Способ получения диазодинитрофенола

 

Изобретение относится к области пиротехнических производств, а именно к производству инициирующих взрывчатых веществ, в частности к способу получения сыпучего диазодинитрофенола (ДДНФ). Технический результат изобретения - повышение качества получаемого ДДНФ. Способ заключается в диазотировании пикрамата магния нитритом натрия и соляной кислотой. Синтез проводят при температуре 18-35°С и перемешивании до создания турбулентного потока с критерием Рейнольдса Re 200000. Дозировка соляной кислоты осуществляется ступенчато за 2-3 приема.

Изобретение относится к области пиротехнических производств, а именно к производству инициирующих взрывчатых веществ (ИВВ), используемых в патронах стрелкового оружия.

В настоящее время во всех областях техники поставлена задача улучшения экологии. Данная задача актуальна для разработчиков патронов стрелкового оружия, которые используют капсюли-воспламенители (KB) с ударно-воспламенительным составом (УВС) на базе ИВВ, имеющих в составе тяжелые металлы (свинец, ртуть, стронций и др.). При стрельбе такими патронами наносится вред окружающей среде и человеку. Особенно заметно вредное воздействие стрельбы патронами с такими KB, если она проходит в закрытых помещениях, на тренировках, соревнованиях в тирах и при проведении строительно-монтажных работ с использованием строительно-монтажных патронов.

В связи с этим замена в УВС ИВВ с вредными элементами (тяжелыми металлами) на ИВВ без металлов очень актуальна.

В последнее время в России разработан ряд УВС [1, 2] на базе диазодинитрофенола (ДДНФ), которые не содержат вредных элементов. Эти составы отвечают высоким требованиям, предъявляемым к современным KB и являются экологически чистыми.

Способ получения ДДНФ по методу Кларка [3] в настоящее время используется во всех развитых странах, в которых ведутся работы с ИВВ.

Он заключается в: - диазотировании пикрамата натрия с помощью нитрита натрия и соляной кислоты по следующей схеме: 1) NaNO2 + HCl = NaCl + HNO2 По Кларку 1 м. ч. пикрамата натрия вносят в 11 м.ч. 12%-ной соляной кислоты. Полученную массу охлаждают до 0oC и при работающей мешалке к ней приливают рассчитанное количество нитрита натрия. Выпавший осадок ДДНФ отфильтровывают и тщательно промывают водой. По данному способу получается так называемый технический порошкообразный ДДНФ плотностью 1,63 г/см3. Полученный по данному способу ДДНФ обладает гравиметрической плотностью 0,3 г/см3, склонностью к электризации при рассеве и пересыпке, плохой сыпучестью и прессуемостью [4].

Для современного капсюльного производства указанные качества являются непреодолимым барьером для внедрения такого ДДНФ.

В США были приняты попытки получения ДДНФ в сыпучем виде. В патенте [5] предложен метод получения ДДНФ путем диазотирования пикрамата натрия постепенным добавлением кислоты в присутствии нитрита натрия и воды при температуре 10 - 16oC.

Однако анализ [6] показывает, что существенных улучшений получения ДДНФ, приемлемого для УВС в капсюльном производстве, получить не удалось. Был получен ДДНФ в виде пластинок с гравиметрической плотностью 0,4 - 0,6 г/см3, что является заметным шагом вперед, но по-прежнему не обеспечивает получение однородных УВС с хорошей сыпучестью и прессуемостью.

Способ получения ДДНФ по [4] выбран в качестве прототипа.

Целью данного изобретения является разработка способа получения сыпучего, с высокой гравиметрической плотностью ДДНФ для экологически чистых УВС.

Согласно изобретению в способе получения ДДНФ, предусматривающем диазотирование соли пикраминовой кислоты нитритом натрия и соляной кислотой, в качестве соли пикраминовой кислоты использован пикрамат магния, соляную кислоту вводят в реакционную смесь нитрита натрия и пикрамата магния за 2-3 приема, а процесс ведут при температуре 18 - 35oC и перемешивании, обеспечивающем Re 200000.

Синтез проводят по следующей схеме: Первым этапом синтеза было получение пикрамата магния из пикраминовой кислоты и окиси магния. Реакция проводится при температуре 70-90oC, после чего для получения ДДНФ требуемого качества (2 этап синтеза) в суспензию пикрамата магния добавляют раствор нитрита натрия, устанавливают температуру реакционной среды 18-35oC и с помощью перемешивания обеспечивают Re 200000. Затем за 2-3 приема вводят соляную кислоту.

Использование вместо пикрамата натрия пикрамата магния и новые предлагаемые режимы реакции позволили получить ДДНФ в сыпучей форме в виде округлых агломератов с размерами частиц от 80 до 300 мкм, гравиметрической плотностью 0,6 - 0,9 г/см3.

