[發明專利]一種黑索今的生產方法

無效

• 申請號: 201010557910.1
• 申請日: 2010-11-22
• 公開（公告）號: CN102010379A
• 公開（公告）日: 2011-04-13
• 發明（設計）人: 李永祥;鄭志花;徐春彥;王建龍;曹端林;王艷紅
• 申請（專利權）人: 中北大學
• 主分類號: C07D251/06
• 分類號: C07D251/06
• 代理公司: 太原華弈知識產權代理事務所 14108
• 代理人: 李毅

技術領域

本發明涉及黑索今的生產方法，特別是涉及一種利用直接硝解法生產黑索今的方法，具體地，本發明是對直接硝解法制備黑索今生產方法的改進。

背景技術

黑索今，化學名稱環三亞甲基三硝胺，簡稱RDX，1899年由亨寧在合成醫藥時制得。1921年赫爾茨首先確認它是一種有價值的炸藥，并成功地在低溫下用硝酸硝化烏洛托品制取。由于黑索今爆炸性能好，原料來源豐富，在炸藥領域內日顯重要。在第二次世界大戰期間以及戰后，許多國家對黑索今的生產方法進行了研究，目前黑索今已繼梯恩梯之后發展成為現代武器彈藥的主要裝藥之一。

目前工業上黑索今的生產方法主要采用直接硝解法和醋酸酐法。其中，直接硝解法是用濃硝酸直接硝解烏洛托品，反應式為：

(CH₂)₆N₄+4HNO₃-→(CH₂NNO₂)₃+NH₄NO₃+3CH₂O

此法為早期的方法，并一直沿用至今。實際上的硝解反應十分復雜，其生產過程包括：1.將原料烏洛托品粉碎、篩選并干燥；2.烏洛托品與硝酸在硝化機內進行硝解反應，然后在成熟機內進行補充反應并生成黑索今，硝解反應劇烈并大量放熱；3.以水稀釋硝化液，使其溫度升高，氧化不安定的副產物，析出黑索今結晶，并過濾；4.將過濾后的黑索今用水漂洗和煮洗，以除去殘留的酸；5.用蠟類等鈍化劑包覆藥粒表面，以降低其機械感度；6.真空干燥獲得合格成品。

醋酸酐法是采用烏洛托品與硝酸、硝酸銨、醋酸酐在醋酸介質中進行硝解反應制取黑索今，反應式為：

(CH₂)₆N₄+4HNO₃+2NH₄NO₃+6(CH₃CO)₂O-→2(CH₂NNO₂)₃+12CH₃COOH

醋酸酐法制造黑索今的工藝又可分兩步法和一步法兩種。兩步法是先以稀硝酸與烏洛托品反應生成烏洛托品的二硝酸鹽，分離、干燥后投入硝酸、硝酸銨、醋酸酐和醋酸的混合溶液中硝解生成黑索今。一步法則是將烏洛托品直接投入混合硝解劑中硝解制得黑索今。醋酸酐法的優越性是提高了黑索今的收率，其理論收率比直接硝解法提高一倍。但是用醋酸酐法生產黑索今時要采用大量的醋酸和醋酸酐，造成產品成本高，同時反應過程中會生成一定量的奧克托今，分離比較困難。與其他方法比較，醋酸酐法的甲醛利用率最佳，對于醋酸酐原料豐富、價格低廉的國家是比較經濟的方法。

直接硝解法的優點是不消耗醋酸酐，但不足之處是理論收率僅為醋酸酐法的50％，又要消耗大量的硝酸。盡管如此，國內外對于黑索今的直接硝解法制備工藝研究從未間斷過，在提高產品收率和改進生產工藝方面做了大量的工作。

我國硝酸比較豐富，因此目前僅有的幾條黑索今生產線均采用直接硝解法生產工藝，工藝設備和工藝條件為前蘇聯五、六十年代技術，幾十年來無大的變動，設備陳舊，工藝落后，收率僅為74％左右，年生產能力1萬噸左右，不到美國的二十分之一。同時，黑索今的生產成本很高，價格約為TNT的4倍以上。上述現狀已經嚴重阻礙了黑索今在我國武器能源中的廣泛應用，使我國不可能象國外那樣大量使用以黑索今為基礎的混合炸藥裝藥。為此，對黑索今直接硝解法生產工藝進行研究，優化工藝條件和設備，提高其收率，具有重大的現實意義。

發明內容

本發明的目的是對黑索今的直接硝解法生產工藝進行改進，通過改變原料的加料方式來提高產品的收率。

本發明在現有直接硝解法生產工藝的基礎上，通過改變原料的加料方式及原料細度，對制備黑索今的工藝進行了研究，發現當增加烏洛托品細度，以及采用兩點或多點加料法向反應體系中加入烏洛托品時，可以大幅度提高黑索今的收率。

現有直接硝解法制備黑索今的生產工藝是以重量比為1∶9～11的烏洛托品與濃硝酸為反應物料，在10～15℃條件下反應制備黑索今。本發明對現有生產工藝進行了改進，使用細度為60～80目的烏洛托品為反應物料，將其從不少于2個的加料口同時均勻加入盛有濃硝酸的裝置中與濃硝酸進行反應。

其中，將烏洛托品加入到濃硝酸中的時間應控制在12～15min。