基本介紹
- 中文名：肼類燃料
- 外文名：hydrazine fuels
- 物理性質：無色、透明液體
- 泛指：肼、甲基肼、偏二甲肼
簡介,肼類燃料,肼,偏二甲肼,甲基肼,環境污染,大氣污染,水體污染,土壤污染,
簡介
可用作液體火箭燃料的肼及其衍生物的統稱。泛指肼、甲基肼和偏二甲肼。魚腥味透明液體。與許多強氧化劑接觸能自燃。熱穩定性隨肼中碳原子增加而改善。偏二甲肼常與發煙硝酸、四氧化二氮等組成雙組元液體推進劑，廣泛用於各種運載火箭、戰略和戰術飛彈中。肼和甲基肼常用於姿控發動機中。
肼類燃料
肼
又稱聯氨，分子式是N2H4。無色油狀液體。有類似於氨的刺鼻氣味，一種強極性化合物。無色、油狀液體，能很好地混溶於水、醇等極性溶劑中，與鹵素、過氧化氫等強氧化劑作用能自燃，長期暴露在空氣中或短時間受高溫作用會爆炸分解，具有強烈的吸水性，貯存時用氮氣保護並密封。有毒，能強烈侵蝕皮膚，對眼睛、肝臟有損害作用。
肼雖然是可燃液體，但是它的熱穩定性尚好，對衝擊、壓縮、摩擦、振動等均不敏感。
偏二甲肼
偏二甲肼分子式是(CH3)2NNH2。它是一種易燃、有毒、具有強烈魚腥味的無色透明液體。它的吸濕性較強，在大氣中能與水蒸氣結合而冒白煙。
偏二甲肼在常溫下能與極性和非極性液體（如水、乙醇、肼、二乙三胺、汽油及大多數石油產品）完全互溶。當偏二甲肼含水量很少時，它與煤油的互溶溫度在﹣40℃以下。
偏二甲肼是一種弱有機鹼，它與水作用生成共軛酸和鹼，與許多有機酸反應生成鹽，與二氧化碳作用生成白色的碳酸鹽沉澱，因此偏二甲肼暴露於空氣中，有時會出現白色沉澱。
偏二甲肼的熱穩定性很好，即使在臨界溫度（248.2℃）下也是穩定的。當它催化分解和光分解時，分解產物有氫、氮、甲烷、乙烷等。氣態偏二甲肼的熱分解產物主要有甲烷、乙烷、丙烷、二甲胺等。
偏二甲肼雖然是易燃液體，但它對衝擊、壓縮、摩擦、槍擊、振動等均不敏感，可安全儲存和運輸。
甲基肼
甲基肼的分子式為CH3NHNH2。它是易燃、有毒、具有類似氨臭味的無色透明液體。
甲基肼的性質介於肼和偏二甲肼之間，其物理性質與偏二甲肼較相似，其化學性質與肼較相似。甲基肼的吸水性較強，在潮濕空氣中能因吸收水蒸氣而冒白煙。它凝固時與水不同，其體積稍有收縮。
甲基肼與肼一樣，是極性物質，它溶於水和低級醇中。但它也能榮譽某些碳氫化合物中。
甲基肼還是一種強還原劑，能與許多氧化物質發生劇烈反應，與強氧化劑接觸能瞬時自燃，與某些金屬氧化物接觸時將發生分解。
甲基肼具有弱鹼性，與酸作用生成鹽，與醛與酮反應生成腙。它在空氣中極易發生氧化反應，生成疊氮甲烷、氮、甲胺等。
甲基肼的熱穩定性比肼好，對衝擊、壓縮、摩擦、振動等均不敏感。
環境污染
肼類燃料皆可通過注射、吸入、皮膚染毒和消化道吸收而引起急性中毒，按化學品急性毒性分級標準來衡量，甲基肼屬於高毒中偏低毒性物質，毒性最大，肼和偏二甲肼屬於三級中等毒性，由於偏二甲肼更易揮發，因此偏二甲肼的吸入中毒危險性比無水肼大，無水時具有脂溶性，因皮膚污染而吸收中毒的危險性比偏二甲肼大。三種肼類燃料中肼的蓄積毒性較高，甲基肼次之，偏二甲肼最小。肼為確定的致突變物和動物致癌物，甲基肼和偏二甲肼雖然沒有明確的結果證明其致癌性，但卻可以使動物誘變腫瘤，在實際工作中，為安全起見，可視其為致癌物。