По предлагаемому способу был проведен ряд синтезов в лабораторных и заводских условиях. Схема процесса синтеза и пример его получения приведены ниже.

Если указанные параметры синтеза были выдержаны, то получался сыпучий ДДНФ с гравиметрической плотностью 0,75-0,9 г/см3. Этот ДДНФ с успехом использовался для приготовления УВС рецептур [1, 2]. В заводских условиях по данному способу синтезировано более 100 кг ДДНФ и изготовлено более 10 млн. шт. KB, которые прошли испытания с положительными результатами.

Проведенные синтезы, в которых были изменены параметры синтеза, температурный режим или параметры потока во время реакции, приводили к получению ДДНФ с низкой гравиметрической плотностью и формой кристаллов, не обеспечивающей его сыпучести. При температуре синтеза выше 35oC падает выход ДДНФ. При температуре синтеза ниже 18oC получаются кристаллы ДДНФ с размерами меньше 80 мкм, которые непригодны для производства УВС. Если реакция получения ДДНФ проводится при перемешивании, не обеспечивающем Re 200000, кристаллы ДДНФ получаются пористые, что приводит к падению гравиметрической плотности ниже 0,6 г/см3.

Таким образом, предлагаемый способ получения ДДНФ для УВС KB обоснован и отвечает новым повышенным требованиям пиротехнических производств.

В настоящее время данный способ получения ДДНФ находится на стадии промышленного освоения. Прорабатывается возможность патентования изобретения в ряде стран.

Примером получения высококачественного ДДНФ, пригодного для производства УВС к патронам стрелкового оружия является синтез, проведенный в лабораторных условиях завода (схему процесса получения ДДНФ см. в конце описания).

К суспензии 24 г пикраминовой кислоты в 500 мл воды добавляют 2,7 г MgO. Смесь нагревают до 80-90oC и 20 мин перемешивают. В результате получают пикрамат магния, который фильтруют в горячем виде. Раствор пикрамата магния переносят в реактор и охлаждают до 20-25oC. К полученному пикрамату магния добавляют раствор 8,3 г нитрита натрия в 35 г воды. Смесь суспензии пикрамата магния и раствора нитрита натрия перемешивают 5 минут. При этом добиваются турбулентности потока (Re 200000), после чего порциями в два - три приема в реактор добавляют 240 мл 5%-ного раствора соляной кислоты. Дозировка каждой порции раствора соляной кислоты проводится за 35-45 мин, температура реакции поддерживается в диапазоне 25-35oC, после дозировки последней порции соляной кислоты проводится 10-минутное перемешивание реакционной среды (Re 200000). В результате в осадок выпадают кристаллы диазодинитрофенола. Их отфильтровывают, промывают водой и этанолом. Затем полученный диазодинитрофенол сушат при температуре 50-60oC 2 - 4 часа. Полученные кристаллы имеют округлую форму с размером 80 - 300 мкм и гравиметрическую плотность 0,8 г/см3. Выход ДДНФ, полученного данным способом, составляет 18 г (71%).

Источники информации 1. Патент РФ N 2086523 "Пиротехнический ударный воспламенительный состав для патронов стрелкового оружия", 1997.

2. Патент РФ N 2110505 "Пиротехнический ударный состав для капсюлей-воспламенителей центрального боя к патронам стрелкового оружия", 1998.

3. Clark L., Jnd. Eng. Chem., 25, 663 (1933).

4. Багал Л.И. Химия и технология инициирующих взрывчатых веществ. - М.: Машиностроение, 1975, 455 с.

5. Hancock R., Pritchett L., Pat. USA 1952591.

6. Headquarters, Department of the army, 1984.

Способ получения диазодинитрофенола, предусматривающий диазотирование соли пикраминовой кислоты нитритом натрия и соляной кислотой, отличающийся тем, что в качестве соли пикраминовой кислоты используют пикрамат магния, соляную кислоту вводят в реакционную смесь пикрамата магния и нитрита натрия, процесс ведут при температуре 18 - 35oC и перемешивании, обеспечивающем Re 200000.

