Способ получения пикрата калия



Способ получения пикрата калия

 


Владельцы патента RU 2434844:

Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное предприятие "Краснознаменец" (RU)

Изобретение относится к способу получения пикрата калия путем взаимодействия пикриновой кислоты с углекислым калием, отличающемуся тем, что пикриновую кислоту используют в качестве раствора в этиловом спирте при концентрации (5,5÷7,5) %, углекислый калий используют в качестве водного раствора при концентрации (9,0÷11,0) %, реагенты загружают при отношении массы раствора пикриновой кислоты к массе раствора углекислого калия от 3,0 до 5,5, а реакцию проводят в интервале температур (17÷40)°С Предложенный способ позволяет получать пикрат калия при невысоких температурах (до 40°С) с использованием минимального количества оборудования, что улучшает технологичность процесса, и обеспечивает выход готового продукта до 95%. При этом готовый продукт соответствует требованиям действующей нормативно-технической документации по цвету, содержанию массовой доли калия и нерастворимых в воде примесей, величине зерна получаемого продукта. Полученный таким образом пикрат калия может быть использован при производстве средств инициирования (СИ). 1 з.п. ф-лы, 1 табл.

 

Изобретение относится к способам получения взрывчатых веществ, в частности к способам получения пикрата калия, который благодаря своим свойствам может быть использован при производстве средств инициирования (СИ).

Известно [Химическая энциклопедия. - М.: Большая российская энциклопедия, 1992, т.3, с.514], что пикраты металлов получают взаимодействием пикриновой кислоты с оксидами, гидроксидами или карбонатами металлов.

В работе [R. Mc.Guchan. Improvements in primary explosive compositions and their manufacture. Proceedings of the 10-th symposium on explosives and pyrotechnics. - 14-16 February 1979, San Francisco, California, USA, Franklin Research Center, p.1-1÷1-12] приводится технологический процесс производства пикрата калия RD 1369, основанный на следующей двухстадийной реакции, проводимой в водной среде:

Так как в данной технологической схеме используется почти насыщенный раствор пикрата натрия, то невозможно увеличить концентрацию раствора и соответственно выход готового продукта (как указывают авторы, теоретический выход готового продукта составляет 72%).

В той же работе дается описание технологического процесса изготовления пикрата калия RD 1369М, основанного на следующей двухстадийной реакции, проводимой в водной среде:

Поскольку в данном способе получения используется предварительная перекристаллизация пикриновой кислоты, выход готового продукта был повышен до 82,5%. Но процент выхода все же недостаточен и его поддержание достаточно сложное: требуется перекристаллизация пикриновой кислоты в присутствии кристаллического модификатора и катализатора.

В указанной работе приводится способ получения пикрата калия, который основан на реакции взаимодействия пикриновой кислоты с гидроокисью калия в водной среде и в присутствии кристаллического модификатора. Как указывают авторы, это позволило увеличить выход готового продукта, однако его качество оказалось хуже, чем у пикрата калия, получаемого по технологической схеме RD 1369.

Наиболее близким техническим решением, принятым за прототип, является способ получения пикрата калия, описанный в [А.Г. Горст. Химия и технология нитросоединений. М.: Оборонгиз, 1940, с.270], где указывается, что пикрат калия получается при добавлении углекислого калия к горячему раствору пикриновой кислоты по следующей схеме:

2C6H2(NO2)3OH+K2CO3→2C6H2(NO2)3OK+H2O+CO2

При этом нагревание до 100°C проводится до прекращения выделения угольной кислоты. При охлаждении раствора выкристаллизовывается пикрат калия.

Действующая нормативно-техническая документация на пикрат калия, а именно ТУ 3-75.10103-9-91, устанавливает перечень показателей, которым должен удовлетворять готовый продукт. Среди основных показателей следует указать следующие: цвет (желтый), содержание в продукте массовой доли калия (14,6±0,2%) и нерастворимых в воде примесей (0,0-0,1%), а также величина зерна получаемого продукта должна быть не более 110±20 мкм.

Способ, принятый за прототип, позволяет обеспечить максимальный выход готового продукта до 88% и получать продукт, удовлетворяющий требованиям ТУ 3-75.10103-9-91. Однако синтез пикрата калия по способу-прототипу проводится при высокой температуре (до 100°C), что требует применения специфического оборудования (обогреваемый реактор). Но с ростом температуры увеличивается растворимость пикрата калия в воде. Так, если при 15°C растворимость пикрата калия в 100 г воды составляет 0,0049 г, то при 100°C растворимость пикрата калия в 100 г воды возрастает до 7,14 г.

