Способ обеззараживания внутренней поверхности химических боеприпасов от остатков фосфорорганических ов типа "зарин" и "зоман"

 

Изобретение относится к способам обезвреживания химических отравляющих веществ и может быть использовано для обеззараживания внутренней поверхности боеприпасов от остатков фосфорорганических ОВ типа "зарин" и "зоман". Внутреннюю поверхность боеприпаса предлагается обрабатывать реагентной композицией на основе органического растворителя и нейтрализующего компонента. В качестве нейтрализующего компонента предложено использовать моноэтаноламин, поскольку именно он является основой дегазирующих составов в технологиях уничтожения ФОВ типа "зарин" и "зоман". В качестве компонента для полного растворения шеллачного покрытия, смыва ОВ с поверхности и из приповерхностных слоев металла предложено использовать доступные, дешевые, пожаробезопасные органические растворители, образующие гомогенные смеси с моноэтаноламином, а именно хлороформ. Обработка внутренней поверхности боеприпаса после его расснаряжения и дегазации реагентной композицией на основе 5-8% раствора моноэтаноламина в хлороформе позволяет за счет использования хлороформа растворять защитное шеллачное покрытие боеприпаса и переводить в раствор остаточные количества сорбированных в нем отравляющих веществ, а моноэтаноламин нейтрализует их до концентрации не более 1•10^-5 мг/мл. Изобретение позволяет обеззараживать внутреннюю поверхность боеприпасов от остатков ФОВ типа "зарин" и "зоман". 2 табл.

Изобретение относится к области химических средств для борьбы с химическими отравляющими веществами, а именно к способам обезвреживания химических отравляющих веществ.

Предлагаемые в настоящее время к использованию технологии уничтожения химического оружия (ХО) в качестве одного из этапов имеют стадии расснаряжения корпусов химических боеприпасов, эвакуации их содержимого для нейтрализации, дегазации корпусов боеприпасов дегазирующими рецептурами и последующего обжига для удаления внутреннего защитного покрытия боеприпаса [1]. Поскольку внутренняя поверхность боеприпасов покрыта специальным защитным лаком (шеллачное покрытие), то можно предположить, что остатки OВ адсорбированы в объеме лакового покрытия, находятся между лаковым покрытием и металлом, не исключена возможность сорбции OВ поверхностью металла. Необходимо подчеркнуть, что используемые для нейтрализации остаточных количеств OВ дегазирующие растворы не удаляют внутреннее защитное шеллачное покрытие боеприпаса, что определяет необходимость стадии высокотемпературной обработки боеприпаса, но обусловливает ее опасность для окружающей среды. В связи с тем что стадия прокаливания корпусов боеприпасов после их дегазации вызывает серьезную критику специалистов, в первую очередь экологов, весьма актуальной стала задача разработки альтернативных методов обеззараживания внутренней поверхности боеприпасов после эвакуации из них отравляющих веществ (OВ).

Весьма перспективным представляется разработка технического решения, позволяющего объединить стадию дегазации корпусов боеприпасов после эвакуации их содержимого и стадию удаления шеллачного покрытия без использования обжига.

Целью изобретения является разработка способа обеззараживания внутренней поверхности боеприпасов от остатков фосфорорганических OВ (ФОВ) типа "зарин" и "зоман" с использованием реагентной композиции, растворяющей шеллачное покрытие и нейтрализующей остаточные количества вышеуказанных ФОВ.

Данная цель достигается применением реагентных композиций на основе органического растворителя и нейтрализующего компонента. В качестве нейтрализующего компонента предложено использовать моноэтаноламин, поскольку именно он является основой дегазирующих составов в технологиях уничтожения ФОВ типа "зарин" и "зоман". В качестве компонента для полного растворения шеллачного покрытия, смыва OВ с поверхности и из приповерхностных слоев металла предложено использовать доступные, дешевые, безопасные и легкоутилизируемые органические растворители, образующие гомогенные смеси с моноэтаноламином.

В общем виде критерии выбора состава реагентной композиции можно сформулировать следующим образом: эффективность удаления шеллачного покрытия; эффективность нейтрализации остаточных количеств OВ; гомогенность рецептуры; временной фактор; безопасность рецептуры; стоимостные характеристики рецептуры.

Боеприпас после его расснаряжения обрабатывается дегазирующим раствором, который удаляется в реактор нейтрализации. Затем внутреннюю поверхность боеприпаса предлагается обрабатывать реагентной композицией. В результате ее действия на шеллачное покрытие последнее растворяется, сорбированные в нем и на металле остаточные количества OВ переходят в раствор, где осуществляется их нейтрализация до безопасных уровней.

