- •Бийский технологический институт (филиал)
- •Р.Н. Питеркин, р.Ш. Просвирнин, е.А. Петров технология нитроэфиров и нитроэфирсодержащих промышленных вв
- •Содержание
- •Введение
- •Часть I. Нитроэфиры
- •1 Историческая справка о развитии промышленных способов производства нитроглицерина
- •2 Современные способы производства нитроэфиров
- •2.1 Оптимальные составы кислот и модули нитрации
- •2.2 Инжекторы для осуществления нитрационного
- •2.3 Холодильники для охлаждения эмульсии
- •2.4 Центробежные сепараторы для разделения эмульсии нитроэфир–отработанная кислота
- •2.5 Процесс и оборудование для стабилизации
- •2.6 Весовой дозатор-расходомер нитроэфиров
- •2.7 Насосы для транспортирования отработанных
- •2.8 Технологическая схема производства нитроэфиров в малогабаритном оборудовании
- •3 Вспомогательные стадии процесса производства нитроэфиров
- •3.1 Разложение нитротел в отработанных кислотах
- •3.2 Обезвреживание сточных вод производства
- •3.2.1 Адсорбционный способ обезвреживания
- •3.2.2 Автоклавный способ очистки сточных вод
- •3.2.3 Восстановление нитроэфиров
- •3.2.4 Электрохимический метод обезвреживания
- •3.2.5 Сверхкритическое водное окисление
- •3.3 Приборы для непрерывной оценки качества нитроэфиров
- •I, мA 0,1 % hno3 0,03 % hno3 0,01 % hno3
- •0,2 0,4 0,6 Содержание н2о, %
- •4 Свойства нитроэфиров
- •4.1 Физические свойства нитроэфиров
- •4.2 Взрывчатые свойства нитроэфиров
- •4.3 Поведение нитроэфиров в кислых средах
- •4.3.1 Стойкость кислых нгц, дндэг и их смеси
- •4.3.2 Стойкость кислых динитрата триэтиленгликоля, тринитрата нитроизобутилглицерина и динитрата
- •4.3.3 Влияние воды на стойкость кислых нитроэфиров
- •4.3.4 Влияние серной и азотной кислот
- •4.3.5 Влияние окислов азота
- •4.3.6 Стойкость нгц и дндэг с пониженной
- •4.3.7 Механизм разложения кислых нитроэфиров
- •4.3.8 Разложение нитроэфиров в отработанных
- •4.3.9 Разложение нитротел в слабых отработанных кислотах
- •4.4 Реакции нитроэфиров с основаниями
- •4.4.1 Гидролиз нитроглицерина
- •4.4.2 Гидролиз динитрата этиленгликоля (днэг)
- •4.4.3 Гидролиз динитрата диэтиленгликоля (дндэг)
- •4.5 Причины аварий на производствах нитроэфиров
- •Литература
- •Часть II. Нитроэфирсодержащие взрывчатые вещества
- •5 Технология производства нитроэфирсодержащих взрывчатых веществ
- •5.1 Современные направления развития
- •5.2 Разработка технологии и создание
- •Фаза подготовки компонентов
- •Фаза конечных операций
- •5.3 Автоматизация производства
- •5.4 Экологическая защита производства
- •5.4.1 Разработка эффективных методов
- •5.4.2 Технико-экономические показатели производства
- •6 Оптимизация и модернизация штатных рецептур нитроэфирсодержащих вв
- •6.1 Оптимизация угленита э-6
- •6.2 Исследование предохранительных свойств
- •6.3 Разработка и исследование угленита м – новой рецептуры вв V класса [15]
- •6.4 Модернизация детонита м
- •6.4.1 Разработка рецептуры модернизированного
- •6.4.2 Отработка технологии модернизированного
- •6.4.3 Промышленные испытания модернизированных детонитов [24]
- •7 Некоторые аспекты безопасности нитроэфирсодержащих вв
- •7.1 О химической стабильности и предельных сроках хранения нитроэфирсодержащих промышленных вв
- •7.2 О чувствительности нитроэфирсодержащих
- •7.3 О физической стабильности
- •Литература
- •Сокращения и обозначения
6.4.2 Отработка технологии модернизированного
детонита в производственных условиях
Лабораторные исследования взрывчатых характеристик мо-дернизированного детонита показали, что при замене части кристаллической селитры на гранулированную скорость детонации, детонационная восприимчивость и полнота химического превращения сохраняются при содержании гранул в составе до 40 % масс. С использованием полученного эффекта в производственных условиях были проведены сравнительные испытания патронов диаметром 32 мм штатной рецептуры и модернизированного детонита с 30 % масс. гранул селитры.
