Справочник по ВВ и пиросоставам--pirosprawka 2009 (536594), страница 23
Текст из файла (страница 23)
В Советском Союзе использовался также метод очистки тротила отосновного кол-ва маслянистых примесей последовательной промывкой тротила-сырца 70 и 45% сернойкислотой в кол-ве по 800 кг на 1000кг ТНТ. Плохо очищенный тротил содержит легкоплавкие примесидинитропроизводных и несимметричных изомеров (т.н. тротиловое масло), которые могут вытекать иззаряда при хранении, и послужить причиной отказов или возникновения опасных перегрузок при выстреле.Поэтому тротил, подлежащий продолжительному хранению должен быть обязательно очищен.
Тротилсырец и динитротолуол (обычно смесь разл. модификаций или тротиловое масло) иногда используют дляизготовления взрывчатых смесей, напр. аммонитов, очищенный от примесей динитротолуол - какпластификатор бездымного пороха. При медленном охлаждении расплава тринитротолуола – сырца,формируются крупные кристаллы достаточно чистого тротила, а тротиловое масло остается на поверхностикристаллов, что используется для очистки.
Тротиловое масло можно отделить выдержкой продукта при60°С в течение неск. часов, при этом легкоплавкие примеси выделяются на поверхности и стекают вниз вспециальную емкость.Также тринитротолуол может быть получен нитрованием толуола смесями нитрата калия (натрия,аммония) с конц. серной кислотой, однако в этом случае образуется большее количество изомеров чем прииспользовании серно-азотных смесей, и поэтому требуется тщательная очистка.1) Получение нитрованием толуола в 3 стадии:Для синтеза берут 20г толуола. Количество нитрующей смеси состава 65% серной кислоты, 10%азотной кислоты, 25% воды определяют из условия что азотной кислоты необходимо взять на 5-7% большетеоретического (в пересчете на получение мононитротолуола).
К помещенной в колбу кислотной смеси изкапельной воронки приливают толуол при постоянном помешивании. Приливание ведут таким образомчтобы температура смеси поднялась до 40-45°С, время слива 30мин. Затем в течение 30 мин температуруповышают до 50°С, выдерживают при этой температуре и перемешивании еще полчаса. Смесь охлаждают иотделяют верхний слой мононитротолуола. Выход 95-97%.Мононитротолуол, полученный на первой стадии приливают к кислотной смеси состава 75% сернойкислоты, 10% азотной кислоты, 15% воды.
Количество нитросмеси определяют из условия что азотнойкислоты необходимо взять на 15-20% больше теоретического. В колбу наливают кислотную смесь,нагревают ее на водяной бане до 30°С и при перемешивании приливают мононитротолуол таким образом,чтобы температура к концу смешения достигла 75°С. Время слива 45мин.
Т.к. теплоты реакциинедостаточно для указанного повышения температуры, одновременно осторожно нагревают водяную баню.После окончания слива мононитротолуола реакционную массу в течение получаса нагревают до 95°С,выдерживают 30мин, охлаждают до комнатной температуры и выливают в 5-ти кратный объем воды.Осадок отфильтровывают, промывают водой и сушат.
Выход динитротолуола 93-95% по МНТ.Динитротолуол, полученный на второй стадии добавляют к кислотной смеси состава 83% сернойкислоты, 17% азотной кислоты. Количество нитросмеси определяют из условия что азотной кислоты58необходимо взять на 100% больше теоретического. Смесь нагревают до 80°С и выдерживают приперемешивании до тех пор, пока температура смеси не начнет падать. Затем реакционную смесь в течениечаса нагревают до 110°С и дают часовую выдержку. По окончании, смесь охлаждают до 80°С и приработающей мешалке приливают по каплям 100мл воды, для выделения тротила из отработанной кислоты.Отделение продукта проводят в делительной воронке с подогревом. Расплавленный продукт выливают вчашку и взвешивают. Добавляют трехкратное по весу кол-во горячей воды и перемешивают при 90-92°С втечение 10 мин. Промывку повторяют несколько раз.
Выход 87-90% по ДНТ.Следует отметить, что для хорошей скорости реакции на стадиях получения МНТ и ДНТ необходимоинтенсивное перемешивание, т.к. нитрование идет, в основном, по поверхности производных толуола. Приполучении ТНТ из ДНТ на скорость реакции перемешивание влияет мало.Очистка: Тротил полученный в результате нитрования содержит примеси в кол-ве более 5% (несим.тринитротолуолы, динитротолуолы, продукты окисления и др.), которые придают продукту маслянистость.Используются следующие виды очистки:Перекристаллизация из спирта: В колбу с обратным холодильником загружают тротил и взятую в 3-5кратном избытке смесь 95% спирта и 5% толуола.
Смесь нагревают в водяной бане и кипятят до полногорастворения тротила. Раствор фильтруют (если в нем есть мех. примеси) и медленно охлаждают докомнатной температуре при перемешивании. Выделившиеся кристаллы отфильтровывают, дваждыпромывают небольшим кол-вом спирта и сушат.Перекристаллизация из 63% азотной кислоты: 1 ч тротила смешивают с 3 ч 63% азотной кислоты,нагревают суспензию до 65-70°С и при перемешивании выдерживают до полного растворения.
