[發(fā)明專利]一種硝基胍制備工藝

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210311021.6
• 申請(qǐng)日: 2012-08-28
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102827038A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-12-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳超;楊毅;金建平;盧栓倉(cāng);羅志龍;陳松;席偉;陳基;鄒高興;李萌;張亮
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西安近代化學(xué)研究所
• 主分類號(hào): C07C279/34
• 分類號(hào): C07C279/34;C07C277/08
• 代理公司: 西安恒泰知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所 61216
• 代理人: 李鄭建

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于火炸藥技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種采用硝酸法制備硝基胍的工藝，采用該工藝制備的硝基胍，一次結(jié)晶即可制得β晶型的合格產(chǎn)品。

背景技術(shù)

硝基胍是一種廣泛應(yīng)用于發(fā)射藥、推進(jìn)劑和炸藥的含能材料。同時(shí)，也作為產(chǎn)氣劑組分被廣泛地應(yīng)用到機(jī)動(dòng)車輛或飛行器的氣囊系統(tǒng)中。硝基胍的衍生物也被應(yīng)用到各個(gè)行業(yè)，如醫(yī)藥、農(nóng)藥等方面。

國(guó)內(nèi)硝基胍生產(chǎn)企業(yè)，利用硫酸法制備硝基胍，在生產(chǎn)過(guò)程要產(chǎn)生大量廢硫酸（每生產(chǎn)1噸硝基胍所產(chǎn)生約23噸質(zhì)量濃度為16%稀硫酸和10噸含硝基胍的廢水），對(duì)設(shè)備腐蝕嚴(yán)重，產(chǎn)生的質(zhì)量濃度為16%廢硫酸不易濃縮回收再利用，需要用石灰中和后排放，造成環(huán)境污染和資源浪費(fèi)。且硫酸法得到的α晶型硝基胍不滿足國(guó)軍標(biāo)使用要求，需用聚乙烯醇水溶液對(duì)粗品硝基胍進(jìn)行二次結(jié)晶，二次結(jié)晶中需采用噴霧造粒，才能得到合格硝基胍。二次結(jié)晶過(guò)程中產(chǎn)生大量的含硝基胍廢水，對(duì)環(huán)境構(gòu)成嚴(yán)重污染；二次結(jié)晶過(guò)程中增加了操作步驟，使用了聚乙烯醇水溶液，帶來(lái)了生產(chǎn)成本大幅增加；二次結(jié)晶過(guò)程中部分硝基胍溶解于聚乙烯醇水溶液中無(wú)法結(jié)晶析出，使結(jié)晶收率減少；同時(shí)增加了危險(xiǎn)性。

中國(guó)專利申請(qǐng)（公開(kāi)號(hào)：CN101497549A）中公開(kāi)了一種生產(chǎn)硝基胍的綠色工藝，該方法利用硝酸法制備硝基胍，但沒(méi)有控制結(jié)晶過(guò)程，所得硝基胍粗品不能滿足國(guó)軍標(biāo)要求，需進(jìn)行二次結(jié)晶精制。二次結(jié)晶中需采用聚乙烯醇水溶液二次結(jié)晶才能得到合格硝基胍。二次結(jié)晶過(guò)程中產(chǎn)生大量的含硝基胍廢水，對(duì)環(huán)境構(gòu)成嚴(yán)重污染；二次結(jié)晶過(guò)程中使用了聚乙烯醇水溶液，帶來(lái)了生產(chǎn)成本大幅增加；二次結(jié)晶過(guò)程中部分硝基胍溶解于聚乙烯醇水溶液中無(wú)法結(jié)晶析出，使結(jié)晶收率減少；同時(shí)增加了危險(xiǎn)性。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有制備硝基胍方法存在的缺陷或不足，本發(fā)明的目的在于，提供一種簡(jiǎn)單的采用硝酸法制備硝基胍的工藝，通過(guò)對(duì)硝基胍結(jié)晶過(guò)程、洗滌工藝條件的有效進(jìn)行控制，一次結(jié)晶得到合格的β晶型硝基胍產(chǎn)品。解決了現(xiàn)行工藝路線長(zhǎng)、二次結(jié)晶過(guò)程中產(chǎn)生大量廢水及污染等問(wèn)題。縮短了工藝路線、降低了生產(chǎn)成本，保證了產(chǎn)品質(zhì)量。

為了實(shí)現(xiàn)上述任務(wù)，本發(fā)明采取如下的技術(shù)解決方案：

一種硝基胍制備工藝，其特征在于，具體按下列步驟進(jìn)行：

1）制備硝基胍的原材料：質(zhì)量濃度為60%~98%的濃硝酸；粉狀硝酸胍；質(zhì)量濃度為30%的稀硝酸；質(zhì)量濃度為2%~5%的Na₂CO₃溶液；

2）硝基胍合成過(guò)程為：首先接通低溫浴槽電源，將溫度調(diào)節(jié)至10℃以下，將90ml質(zhì)量濃度為60%~98%的濃硝酸加入到250ml四口燒瓶中，啟動(dòng)數(shù)寫攪拌器，攪拌槳材質(zhì)為聚四氟乙烯，調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速至270rpm~350rpm，加入硝酸胍30g，控制加料速度以溫度小于等于15℃，加料完畢后將低溫浴槽溫度調(diào)至45℃，當(dāng)反應(yīng)液升溫至43℃開(kāi)始反應(yīng)，反應(yīng)時(shí)間為30min，通過(guò)低溫浴槽將硝基胍反應(yīng)液冷卻至-3℃～-7℃。

3）硝基胍控制結(jié)晶過(guò)程為：將硝基胍的反應(yīng)液滴加至360ml~450ml的濃度為20%～40%稀硝酸中，控制結(jié)晶體系溫度在-3℃～-7℃，控制滴加速度在0.5ml/min~5ml/min，對(duì)攪拌速度進(jìn)行控制，轉(zhuǎn)速維持在600rpm~800rpm左右。在滴加過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生硝基胍白色晶體。

4）硝基胍的反應(yīng)液滴加完成后，繼續(xù)以600rpm~800rpm速度攪拌，溫度在-3℃～-7℃，該過(guò)程稱為養(yǎng)晶，養(yǎng)晶時(shí)間為120min~240min。經(jīng)過(guò)120min~240min的養(yǎng)晶，過(guò)濾分離其中的廢酸，即可得到含酸硝基胍。

5）硝基胍洗滌過(guò)程為：將過(guò)濾分離得到的含酸硝基胍，加入250ml四口燒瓶中，用常溫下的自來(lái)水機(jī)械攪拌洗滌，通過(guò)進(jìn)水口加水135ml，攪拌時(shí)間為15min，攪拌轉(zhuǎn)速控制在900rpm~1200rpm，洗滌之后過(guò)濾分離，將過(guò)濾產(chǎn)物再次加入到250ml四口燒瓶中，以同樣的方式再次洗滌，其自來(lái)水機(jī)械攪拌洗滌共3遍。

第4次以同樣的洗滌方式，在自來(lái)水中加入質(zhì)量濃度為2%~5%的Na₂CO₃溶液洗1遍，洗滌之后進(jìn)行過(guò)濾分離，得到濕品硝基胍。

6）硝基胍干燥過(guò)程為：將洗滌得到的濕品硝基胍，放入表面皿用電子秤稱量，將烘箱溫度升至60℃，將盛有濕品硝基胍的表面皿置于烘箱內(nèi)，干燥時(shí)間6h，即可得到純度大于99%，酸度小于0.06%，粒度在4μm~6μm，滿足國(guó)軍標(biāo)要求的β晶型硝基胍產(chǎn)品。