Рисунок 1




 

Похожие патенты:

Изобретение относится к получению замещенных ароматических аминов

Изобретение относится к способу получения производных 3-нитроазобензола формулы I, которые могут быть использованы в качестве красителей

Изобретение относится к области органической переработки лигнина, конкретно к усовершенствованному способу получения ароматических альдегидов из лигнина

Изобретение относится к химии азокрасителей, конкретно к способам получения новой смеси красителей, которые используют для биохимических исследований, а именно для определения активности фермента

Изобретение относится к способу получения 4,4'-бис-[4-аминофуразан-3-ил-N(O)N-азокси]-3,3'-азофуразана общей формулы (1): являющегося новым термостойким взрывчатым веществом с улучшенными эксплуатационными характеристиками

Изобретение относится к области разработки способов получения термостойких взрывчатых веществ, нашедших применение в термостойких средствах инициирования и передачи детонации, используемых в нефте- и газодобывающей промышленности

Изобретение относится к области органической химии, а именно к 3,3'-бис(фтординитрометил-ONN-азокси)-4,4'-дифуразаниловому эфиру формулы (I). Также изобретение относится к способу получения соединения формулы (I). Технический результат: получено новое соединение, которое может найти применение в качестве плавкого взрывчатого вещества или плавкой основы для мощных взрывчатых составов. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 2 табл., 1 пр.
Изобретение относится к области технологии производства оптических детонаторов на основе светочувствительного вещества - азида серебра и может быть использовано для регулирования порога срабатывания оптических детонаторов. В соответствии с предложением на азид серебра воздействуют дозированным оптическим излучением путем предварительной обработки азида серебра оптическим излучением длиной волны 380±10 нм и интенсивностью в пределах 1*1014 квант/см2 до 2*1016 квант/см2 в течение 5-20 мин. После чего проводят инициирование детонатора энергией оптического излучения выше энергии излучения предварительной обработки. Изобретение обеспечивает более управляемую эксплуатацию детонаторов, позволяет повысить устойчивость кристаллов азида серебра по отношению к термическому, радиационному и фоторазложению и обеспечивает сохранение рабочих характеристик при хранении до года и выше без принятия специальных мер по их сохранности. 1 табл.
Изобретение относится к способу получения термостойких взрывчатых веществ, нашедших применение в термостойких средствах инициирования и передачи детонационного импульса, используемых в нефте- и газодобывающей промышленности. Октанит получают взаимодействием 2,4,6-тринитрохлорбензола с 1,5-дихлор-2,4-динитробензолом по реакции Ульмана в среде дихлорэтана в присутствии диметилформамида. При этом смесь исходных 2,4,6-тринитрохлорбензола и 1,5-дихлор-2,4-динитробензола в растворе дихлорэтана готовят последовательным совмещенным нитрованием 2-2,2 моль 2-нитрохлорбензола при 140°С в течение 3-х часов и далее в той же реакционной массе - 1 моль 1,5-дихлорбензола при 90°С в течение 1,5 часов смесью, содержащей 98% азотную кислоту и 104% олеум. Дихлорэтановый раствор промывают водой и обезвоживают (сушат) отгонкой азеотропа дихлорэтан+вода при атмосферном давлении до содержания воды в растворе не более 0,2% и плотности раствора 1,32 г/см3. Для выделения октанита из смеси конденсированных продуктов реакции Ульмана используют серно-азотную кислотную смесь от получения исходных компонентов. Изобретение позволяет создать безопасный технологичный способ получения октанита, сократить стадийность, уменьшить количество жидких кислотных и органических отходов, довести выход октанита до 48,5-50% от теории на 1,5-дихлорбензол. 1 з.п. ф-лы, 2 пр.

Настоящее изобретение относится к области органической химии, а именно к химии производных полинитросоединений, конкретно к бис(фтординитрометил-ONN-азокси)азоксифуразану формулы (I). Способ получения соединения формулы (I) заключается в том, что бис(динитрометил-ONN-азокси)азоксифуразан формулы (II) обрабатывают КОН и образующуюся при этом соответствующую дикалиевую соль подвергают взаимодействию с дифторидом ксенона (XeF2). Технический результат - высокоэнергетическое соединение, характеризующееся при положительном кислородном балансе (КБ) более высокой энтальпией образования ( Δ H f o ) и большей плотностью (d) для применения в качестве плавкого взрывчатого вещества или плавкой основы для мощных взрывчатых составов. 2 н.п. ф-лы, 1 табл., 2 пр.

Изобретение относится к технологии взрывчатых веществ и может быть использовано для повышения безопасности производства и применения штатного взрывчатого вещества - тетразена C2H8ON10 (GNGT). При получении тетразена из предварительно подогретых растворов аминогуанидин сульфата и нитрита натрия в раствор нитрита натрия добавляют модифицирующую добавку, представляющую собой совместный водный раствор декстрина и желатина, и осуществляют специальный режим дозирования раствора аминогуанидин сульфата в раствор нитрита натрия. При этом получают сыпучий тетразен с размерами и формой кристаллов, обеспечивающих ему улучшенные технологические свойства. Полученный тетразен обладает повышенной насыпной плотностью не ниже 0,65 г/см3 и относительным разбросом навесок при объемном отмеривании не выше 5%. 2 ил., 1 пр.

 

Наверх