肼類燃料對環境的污染涉及面比較廣，不僅有生產製造過程中的污染，而且還有運輸、轉注、貯存環節的污染，同時還有加注、發射過程的污染。
大氣污染
肼類燃料廢氣的來源主要有肼類燃料及其廢液中易揮發組份的的揮發、火箭發動機試車或發射廢氣、火箭發動機試車增壓廢氣、推進劑的滲漏、槽車、貯罐、管道殘液、推進劑貯庫和加注泵間的排風、推進劑爆炸事故、嚴重泄漏事故和火災等。
當肼類燃料揮發至大氣中，大氣組份與肼類燃料可發生一系列複雜的化學反應，使其自然降解，例如：與大氣中的水、二氧化碳反應，大氣中的氧能氧化肼、甲基肼和偏二甲肼，使其自然降解，偏二甲肼被空氣氧化會生成甲醛一N，N-二甲基腙、氮氣和水，少量的氨、二甲胺、N-二甲基亞硝胺、重氮甲烷、亞硝酸、甲烷、二氧化碳和甲醛，當肼類燃料蒸氣擴散到大氣中後與大氣中的氮氧化物也會發生反應，肼、一甲基肼和偏二甲肼與NO2反應很迅速，其中N2H4反應最慢，偏二甲肼最快，但這三種燃料與NO反應速度都很慢。
水體污染
肼類燃料廢水主要是由火箭發動機試車、發射，推進劑槽車、貯罐、管道等的清洗，推進劑匯漏事故等產生，由於污水來源不同，其中污染物成分差別很大。中國科學院化學研究所對航空航天工業部一六五站試車台試車廢水進行檢測分析，其中主要有毒成份有：偏二甲肼、亞硝基二甲胺、硝基甲烷、四甲基四氮烯、氫氰酸、有機腈、甲醛、二甲胺、偏腙、胺類等。
肼類燃料廢水排入自然水體後，由於自然水體中含有大量溶解氧、微生物、懸浮物及金屬離子等，肼類燃料在氧氣、光、金屬離子及微生物的作用下降解非常迅速，例如偏二甲肼污水中含有自然氧化分解產物偏腙、四甲基四氮烯、硝基甲烷、一甲胺、二甲胺、甲醛、氰化物以及亞硝胺(二甲基亞硝胺、二乙基亞胺、二丙基亞硝胺、二丁基亞硝胺、亞硝胺呱啶、亞硝基吡咯烷、亞硝基嗎啉)等這些產物中有的毒性比偏二甲肼更大，如亞硝胺、氰化物等。
土壤污染
當肼類燃料污水排入地面後，由於土壤中存在著氣、液、固相，肼類燃料與土壤的相互作用反映兩個主要歷程：(1)肼類燃料在土壤中的化學吸附，(2)肼類燃料物理吸附到土壤組份，肼與乾淨砂土不發生作用，但與自然土壤作用非常強烈，粘性土壤是酸性土壤，所有肼類燃料都是鹼性，肼類燃料與粘土作用最強，粘土對於肼和甲基肼主要是物理吸附，而對於偏二甲肼則是物理吸附和化學降解，在PH值較低時在粘土中主要是可逆離子交換，PH值較高時，在土壤表面形成不溶的鋁和鐵的氫氧化物，通過氫鍵和離子與結合大量肼。如果粘土被Cu2+催化並且充分曝氣，在土壤中肼的降解會非常迅速，這是由於在肼和甲基肼中，每個氮原子上都有氫鍵，可分解形成活潑的二醯亞胺中間體，二醯亞胺不穩定，迅速分解，而偏二甲肼在一個氮原子上有兩個甲基，不易形成二醯亞胺中間產物，相反地，兩個氫原子被緩慢氧化掉形成一種穩定的二氮烯。
肼對土壤微生物的生長的毒性大小是肼>甲基肼>偏二甲肼。