Составы готовились по номинальной рецептуре на одних и тех же партиях исходного сырья в идентичных технологических и климатических условиях с использованием измельченной селитры с Sуд=1100 см2/г.
Подготовка компонентов, смешение, патронирование и влагоизоляция патронов в экспериментальных мешках проводились по одинаковым технологическим режимам. Результаты исследований (таблица 6.23) показали, что по всем взрывчатым и детонационным характеристикам модернизированный детонит с использованием гранул превосходит штатное ВВ.
Таблица 6.23 – Взрывчатые характеристики штатного
и модернизированного детонитов
Характеристика ВВ |
100 % масс. кристаллов |
30 % масс. гранул |
Плотность, г/см3 |
1,22 |
1,25 |
Скорость детонации в бумажной облочке, м/с |
3955 |
4165 |
Передача детонации сухих патронов, см |
16 |
20 |
Эффективность, мм: – в воздушной среде; – под слоем песка массой 3,5 кг |
18,9 43,8 |
19,7 46,4 |
Нагрузка на двигатель формующего шнека, кВт |
0,7–0,9 |
0,7–0,9 |
Максимальная плотность патронирования, г/см3 |
1,28 |
1,35 |
Нагрузка на двигатель формующего шнека при максимальной плотности, кВт |
более 1,5 |
0,7–0,9 |
При отработке технологии отмечена лучшая сыпучесть модифицированного состава, что проявляется в отсутствии зависания массы в контейнере и комкования массы в смесителе, слеживания в контейнере-тележке при хранении. Работа автомата патронирования на модифицированной мешке, содержащей 30 % масс. гранулированной селитры, более стабильна, нет зависания массы на вибросите и в бункере возвратного шнека.
Диапазон регулирования плотности расширился с 1,26 до 1,35 г/см3 без повышения нагрузок на двигатель формующего шнека.
Дальнейшие исследования были направлены на оптимизацию рецептуры по плотности, дисперсности аммиачной селитры и марке алюминиевой пудры [23]. Результаты исследований приведены в таблице 6.24. Детонационные характеристики составов растут с увеличением плотности патронов и дисперсности аммиачной селитры. Лучшие результаты для модернизированного детонита достигаются с селитрой с Sуд не менее 1000 см2/г. Алюминиевая пудра марки 3Л более эффективна, чем 3Т.
Таблица 6.24 – Зависимость скорости детонации детонита от содержания гранул и дисперсности кристаллической селитры
Sуд селитры, см2/г |
Содержание гранул, % масс. |
ρ, г/см3 |
D, м/с |
Марка алюминиевой пудры |
800 |
0 |
1,20 |
3700 |
ПП-3Л |
900 |
0 |
1,23 |
3900 |
ПП-3Л |
1250 |
0 |
1,25 |
4200 |
ПП-3Л |
1250 |
0 |
1,23 |
4100 |
ПП-3Т |
750 |
30 |
1,32 |
4000 |
ПП-3Т |
850 |
30 |
1,25 |
3950 |
ПП-3Л |
950 |
30 |
1,28 |
4100 |
ПП-3Л |
1200 |
30 |
1,25 |
4500 |
ПП-3Л |
1200 |
30 |
1,25 |
4200 |
ПП-3Т |
В таблице 6.25 приведены результаты исследований модернизированного детонита от состава.
Таблица 6.25 – Характеристики опытных партий детонита
Номер образца |
Qвзр., ккал/кг |
ρ, г/см3 |
Dоткр/Dблок, м/с |
Эффективность откр/блок, мм |
М1 |
1211 |
1,25 |
4400/4600 |
18,5/47,8 |
М2 |
1450 |
1,25 |
4150/4300 |
15,7/46,3 |
М3 |
1382 |
1,35 |
4150/4270 |
16,7/46,3 |
Исследовались образцы с повышенным содержанием нитроэфиров – 12 % (М1), с повышенным содержанием алюминия – 12,7 % и содержанием нитроэфиров – 8 % (М2), повышенной плотностью состава – 1,35 г/см3 (М3).
Данные рецептуры имели примерно равную теплоту взрыва, готовились в идентичных производственных условиях с применением селитры с Sуд = 1200 см2/г. Скорость детонации и эффективность оценивались как для открытых патронов, так и размещенных в цементные блоки. Масса патронов 200 г, масса цементных блоков 3,5 кг.
Из результатов следует, что наиболее перспективной рецептурой является образец М1. Образцы М2 и М3 имеют характеристики не ниже модернизированного детонита. Это важно для исследований оптимизированного состава с целью повышения мощности и снижения затрат на производство детонита.