон» (в виде АК-27И), «Протон»; американских — семейства «Титан»; французских — семейства «Ариан»; в двигательных установках пилотируемых кораблей, спутников, орбитальных и межпланетных станций. По степени использования стоит на втором месте после жидкого кислорода.

Тетраоксид азота в паре с алкигидразинами образует самовоспламеняющуюся топливную пару с периодом задержки воспламенения около 0,003 с.

Хранение

Азотный тетраоксид хранят в резервуарах из легированной стали или алюминия объемом до 100 м³. Резервуары оборудуют сливно-наливными трубами, предохранительными клапанами, манометрами и уровнемерами. Поскольку интервал жидкого состояния (262…294,3 К) очень узкий, резервуары размещают в заглублённых помещениях, где поддерживается температура 268…288 К.

К особенностям хранения азотного тетраоксида можно отнести насыщение компонента азотом или воздухом и поддержание в резервуаре повышенного давления 0,15 — 0,22 МПа. Это делается, во-первых, для исключения попадания в окислитель из атмосферы влаги и загрязняющих веществ и, во-вторых, для сокращения времени насыщения газами при заправке ампулизированных ракет. Заправленные ракеты также находятся под некоторым избыточным давлением, что исключает кавитацию в турбо-насосном агрегате (ТНА) при работе двигательной установки.

Транспортирование АТ

Тетраоксид азота транспортируют в специальных цистернах, имеющих изоляцию и систему трубопроводов, в которую в зависимости от температуры окружающего воздуха подают либо теплую воду, либо охлаждающий раствор.

Транспортируется тетраоксид азота под избыточным давлением 0.1…0.15 МПа. Железнодорожные и автомобильные цистерны оборудуют сливно-наливными трубами, предохранительными клапанами, манометрами и уровнемерами. Железнодорожные цистерны имеют вместимость около 40 м3, автоцистерны - 30...60 м3.

См. также

Нейтрализация проливов

Внешние ссылки

• NIOSH Pocket Guide to Chemical Hazards: Азотный тетраоксид