Как сделать из глицерина нитроглицерин


Как сделать из глицерина нитроглицерин
Как сделать из глицерина нитроглицерин


Как сделать из глицерина нитроглицерин

   В прошлой нашей беседе мы познакомились со свойствами, сегодня рассмотрим общие положения технологии получения, выделения и очистки НГЦ.

   Стоит отметить, что НГЦ стал первым БВВ, в промышленности и народном хозяйстве. Это обусловлено доступностью, технологичностью и дешевизной его исходного сырья. На момент открытия в 40-х годах 19-го века, химическая промышленность еще не располагала современным оборудованием, легированными сталями, приемлемыми КИП (контрольно-измерительные приборы) и пр. Для изготовления же НГЦ исходным сырьем служили отходы мыловаренного производства, сернистый колчедан, (натриевая, калийная, реже кальциевая) и немного соды или извести. Позже стали применять небольшие количества дополнительных вроде камфары, оксида магния или ненасыщенных спиртов.

    Технология производства сводилась к нескольким этапам: получение серной кислоты, получение азотной кислоты, обезвоживание глицерина и собственно синтез и выделение. На современных предприятиях по производству НГЦ редко заморачиваются изготовлением кислот, их завозят готовыми. Глицерин так же, поступает с чистотой не ниже 95%. Поэтому остановимся подробнее на эволюции синтеза и очистки НГЦ.

   Впервые НГЦ был получен в обычной плоскодонной колбе при медленном добавлении глицерина к смеси кислот. Интенсивное перемешивание и охлаждение необходимы. Таким образом получали первые партии по 10-20 гр. для исследований данного вещества. Первое промышленное применение НГЦ на предприятии Нобеля в Швеции имело почти ту же технологию. Для синтеза использовали глиняные горшки, охлаждение достигалось благодаря большой емкости с холодной водой. Добавление глицерина производили из стаканчика на 100-300 мл. Емкость глиняного горшка составляла около 1-3 литров. Рабочий приливал глицерин к смеси кислот и непрерывно размешивал смесь стеклянной палочкой. Большое внимание отводилось вентиляции помещения. Периодически измерялась температура смеси. При превышении 20-22С смесь выливали в большой объем холодной воды с добавлением небольшого количества соды (позже для удешевления иногда использовали известь).

    Такой метод позволял одному рабочему за 5 часовую смену изготовить всего 1-2 литра НГЦ. Но, выбирать не приходилось, а высокая стоимость новой, высокоэффективной взрывчатки покрывала все затраты. Следует отметить, что еще в те времена было отмечено, что безопасность процесса и выход продукта зависят от избытка и качества кислот. Кислоты не должны содержать оксидов азота, глицерин должен быть максимально сухим (густым и с плотностью >1,25 гр./мл), а избыток нитрующей смеси не менее 2-3 раз по отношению к теоретически необходимому количеству. В промышленности изначально использовали смесь 1 : 3 по массе азотной и серной кислоты. Сегодня при производства используют смесь 1 : 4-5 по массе, и даже более. Что связано с разницей в стоимости азотной и серной кислот и в простоте регенерации серной кислоты.

   Хотелось бы отметить, что функция серной кислоты заключается в протонировании молекулы азотной кислоты для получения иона нитрозония и в связывании образующейся в ходе реакции воды. Вода получается в результате всех реакций этерификации, поэтому, в ходе синтеза НГЦ, количество воды растет по мере завершения реакции. Так же, вода может получаться при термическом распаде молекул азотной кислоты, протекании побочных реакций окисления глицерина и побочных продуктов азотной кислотой и оксидами азота, кроме того, вода приходит с глицерином (обычная влажность глицерина при изготовлении НГЦ 1-2%).

    При лабораторном получении НГЦ можно использовать глицерин марки “ХЧ” предварительно высушенный в эксикаторе над концентрированной серной кислотой. Для ускорения сушки следует нагреть глицерин на песочной бане до 100-110С и аккуратно поместить в эксикатор. Перед закрытием эксикатора следует выдержать около минуты, что бы от стакана с глицерином нагрелся воздух в эксикаторе. В ходе охлаждения воздуха в закрытом эксикаторе происходит его сжатие и возникает небольшой вакуум, который ускоряет сушку и дополнительно обеспечивает герметичность.

    Вернемся к технологиям 19-го века. Нитрующая смесь для получения любых нитроэфиров должна содержать минимум оксидов азота и азотистой кислоты. Для этого используют избыток концентрированной серной кислоты, смешение кислот производят при интенсивном охлаждении, так как, повышение температуры способствует разложению азотной кислоты. Полученную смесь вымешивают в реакторе при охлаждении некоторое время (1-5 минут в зависимости от герметичности реактора и количества кислотной смеси). Полученную смесь рекомендуется выдержать при 8-15С в течение не менее 12 часов. При этом происходит окончательный переход компонентов в нитрозилсерную кислоту (промежуточный комплекс при протонировании молекулы азотной кислоты). Кислотную смесь при всех методах синтеза НГЦ используют в холодном виде, чем холоднее, тем лучше, но не ниже + 3 – 4С.

    Следует отметить, что вышеупомянутая технология получения НГЦ “в ручную”, в горшочках была несколько усовершенствована Бутми и Фоше вскоре после начала промышленного производства НГЦ. Модернизация заключалась в предварительном приготовлении двойных смесей: глицерин + серная кислота и серна кислота + азотная кислота. Модернизация была направлена на снижение теплового выделения при собственно процессе глицерина. Большая часть тепла выделялась при образовании сернистого эфира глицерина и реакции азотной и серной кислот. При этом, побочные процессы и большая продолжительность процесса нивелировали преимущества этого метода и он к концу 19-го века вышел из употребления. Как говорится, точки над “и” расставила сама жизнь – количество несчастных случаев на заводах с применением технологии Бутми и Фоше было даже несколько больше, чем на заводах с использованием классической технологии.

   Более глубокое усовершенствование пережило аппаратное оформление процесса производства НГЦ. Но, об этом мы поговорим в


Источник: http://www.chemfive.ru/news/nitroglicerin_ch_2_proizvodstvo_nitroglicerina/2014-07-25-334



Как сделать из глицерина нитроглицерин

Как сделать из глицерина нитроглицерин

Как сделать из глицерина нитроглицерин

Как сделать из глицерина нитроглицерин

Как сделать из глицерина нитроглицерин

Как сделать из глицерина нитроглицерин

Как сделать из глицерина нитроглицерин

Как сделать из глицерина нитроглицерин

Похожие новости: