減圧状態での油の気化速度

質問

初めまして、よろしくお願いします。
密閉容器内の油を容器を減圧することにより、気化し、廃油できないかを考えています。
見地がないので以下のことを教えてください。
・減圧で油は気化（沸騰）しますか？
・気化する場合、その気化速度の算出方法
・気化時の引火性（発火温度が低くなりますか？気化温度が低くなったため）

回答No.4

nowane4649 · ベストアンサー

なんか間違った回答がついてるかも

Q1.減圧で油は気化（沸騰）しますか？
A1.気化油の分圧が飽和蒸気圧以下を保つように減圧排気を続ければ気化が続きます。
　減圧によって、(飽和)蒸気圧が変わるとの回答が出ていますが、飽和蒸気圧は物質と温度のみで決まるので、減圧・加圧は関係ありません。
　そして、全圧が飽和蒸気圧を下回ると、液相内部でも気化が始まり、沸騰状態となります。

Q2.気化する場合、その気化速度の算出方法
A2.気化速度は色々な物性が関与しているので一概には言えなかったような気がします。(うろ覚え)
　研究者向けの真空関係の教科書には理論計算の方法とか、実測値の例が載っていたと思いますが、あまり流通していません。

Q3.気化時の引火性（発火温度が低くなりますか？気化温度が低くなったため）
A3.発火点は圧力ではなく、酸素濃度(分圧)で決まります。
　気化している状態なら空気と混合しやすくなるので漏洩時の発火・引火の危険は増大します。

おまけ.
　さらにいうと飽和蒸気圧は温度に対し、指数関数的に上昇します。
　なので、減圧するより加熱する方が気化速度は向上します。
　高真空用真空ポンプの1種である油拡散ポンプの原理を調べてみることをお勧めします。

お礼

丁寧な説明ありがとうございます。漏洩時のリスクは大きいですね。考えないといけませんね。

回答No.3

mpascal

気化された油を外部放出すると大気汚染するのでやめておきましょう。

また。容器によっては外圧によって圧壊する可能性もあるので注意しましょう。

お礼

アドバイスありがとうございます。油は回収するつもりです。その前に先の方からのご指摘で成立しない可能性が高いですね。

回答No.2

skydaddy

・減圧で油は気化（沸騰）しますか？

気化することと沸騰は別物です。
減圧下では通常、同じ温度の常圧下より気化速度が速くなります。（蒸気圧が上がる）
沸騰する温度を沸点と言います。沸点は物質に固有の値ですので油の種類によりその温度は異なります。また、減圧することで沸点は下がります。

・気化する場合、その気化速度の算出方法

気化速度は、その物質のその減圧度での蒸気圧から計算できます。
まずは油の減圧度と蒸気圧のデータを入手することです。

・気化時の引火性（発火温度が低くなりますか？気化温度が低くなったため）

減圧下では、極端に酸素濃度が下がるため、引火することはないでしょう。
そもそも減圧下のチャンバー内に発火する原因は通常ありません。
発火温度は、油が自己分解して燃焼することができるような物質で無い場合、酸素が減った環境では上昇することが予想されます。
危険予知の側面では、低沸点の油が、真空ポンプ側に流れてポンプ内で発火する可能性はゼロで無いと思います。

蛇足ですが、減圧して蒸発させるとそれを真空ポンプの手前で捕集する必要があります。
しかしながら、減圧下では蒸気圧が上がるため捕集はかなり冷やさないと油が真空ポンプに入り込みポンプを壊します。化学実験では捕集をマイナス数十度（冷凍庫より冷やします）～マイナス197℃（液体窒素）で行います。氷に塩を入れる程度ではよほど油の沸点が高くないと止まりませんし、止まるような油だと真空下でも加熱してやらないとほとんど蒸発しないと思われます。装置の構造はたいした事ありませんが、減圧はエネルギーを貯めるとも言えるのでそれなりの強化設備が必要ですし、捕集の冷却のこともあるのでコストはかなりかかる手法です。

お礼

丁寧に教えていただきありがとうございました。単純に凍結乾燥で油が抜けると空論してはいけませんね。もう一度考え直してみます。

回答No.1

hahaha8635

キャビテーション
https://www.youtube.com/watch?v=ZzI1zCxg08s

引っ張ることで減圧し　沸騰します

>>気化する場合、その気化速度の算出方法
一瞬ですが

>>気化時の引火性
動画を見て発火すると思われますか？

>>密閉容器内の油を容器を減圧することにより、気化し、廃油できないかを考えています。
根本的に間違ってる
宇宙空間のように永遠に真空場合できるかもしてないが

真空状態に水(油)は気化熱で熱を奪われ　氷ます
https://www.youtube.com/watch?v=CV1sU7XKqwI

その後放置していくと水は昇華していきますが
https://tatm.co.jp/about_freezedry/principle.html
常温では油は昇華熱が足りないので昇華しません

お礼

ご指摘ありがとうございます。動画や資料も大変参考になりました。現実的に難しそうですね。
全部気化する前に凍るし、時間もかかりそうです。（油も同じ・・・）