Поэтому, для снижения потерь готового продукта при охлаждении маточного раствора в способе-прототипе вводится дополнительная операция кристаллизации с использованием кристаллизатора.

Технической задачей изобретения является разработка способа получения пикрата калия, удовлетворяющего требованиям ТУ 3-75.10103-9-91 по цвету, содержанию массовой доли калия и нерастворимых в воде примесей, величине зерна получаемого продукта. При этом синтез должен проводиться при невысоких температурах и обеспечивать выход готового продукта до 95% с использованием минимального количества оборудования, что улучшит технологичность процесса.

Задача решается тем, что пикрат калия получают взаимодействием пикриновой кислоты с соединением калия, при этом пикриновую кислоту используют в качестве раствора в этиловом спирте при концентрации (5,5÷7,5) %, углекислый калий используют в качестве водного раствора при концентрации (9,0÷11,0) %, реагенты загружают при отношении массы раствора пикриновой кислоты к массе раствора углекислого калия от 3,0 до 5,5, а реакцию проводят в интервале температур (17÷40)°C. После получения продукт подвергают трехкратной промывкой водой и один раз спиртом.

Последовательность проведения операций в соответствии с заявляемым способом позволяет получать пикрат калия, удовлетворяющий требованиям ТУ 3-75.10103-9-91 по цвету, содержанию массовой доли калия и нерастворимых в воде примесей, величине зерна получаемого продукта. При этом синтез проводится при температурах до 40°C в обычном баке синтеза без подогрева, что улучшает технологичность процесса. Выход готового продукта составляет до 95%.

Сущность предлагаемого способа и достигнутые результаты могут быть пояснены примерами, представленными в таблице. Как следует из данных таблицы, способ-прототип обеспечивает получение пикрата калия (обр. 1) с удовлетворительными показателями по цвету, содержанию массовой доли калия и нерастворимых в воде примесей, величине зерна получаемого продукта с выходом готового продукта 88%. Выбранные режимы получения пикрата калия по предлагаемому способу без трехкратной промывки полученного продукта водой и один раз спиртом (обр. 10÷12) также обеспечивают получение продукта с требуемыми характеристиками, при этом выход готового продукта достигает 94%, что больше, чем у способа-прототипа. Применение трехкратной промывкой полученного продукта водой и один раз спиртом (обр. 13÷15) позволяет повысить выход готового продукта до 95% и снизить количество нерастворимых в воде примесей до минимальных значений.

Таким образом, разработан способ получения пикрата калия, позволяющий получать продукт с требуемыми показателями по цвету, содержанию массовой доли калия и нерастворимых в воде примесей, величине зерна получаемого продукта. Синтез по предлагаемому способу проводится при низких температурах в обычном баке синтеза, что не требует затрат на обогрев реакционной массы и на кристаллизацию продукта, а выход готового продукта составляет до 95%.

Таблица
Результаты анализа полученных образцов пикрата калия
№ образца Концентрация пикриновой кислоты в этиловом спирте, % Концентрация водного раствора углекислого калия, % Отношение массы раствора пикриновой кислоты к массе раствора углекислого калия Температура синтеза,°С Цвет Массовая доля калия, % Массовая доля нерастворимых в воде примесей, % Выход готового продукта, % Величина зерна готового продукта, мкм
1 - - - 95 желтый 14,5 0,03 88 100
2 5,4 11,0 4,0 30 желтый 14,4 0,16 - -
3 5,5 8,9 4,0 30 желтый 14,3 0,12 - -
4 7,6 10,0 4,0 30 желтый 14,4 0,13 - -
5 7,4 11.1 4,0 30 желтый 14,3 0,11 - -
6 5,5 9,0 2,9 30 желтый 14,4 0,12 - -
7 7,5 11,0 5,6 30 желтый 14,3 0,11 - -
8 6,5 10,0 4,0 16 желто-коричневый 14,2 0,21 - -
9 6,5 10,0 4,0 41 желтый 14,3 0,11 -
10 5,5 11,0 3,0 17 желтый 14,5 0,04 91 100
11 6,5 10,0 4,0 30 желтый 14,4 0,02 93 120
12 7,5 9,0 5,5 40 желтый 14,7 0,06 94 110
13 5,5 11,0 3,0 17 желтый 14,6 0,004 94 110
14 6,5 10,0 4,0 30 желтый 14,4 0,003 95 100
15 7,5 9,0 5,5 40 желтый 14,5 0,006 95 110

1. Способ получения пикрата калия путем взаимодействия пикриновой кислоты с углекислым калием, отличающийся тем, что пикриновую кислоту используют в качестве раствора в этиловом спирте при концентрации (5,5÷7,5)%, углекислый калий используют в качестве водного раствора при концентрации (9,0÷11,0)%, реагенты загружают при отношении массы раствора пикриновой кислоты к массе раствора углекислого калия от 3,0 до 5,5, а реакцию проводят в интервале температур (17÷40)°С.