Затем даютмассе в течение получаса охладиться до 23-30°С. Кристаллы отфильтровывают, 2 раза промывают 63%азотной кислотой и холодной водой до нейтральной реакции на лакмус.Очистка расплавленного тротила сульфитом натрия Na2SO3: В колбу помещают тротил (отмытый откислот) и воду в соотношении 1:2 по весу, нагревают до 78-79°С и приливают 10% р-р сульфита натрия(0.1 моля на моль тротила) Время слива раствора сульфита 5-7мин.
Затем выдержка 15мин при 78-79°С.Тротил отделяют от маточника, помещают снова в воронку и промывают при интенсивном перемешивании3-мя порциями воды с температурой 79-80°С, 80-85°С и 85-90°С. Продукт сушат. Выход около 85% отисходного.2) Получение тринитротолуола в одной емкости из 70% азотной кислоты: К 3820 г 70%азотной кислоты постепенно в течение 2 часов добавляют 8404г 98% серной кислоты. Затем 1910 млнитросмеси наливают в отдельную емкость и эту емкость помещают в миску с холодной водой. Когда смесьохладится до 10-15°С, медленно добавляют 920г толуола в течение 4 часов при постоянном помешиваниии удерживании указанной температуры.
Продолжают перемешивание еще 2 часа. Затем добавляютоставшуюся кислоту и нагревают до 70°С и выдерживают при этой температуре и постоянном помешивании2 часа. Подогревают еще до 80°С и выдерживают еще 2 часа, смеси дают остыть до комнатной температурыи выливают в 5л холодной воды. Осадок отфильтровывают, промывают 2л холодной воды и отжимают. Дляочистки помещают 1.6кг 70% серной кислоты в стакан и добавляют тринитротолуол. Смесь перемешивают2 часа при комнатной температуре, отфильтровывают тринитротолуол, промывают его 2л холодной воды исушат.3) Получение тринитротолуола без использования серной кислоты: 920г толуола, смешиваютс 2700г 99% азотной кислоты и 3000г бензина, смесь помещают в колбу с обратным холодильником,полость холодильника заполнена снизу кусочками битого стекла, а сверху безводным сульфатом натрия.Смесь нагревают до 80°С (не допуская перегрева выше 85°С).
Приблизительно через 3 часа нижний слойазотной кислоты исчезнет нагрев прекращают и дают смеси остыть до комнатной температуры. Затемдобавляют 3000мл горячей воды и перемешивают в течение 2 часов. Выпавший в осадок тринитротолуолотфильтровывают, декантируют верхний слой бензина и испаряют его до 20% от первоначального объема.Смесь охлаждают, отфильтровывают тротил, объединяют его с первой порцией тротила, промывают 2л хол.воды и сушат. Очистка как и в методе 2). Метод основан на способности бензина образовывать с водойазеотропную смесь.Литература:1. T. Urbanski – Chemistry and Technology of Explosives Vol 1 – Pergamon Press. Oxford.
1964- P.265-3932. Encyclopedia of explosives and related items./ Basil T. Fedoroff & Oliver E. Sheffield. Vol 9 –Piccatiny Arsenal Dover, New Jersey, USA – 1980. T235-T298.3. Rudolf Meyer «Explosives», Fifth Edition. Wiley-VCH Verlag GmbH. (Electronic) 2002 p3394. Dobratz B.M. LLNL Explosives Handbook Properties of Chemical Explosives and Explosive Simulants–LLNL University of California, Livermore, California – (UCRL – 52997, 1985)5.
Jared B. Ledgard. The Preparatory manual of explosives. Washington. Second Edition p180-1856. Хмельницкий Л.И. Справочник по бризантным взрывчатым веществам Ч2 – М 1962 С 506.597. Энергетические конденсированные системы. Краткий энциклопедический словарь/ Под Ред.Б.П.Жукова. Изд 2-е исправл – М. Янус К. 2000 с. 5528. Орлова Е.Ю. и др. Руководство к лабораторному практикуму по получению нитросоединений.М. 1969 Стр. 753.5 2,4,6- Тринитроксилол, ксилил, ксилит, TNXЖелтоватое кристаллическое вещество почти нерастворимое в воде, спирте,CH3растворимое в ацетоне, бензоле, толуоле (0.5г на 100г растворителя прикомнатной температуре, 20.5г на 100г при температуре кипения),NO2хлороформе, HNO3 и т.п. Как и тротил, со спиртовыми р-рами щелочей O2Nобразует окрашенные соединения, по чувствительности близкие к азидусвинца.
В отличие от тротила не реагирует с газообразным аммиаком.Чувствителен к огню (легко загорается). По свойствам и чувствительностиCH3близок к тротилу, чуть больше чувств. к удару, но менее восприимчив кдетонации и уступает ему по мощности. Предельный инициирующий зарядNO2гремучей ртути для прессованного ксилила 0.62г, тогда как для тротила 0.38г.При нагревании до 100°С начинает возгоняться и при 150-170°С может бытьочищен сублимацией. Теплота образования -82.1кДж/кг, энтальпия образования -101.7кДж/кг. Теплотавзрыва 4.06 МДж/кг, по др.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
