Вы вошли как ГостьПриветствую Вас, Гость
Главная » 2014 » Август » 29 » Промышленное производство НГЦ. ч. 4. Непрерывные производственные линии.
21:25
Промышленное производство НГЦ. ч. 4. Непрерывные производственные линии.

    В прошлых беседах мы рассмотрели периодические реакторы для получения НГЦ, используемые в 19-м веке и начале прошлого века. Явные недостатки данных методов приводили не только к низкой производительности промышленных технологических линий, но и к перерасходу сырья и частым несчастным случаям на производстве. В ходе первой мировой войны спрос на все энергонасыщенные соединения резко возрос. В ходе битвы на Марне во Франции, французская армия израсходовала только в ходе получасовой артиллерийской подготовки несколько десятков эшелонов мин и снарядов, содержащих свыше тысячи тонн БВВ. Мирные отрасли использования промышленных БВВ и порохов так же значительно повысили свой спрос.

    Качественная эволюция процесса производства НГЦ произошла в 1928 году в Чехословакии. Творческий коллектив инженеров под руководством А. Шмидта и К. Шмидта разработали и внедрили первую в мире производственную линию по непрерывной фабрикации НГЦ.

    Общая схема технологической линии Шмидта представлена на рисунке.

   В отличие от периодических технологий, Шмидт предложил осуществлять непрерывную подачу кислотной смеси и глицерина в реактор смешения, оснащенный пропеллерной мешалкой. Глицерин подается в подогретом виде в верхнюю часть реактора и смешивается с реакционной смесью, включающей так же, отработанную кислоту. Масса из реактора непрерывно сливается в сепаратор, где разделяется на отработанную кислотную смесь, направляемую на утилизацию и НГЦ, идущий на отмывку и стабилизацию. Отсутствие стадии отстаивания НГЦ и более мягкие условия нитрации снижают потери НГЦ на 2-4% относительно периодического метода. На порядки возрастает безопасность производства. При этом увеличивается расход КС (примерно в 1,5 – 2,5 раза).

   Устройство нитраторов системы Шмидта и более поздний вариант, выпускаемый фирмой “Майснер”, показаны на рисунке.

    Как и при периодическом методе, происходит охлаждение реакционной смеси водяным рассолом. Производительность реактора определяется площадью поверхности теплообмена. При остановке мешалки, повышении температуры и других нарушениях, происходит незамедлительное прекращение подачи глицерина, что вызывает угасание реакции и снижение температуры в реакторе. При устранении нарушения оператор производит ручной запуск подачи глицерина с пульта. Управление всем процессом осуществляется со щита, расположенного за обваловкой цеха нитрации.

    Максимальный объем НГЦ в нитраторе не превышает 35 кг, в сепараторе не более 20 кг. Производительность производственной линии по товарному НГЦ была около 100 кг/час для системы Шмидта. Более поздние варианты, усовершенствованные фирмой “Майснер” имеют производительность до 1200 кг/час.

    После нитратора полученный НГЦ содержит до 8 – 12% кислот по массе и до 1,5 – 2% динитрата глицерина. Для отделения этих примесей используют промывные колонны и сепараторы. В промывных колоннах осуществляется смешение и промывка НГЦ с водой или 2 – 5% содовым раствором, сепараторы служат для разделения промывных вод от НГЦ за счет центробежной силы.

    На рисунке представлены схемы сепараторов для промывки НГЦ.

    Работа сепараторов основана на движении потоков эмульсии вдоль перфорированных листов легированной стали. На каждом изгибе листа происходит следующий акт разделения за счет силы тяжести и кавитационых явлений в потоке. Конструкция аппарата исключает образование толстого слоя НГЦ на поверхности пластинок и застоя НГЦ в сепараторе. Даже в случае взрывного разложения НГЦ на поверхности пластинок, количество НГЦ в сепараторе невелико (10-20 кг) и он находится в виде тонких прослоек, разделенных слоем отработанной кислоты, что снижает разрушительное действие взрыва до 2-5 кг в ТНТ эквиваленте (по бризантности).

    Для снижения потерь НГЦ с промывными растворами, в ряде стран использовали промывку НГЦ в 2-3 колоннах вместо 5. Для сохранения эффективности использовали холодную воду и 5-ти % содовый раствор. В Германии накануне ВМВ была разработана технология промывки НГЦ в 5 колоннах, но, при использовании 3 порций промывных растворов (холодная вода, содовый раствор и теплая вода). Эти ухищрения позволяли снизить потери НГЦ с промывными водами (в виде раствора) с 4 – 5% до 2,5 – 3,2%.

    Вся технологическая линия содержит НГЦ только в виде эмульсий и растворов, что исключает детонацию полученного НГЦ как в реакторе-нитраторе, так и в других аппаратах. Относительно чистый НГЦ находится лишь в переливных патрубках после сепараторов, но, количество НГЦ в них невелико, а время пребывания отдельной порции исчисляется десятыми долями секунды. Эмульсии и растворы НГЦ при производстве по схеме фирмы “Майснер” не детонируют даже от КД№8. Для подстраховки современные варианты подобных производственных линий оснащаются аварийными чанами с холодной водой, в которые опорожняют аппараты при аварийной остановке линии и/или значительном повышении температуры.

    С 1930-х по 1950-е годы, данные методики были основными при промышленной фабрикации НГЦ.

    Сегодня производственные линии подобного типа еще иногда встречаются в странах третьего мира и на небольших предприятиях по выпуску промышленных БВВ. Хотя, новых заводов с таким оборудованием, насколько мне известно, нигде в мире не строится уже более 30-35 лет.

    В следующей серии мы поговорим о более совершенных технологиях непрерывного промышленного производства НГЦ.

Категория: Энергонасыщенные соединения | Просмотров: 1150 | Добавил: Chemadm | Теги: история НГЦ, БВВ, непрерывное производство | Рейтинг: 4.8/5
Всего комментариев: 0
Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
[ Регистрация | Вход ]