Изучено воздействие реагентных композиций различного состава на защитное покрытие корпуса химического боеприпаса. Результаты представлены в табл.1.

Установлено, что наиболее приемлемыми являются композиции на основе хлороформа, так как он относится к негорючим органическим растворителям, эффективно взаимодействует с защитным покрытием боеприпаса, образует гомогенную смесь с моноэтаноламином (в отличие от толуола), легко регенерируется из использованных отмывочно-дегазирующих растворов.

Исследования по оценке эффективности обезвреживания остаточных количеств OВ в защитном покрытии боеприпаса и на его очищенной поверхности позволили провести оптимизацию состава реагентной композиции.

Реакционные массы, образующиеся при обработке корпусов химических боеприпасов реагентными композициями, представляют собой хлороформенные растворы, содержащие от 2,5 до 10% моноэтаноламина, растворенное защитное покрытие в концентрации 75 мг/мл и остаточные количества зарина в концентрации 0,1 мг/мл.

Динамику изменения концентрации зарина в реакционных массах определяли с помощью газохроматографической методики в условиях, представленных ниже.

Газовый хроматограф "Цвет-600" с пламенно-фотометрическим детектором (фосфорный фильтр). Хроматографическая колонка длиной 1 м с внутренним диаметром 3 мм, заполненная твердым носителем Supelcoport с нанесенной жидкой фазой 3% OV-17. Температура термостатов хроматографа, ^oС: колонки - 110, испарителя - 220, детектора - 200. Расход газов, мл/мин^-1: азота - 75, водорода - 65, воздуха - 100. Рекомендуемая доза, вводимая в инжектор хроматографа, - 1 мкл.

Результаты изменения концентрации зарина представлены в табл. 2.

В результате статистической обработки экспериментальных данных, представленных в табл. 2, установлено, что процесс дегазации остаточных количеств зарина при 26^oС описывается уравнением: lgC₀/C_τ = 6,83•10^-3•C_MЭА•τ (1) Требуемая глубина детоксикации, согласно литературным данным [2, 3], составляет 1•10^-5 мг/мл. Для обеспечения снижения концентрации зарина до этого уровня согласно уравнению (1) дегазационные растворы в зависимости от содержания моноэтаноламина необходимо выдерживать при 26±2^oС следующее время: 2,5% р-р моноэтаноламина - 325 мин,
5,0% р-р моноэтаноламина - 162 мин,
10,0% р-р моноэтаноламина - 81 мин.

Таким образом, оптимальное содержание моноэтаноламина в реагентной композиции составляет 5-8%. В данном случае за 3 ч обеспечивается гарантированное снижение концентрации зарина в дегазационном растворе до уровня остаточного заражения не более 1•10^-5 мг/мл, что и по временным параметрам соответствует заложенным в технологиях уничтожения ФОВ требованиям [1, 2].

Предлагаемый способ обеззараживания внутренней поверхности боеприпасов от остатков фосфорорганических OВ типа "зарин" и "зоман" может быть использован как при реализации промышленных технологий уничтожения химических боеприпасов, так и при уничтожении разовых партий аварийных боеприпасов на мобильных комплексах уничтожения.

Источники информации
1. Технико-экономическое обоснование на строительство промзоны опытно-промышленного объекта уничтожения отравляющих веществ. Волгоград: АООТ "Гипросинтез", 1998.

2. Васильев И.А., Швыряев Б.В., Либерман Б.М. и др. Кинетика и механизм взаимодействия зарина с моноэтаноламином и математическое моделирование реакторного узла детоксикации// Российский химический журнал (Журнал русского химического общества им. Менделеева). - 1995, т. 39, 4, с. 5-9.

3. Конференция по разоружению. Специальный комитет по химическому оружию CD/CW/WP.367. Женева, 7 октября 1991.

Формула изобретения

Способ обеззараживания внутренней поверхности боеприпасов от остатков фосфорорганических отравляющих веществ типа "зарин" и "зоман" путем обработки внутренней поверхности боеприпаса после его расснаряжения и дегазации реагентной композицией, отличающийся тем, что используют реагентную композицию на основе 5-8%-ного раствора моноэтаноламина в хлороформе, при этом использование хлороформа позволяет растворять защитное шеллачное покрытие боеприпаса и переводить в раствор остаточные количества сорбированных в нем отравляющих веществ, а моноэтаноламин нейтрализует их до концентрации не более 1•10^-5 мг/мл.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2