2. Способ получения пикрата калия по п.1, отличающийся тем, что после получения продукт подвергают трехкратной промывке водой и один раз спиртом.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к улучшенному способу получения 1,3-диамино-5-нитробензола восстановлением 1,3,5-тринитробензола, который применяется для синтеза красителей, лекарственных препаратов и поликонденсационных смол.

Изобретение относится к способу удаления и регенерации смесей нитрующих кислот, прежде всего азотной кислоты, серной кислоты и оксида азота, из получаемых при нитровании нитруемых ароматических соединений после отделения нитрующей кислоты из сырых продуктов нитрования путем их кислой промывки многостадийным методом экстракционной обработки, предусматривающей перекрестноточную экстракционную обработку с последующей противоточной экстракционной обработкой.
Изобретение относится к способу получения 1,5-динитронафталина, в котором нафталин нитруют азотной кислотой в отсутствие серной кислоты при температуре от 30°С до 80°С, причем азотная кислота имеет концентрацию от 72 мас.%, до 87 мас.%, полученную реакционную смесь фильтруют при температуре от 5°С до 20°С и полученный твердый осадок промывают водой, а 1,5-динитронафталин выделяют из промытого осадка промывкой ацетоном.

Изобретение относится к способу получения 4-гидроксиламино-2,6-динитротолуола и 3,5-динитро-1-гидроксиламинобензола путем селективного каталитического восстановления водородом в среде органического растворителя одной из нитрогрупп в 2,4,6-тринитротолуоле или 1,3,5-тринитробензоле.

Изобретение относится к способу получения динитротолуола двухстадийным нитрованием толуола, в котором: а) на первой стадии толуол подвергают адиабатическому взаимодействию с нитрирующей кислотой, причем, по меньшей мере, 90% вступает в реакцию и максимум 70% используемого толуола превращается в динитротолуол, непосредственно после чего органическую фазу, содержащую мононитротолуол, и водную кислотную фазу, содержащую серную кислоту, разделяют, водную содержащую серную кислоту кислотную фазу концентрируют мгновенным упариванием со сбросом давления, а полученную при этом сконцентрированную серную кислоту возвращают в реакцию на первой стадии и/или в реакцию на второй стадии и/или на концентрирование на второй стадии; б) на второй стадии органическую фазу, содержащую мононитротолуол с первой стадии, подвергают изотермическому полному взаимодействию с нитрующей кислотой смесью, непосредственно после чего органическую фазу и водную кислотную фазу, содержащую серную кислоту, разделяют и водную содержащую серную кислоту кислотную фазу концентрируют упариванием в вакууме, а полученную при этом сконцентрированную серную кислоту возвращают в реакцию на первой стадии и/или на второй стадии реакции.
Изобретение относится к усовершенствованному способу выделения 4-нитротолуола, используемого в качестве сырья для получения красителей, высокопрочных волокон, толуилендиизоцианатов, новокаина и биологически активных веществ.
Изобретение относится к способу непрерывного получения мононитротолуолов путем взаимодействия толуола с азотной кислотой, серной кислотой и фосфорной кислотой в изотермических условиях реакции, отличающемуся тем, что в качестве компонента смеси кислот используют смесь серной и фосфорной кислот, состоящую из 45-80 вес.% серной кислоты, 9-45 вес.% фосфорной кислоты и 5-15 вес.% воды.

Изобретение относится к способу получения диарилацетиленов общей формулы , где R = арил; R1 = арил, взаимодействием оловоорганического соединения с арилиодидами, в среде органического растворителя, в присутствии катализатора - комплекса палладия (II), характеризующемуся тем, что в качестве оловоорганического соединения используют тетраалкинилиды олова, взаимодействие осуществляют при температуре 60-100°С
Изобретение относится к способу совместного получения ароматических изоцианатов и хлора

Изобретение относится к способу получения нитробензола, включающего газофазное нитрование бензола разбавленной азотной кислотой в присутствии гетерогенного катализатора, содержащего перфорированный ион-обменный полимер с концевыми сульфогруппами в количестве от 1,0 до 39% масс., и оксид кремния, прекурсором которого являются органические силикаты тетраэтилортосиликат, тетраметилортосиликат, тетрапропилортосиликат и тетрабутилортосиликат

