Отримання тетрилу із динітрохлорбензолу й метиламіну

Синтез тетрилу з динітрохлорбензолу відбувається за кілька стадій: отримання за 65 – 75⁰С динітрометиланіліну (t_пл = 176,7⁰С):

і нітрування динітрометиланіліну сірчано-азотною кислотною сумішшю:

Цей метод є менш небезпечним, чим попередній. Перевага його полягає в тому, що динітрохлорбензол є одночасно напівпродуктом для виробництва барвників. Другий вихідний продукт метиламін (газ при звичайних умовах), що застосовується або у вигляді солі (хлориду) або розчину у воді (розчинність при 40⁰С становить 42,5%).

Рис. 14. Технологічна схема нітрування ДНМА:

1 - вимірник 98% H₂SO₄; 2- апарат для розчину; 3- збірник сірчанокислого розчину ДНМА;

4 - вимірник сірчанокислого розчину ДНМА; 5 - вимірник кислотної суміші; 6 - основний нітратор; 7 - буферний нітратор; 8, 12 - баки для води; 9, 11 – вакуумні лійки; 10 - змішувачі;

13 - бак для содового розчину; 14 - збірник відпрацьованої кислоти.

Динітрометиланілін (ДНМА) (температура тверднення 170 – 172⁰С, вологість 10%), що надходить на нітрування до тетрилу,отримують за 65 – 70⁰С конденсацією динітрохлорбензолу з метиламіном у слабколужному розчині (NaOH).

Для безпечного нітрування ДНМА (рис. 14) його розчиняють у H₂SO₄ і подають одночасно з нітрувальною сумішшю в основний нітратор безперервної дії, у якому підтримують температуру 40⁰С (у буферному нітраторі температура становить 20⁰С). Із буферного нітратора реакційна суміш надходить по черзі у вакуумні фільтри 9, у центрі яких є розвантажувальні отвори, що закриваються зверху.

Відпрацьовану кислоту віджимають, а тетрил через центральний отвір змивають водою в один зі змішувачів 10 (з мішалками й конічним дном). Тут осад розмішують із водою і суспензію зливають у дві вакуумні лійки 11, де віджимають воду, осад промивають розчином соди, потім водою і направляють на перекристалізацію (рис. 13).

Техніка безпеки: тетрил більш отрутний, ніж тротил. Під час роботи з ним необхідна особлива обережність. Виробництво тетрилу – дуже небезпечний процес. Нітрування сульфату диметиланіліну супроводжується значним тепловим ефектом. Температурний стрибок унаслідок припинення перемішування або охолодження звичайно закінчується викидом маси з нітратора і займанням. Не можна прискорювати злив компонентів у нітратор, щоб збільшення температури не перевищувало припустимої межі. Необхідно строго дотримувати співвідношення між подаваними в нітратор компонентами. У разі збільшення температури вище встановленої необхідно негайно припинити злив компонентів і підсилити охолодження. Якщо температура продовжує підвищуватися – уміст нітратора необхідно скинути в аварійний чан, заповнений водою. Необхідна якісна виробнича вентиляція (оксиди азоту, випари диметиланіліну). Тетрил - сирець (неочищений) – продукт малостійкий, у зв'язку з цим доводиться періодично зупиняти безперервно працюючі системи для промивання й очищення апаратів. Процес кристалізації тетрилу так само небезпечний (ацетон запалюється і може утворити з повітрям вибухові суміші). Електроустаткування і обладнання – у пожежовибухобезпечному виконанні.

Властивості й застосування тетрилу: тетрил – кристалічна речовина білого кольору. Технічний продукт має ясно-жовтий колір, ρ=1730 кг/м³ ; t_пл=129,45⁰С (з розкладанням). Тетрил негігроскопічна речовина, дуже погано розчиняється у воді. Кращі розчинники – ацетон, дихлоретан і бензол. На метали не діє, але реагує з лугами й карбонатами натрію і калію. У результаті нагрівання тетрилу з розведеними розчинами лугів виходять пікрати:

C₆H₂(NO₂)₃N(CH₃)NO₂+2NaOH→NaNO₂+CH₃NH₂+C₆H₂(NO₂)₃ONa