Вы вошли как ГостьПриветствую Вас, Гость
Главная » 2014 » Сентябрь » 27 » Инжекторный метод получения НГЦ
23:53
Инжекторный метод получения НГЦ

  

   Мы уже достаточно подробно познакомились с различными технологиями получения НГЦ, пришло время разобрать последний, наиболее совершенный на сегодняшний день метод промышленного получения НГЦ.

   После ВМВ промышленность получила новый толчок в развитии, отработанные в ходе войны технологии производства и переработки различных ВВ стали массово внедрять за счет освободившихся средств. Промышленность стала качественно развиваться в направлении производительности, безопасности, экономической целесообразности. Старые методы синтеза нитроглицерина уже мало кого устраивали. Слабым методом технологии Биацци оставался синтез НГЦ в аппарате с мешалкой. Длительный контакт продукта с ОКС не способствовал, ни повышению безопасности, ни производительности, ни высокому выходу продукта. Следует отметить, что в послевоенный период себестоимость электроэнергии снизилась, а уровень качества и производительно КИП значительно возрос. Быстродействие полупроводниковой автоматики увеличилось в десятки раз относительно ламповых приборов 1930-х годов (с 3-12 секунд до десятых долей секунд, для приборов конца 1950-х годов).

    На фоне этих предпосылок сотрудники различных научных учреждений мира несколько лет интенсивно и плодотворно трудились в направлении качественного развития методов получения НГЦ. Были предложены методы нитрации в тонком слое на поверхности вращающегося диска или в тонком канале теплообменника. Наиболее совершенным оказался метод предложенный сотрудниками фирмы “Нитроглицерин актиболагет” Нильсеном и Бруннбергом (в 1965 году). Их метод заключался в использования кавитационных (вихревых) эффектов смешения потоков в инжекторе.

    Инжектор представляет собой трубку, помещенную в трубу большего диаметра, около среза тонкой трубки внешняя труба сужается в форме сверхзвукового сопла Лаваля. При быстром истекании потока жидкости через тонкую трубку, среда из внешней трубки через тонкий зазор увлекается разряжением в поток и смешивается с жидкостью центральной трубки. Этот эффект связан с образующимся в диффузоре сверхзвукового сопла вакуумом.

    При инжекторном методе нитрования глицерина размер инжектора сопоставим с 1,5-2 литровой бутылкой из под минеральной моды. Прибор изготовлен из высококачественной легированной нержавеющей стали и отличается, как высочайшей точностью изготовления, так и чистотой обработки. По внутренней трубке под давлением в несколько атмосфер подается рабочая кислотная смесь, представляющая собой смесь отработанной КС и свежих компонентов (олеум и меланж). По внешней трубе подается глицерин, подогретый для снижения вязкости и повышения реакционной способности до 20-26*С. Кислотная смесь охлаждена до 6-10*С. Следует отметить, что при инжекторном методе производства НГЦ используют большой избыток КС, что связано с необходимостью создания достаточного разряжения для глицерина и повышения выхода продукта по глицерину. Так как, глицерин более чем в десять раз дороже азотной кислоты и в десятки раз дороже серной кислоты. Кроме того, при использовании большого количества КС, продукт оказывается эмульгирован в большом объеме жидкой среды, не поддерживающей детонацию, что резко повышает безопасность производства.

    Процесс нитрования длится менее секунды, за это время компоненты смешиваются, проходят инжектор и перетекая в теплообменник, отдают тепло реакции охлаждающей воде через стенку теплообменника. Из теплообменника смесь сразу поступает в центрифугу, где разделяется на ОКС и НГЦ. НГЦ сразу отводится из верхней центральной части центрифуги (по сути, сепаратор Биацци с вращающимся корпусом). Принцип действия центрифуги сильно напоминает работу сепаратора для разделения молока на сливки и обрат.

    Быстрое протекание реакции обеспечивается избытком КС и высокой температурой процесса (40-45*С). Безопасность процесса обеспечиваются малой продолжительностью контакта компонентов, разбавлением НГЦ большим количеством ОКС и быстродействием автоматики. В теплообменнике продукты реакции за доли секунды охлаждаются до -5 – +12*С. На схеме представлено упрощенное устройство инжекторной лини по производству НГЦ.

   Для повышения эффективности системы и облегчения работы инжектора, и КС и глицерин вытесняются из своих емкостей небольшим избыточным давлением воздуха. Подачу воздуха и компонентов к инжектору регулируют задвижки и перекрывающие краны с приводами от электрических реле. Все системы управляются автоматикой. Следует отметить, что задвижки на линии подачи КС и воды “нормально открытые”, на линии подачи глицерина “нормально закрытые”. Иначе говоря, если отключат электроэнергию или произойдет другой сбой, нарушивший электроснабжение и/или вырубивший автоматику, пружины в задвижках перекроют подачу глицерина и оставят открытыми воду и КС. Холодная КС охладит и промоет систему.

    Аналогично осуществляется качественная регулировка процесса. точные датчики и эффективный микропроцессор следят за температурой, как только температура достигает 45*С происходит уменьшение подачи глицерина в инжектор, процесс утихает и температура падает за счет низкой температуры КС. Аналогично поднимают температуру при достижении 39*С и ниже.

    После отделения в сепараторе, глицерин сразу разбавляют холодной водой и инжектируют в цех стабилизации. Дальше вплоть до окончательной стабилизации продукта, работают в основном с водными эмульсиями НГЦ, в целях безопасности.

Стабилизацию производят в трех непрерывно действующих колоннах, представленных на рисунке.

    В первой колонне продукт промывают водой комнатной температуры (25-28*С), что необходимо для усиления кинетики процесса за счет теплового движения. Вторая промывка осуществляется 5% содовым раствором. Третья промывка холодной водой (10-17*С) призвана удалить солевые продукты промывки содой и окончательно стабилизировать НГЦ. Для ускорения промывки часто используют анилин или аммиак, которые добавляют в содовый раствор и холодную воду.

    Между колоннами эмульсии разделяют в сепараторах Биацци. Полное время стабилизации в трех колоннах и сепараторах составляет около 20 минут. После стабилизации НГЦ инжектируют водой в цех использования по назначению (если это производство баллиститов, кардитов или сферических порохов) или окончательно сепарируют от воды с добавлением стабилизаторов химической стойкости, после чего сразу смешивают с наполнителями (для получения промышленных БВВ).

    Мы вкратце рассмотрели все процессы получения НГЦ, остались лишь тонкости переработки отходов этого опасного, но, крайне необходимого производства.

Категория: Энергонасыщенные соединения | Просмотров: 1407 | Добавил: Chemadm | Теги: нитроглицерин, непрерывный синтез, производство БВВ | Рейтинг: 5.0/5
Всего комментариев: 0
Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
[ Регистрация | Вход ]