Изобретение относится к технологии нитрования ароматических соединений, а именно к способу каталитического нитрования ароматических соединений азотной кислотой в аппарате колонного типа
Изобретение относится к способу непрерывного получения нитробензола посредством адиабатического нитрования бензола смесью серной кислоты и азотной кислоты, где реакционную смесь, полученную при нитровании нитробензола, разделяют на водную фазу и органическую фазу, из водной фазы испаряют воду и сконцентрированную серную кислоту, полученную при этом, в такой степени частично возвращают в нитрование и дополнительно серную кислоту концентрации больше 65% мас., в такой степени подают на нитрование, что сумма концентраций ионов металлов, образующих трудно растворимые сульфаты металлов, в реакционной зоне составляет меньше чем 900 мг/л, в расчете на объем водной фазы, содержащей серную кислоту. Надежный способ, в котором осаждение твердых веществ и связанная с этим опасность остановки, которая может привести, например, к выходу из строя контрольно-измерительных приборов, минимизирована. 4 з.п. ф-лы, 1 табл., 5 пр.

Изобретение относится к области химической технологии энергонасыщенных материалов, а именно к способам утилизации образующихся отходов производства бракованного и просроченного продукта, и предназначено для лабораторных методов разложения тринитротолуола. Способ уничтожения тринитротолуола заключается в воздействии на тринитротолуол в водной среде щелочными химическими реагентами - водными растворами сульфита натрия и гидроокиси натрия с концентрацией 5-20%, при весовом соотношении тринитротолуол:химический реагент, равном 1:3-30, и одновременном воздействии ультразвуковыми колебаниями с частотой не ниже 20 кГц и интенсивностью не менее 2,5 Вт/см2, при этом при начальной температуре 40-50°C нагрев осуществляют за счет поглощения энергии ультразвуковых колебаний до температуры 80-85°C. Изобретение обеспечивает полное разложение взрывчатого вещества, отсутствие токсичных органических продуктов и высокую скорость процесса. 9 ил., 1 табл.

Изобретение относится к области органической химии, конкретно к способу получения 5- и 6-нитро-1-(4-нитрофенил)-1,3,3-триметилинданов взаимодействием 1,1,3-триметил-3-фенилиндана с азотной кислотой. Согласно предлагаемому способу нитрование 1,1,3-триметил-3-фенилиндана проводят в присутствии катализатора - модифицированного аморфного мезопористого алюмосиликата (фторированного или сульфатированного). Реакцию осуществляют при 80-130°C и мольном соотношении фенилиндан:HNO3 = 1:6÷14 в течение 8 ч в присутствии 2-4 мас.% (в расчете на реакционную смесь) катализатора. Данный способ позволяет отказаться от применения серной кислоты при нитровании, а также упростить и удешевить процесс. 1 ил., 2 табл., 26 пр.

Изобретение относится к области органической химии, конкретно к способу получения 5- и 6-нитро-1-(4-нитрофенил)-1,3,3-триметилинданов взаимодействием 1,1,3-триметил-3-фенилиндана с азотной кислотой. Согласно предлагаемому способу нитрование 1,1,3-триметил-3-фенилиндана проводят в присутствии катализатора - аморфного мезопористого алюмосиликата. Реакцию осуществляют при 100-130°C при мольном соотношении фенилиндан:HNO3=1:6÷14 в течение 8 ч в присутствии 2-4 мас.% (в расчете на реакционную смесь) катализатора. Данный способ позволяет отказаться от применения серной кислоты при нитровании, а также упростить и удешевить процесс. 1 ил., 1 табл., 10 пр.
Изобретение относится к способам выделения 4-нитротолуола из смесей нитротолуолов, конкретно к способу выделения 4-нитротолуола из смеси изомеров мононитротолуолов или из смеси нитротолуолов, содержащей до 20% динитротолуолов, методом вымораживания. Вымораживание проводят в среде серной кислоты с концентрацией 26-75,5%, предпочтительно 70%. Массовое соотношение мононитротолуола или смеси нитротолуолов к серной кислоте поддерживают в пределах 1:1-3, предпочтительно 1:2. Предлагаемый способ позволяет выделять 4-нитротолуол без применения органического растворителя с приемлемым выходом и высокой чистотой. 1 з.п. ф-лы, 1 табл., 1 пр.
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.
Наверх