[發明專利]一種硝酸鎂輔助直接硝解法合成黑索今的方法

有效

• 申請號: 201310225756.1
• 申請日: 2013-06-05
• 公開（公告）號: CN103304497A
• 公開（公告）日: 2013-09-18
• 發明（設計）人: 齊秀芳;王明;魏麗程
• 申請（專利權）人: 西南科技大學
• 主分類號: C07D251/06
• 分類號: C07D251/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及的是一種硝酸鎂輔助直接硝解法合成黑索今的方法。

背景技術

黑索今(RDX)作為一種高能炸藥，具有威力大，猛度高，化學安定性好等優點，廣泛用于制造雷管、傳爆藥和導爆索。鈍化黑索今以及由黑索今制成的混合炸藥用于炮彈、航彈、火箭(導彈)戰斗部以及魚雷、水雷、地雷等爆炸威力大的炸藥裝藥，并在高能發射藥和推進劑中作為一種組分獲得了應用。隨著我國對軍事現代化建設的加強，對高能炸藥的需求量增加，因此RDX的需求大幅度增加。直接硝解法，即用濃硝酸直接硝解烏洛托品(HA)生成黑索今是工業生產黑索今的一個重要方法，其制造工藝簡單、原料來源豐富，被許多國家所采用。我國RDX生產線即采用直接硝解法，但是目前我國的直接硝解法RDX制備技術產率不高，已表現出很突出的非經濟性，制約著其應用和發展。

直接法工藝簡單，生產平穩、安全，原材料品種少，產品質量好，具有其存在的優勢。所以，面對軍用和民用對RDX的大量需求，對直接法的工藝進行改進研究是非常必要的。硝酸鎂可用作濃硝酸的脫水劑，工業上有用硝酸鎂制備高濃度硝酸的方法。本文在現有直接硝解法RDX生產工藝的基礎上，通過采取加入添加劑硝酸鎂并提高成熟期反應溫度，來改進反應工藝條件，使RDX產率提高；硝酸鎂可以進入硝酸鎂法硝酸回濃系統循環使用。利用硝酸鎂的脫水性質，將硝酸鎂加入烏洛托品硝解反應體系中，在一定程度上保持體系中硝酸在較高的濃度，增加硝酸的利用率，提高原料的轉化率，從而使RDX得率提高。硝酸鎂來源廣泛，可循環使用，從而可使RDX成本降低，并減少環境負擔。

直接硝解法采用立式硝化機、成熟機、結晶機及冷卻機串聯運行，各機均裝有攪拌及冷卻裝置。濃硝酸與烏洛托品按質量比12∶1連續加入硝化機，在14～18℃反應，平均停留20～40min。硝解液溢流至成熟機，在20℃左右停留15～30min以使反應完全。成熟機內硝化液溢流至結晶機，加水稀釋至硝酸濃度達40～45％，溫度升至70℃，以使硝解液中不安定副產物分解，RDX析晶。RDX在廢液中隨懸浮液溢流至冷卻機，降溫至30℃，隨后過濾。結晶機反應激烈，放熱量很大，需很好控制反應溫度，且應采用足夠的冷卻面積及有效的攪拌裝置。直接法工藝簡單，生產平穩、安全，原材料品種少，產品質量好，但得率低，原材料利用不理想，濃硝酸用量及廢酸處理量大，廢酸處理成為生產中的一大負擔。

硝酸鎂法采用硝酸鎂作硝解脫水劑。在硝酸銨存在下，將1個分子的烏洛托品用硝酸硝化成2個分子的RDX。它的硝解過程分為兩個階段：將烏洛托品和98％硝酸，在硝酸銨存在和35℃下，生成第一個分子RDX；第二階段：加入硝酸和硝酸鎂，于95℃下，使烏洛托品繼續硝解，并使甲醛和硝酸銨縮合反應，生成第二個分子RDX。沒有實現工業化。其存在的缺點表現為：反應過程加入了過量的硝酸銨，增加了廢酸處理負擔；第一階段反應溫度為35℃，第二階段反應溫度為95℃，反應溫度高，易使硝酸分解產生氮氧化物，也容易生成副產物，同時存在安全隱患。

參考文獻：

[1]軒春雷，直接法制備黑索今的工藝改進研究[D].太原：華北工學院，2003

發明內容

本發明所要解決的技術問題是針對現有技術的不足提供一種。

本發明的技術方案如下：

利用硝酸鎂的脫水性質，將Mg(NO₃)₂·6H₂O加入烏洛托品硝解反應體系中，可在一定程度上增加硝酸的利用率和原料的轉化率，提高RDX的收率。得出優化的工藝條件為：以發煙硝酸(95％)為硝化劑，六水硝酸鎂與烏洛托品的摩爾比為1∶2，成熟期反應溫度為30℃，成熟期反應時間為60min。

本發明為提高原料的利用率，提高后期反應過程中硝酸的濃度，本發明把硝酸鎂作為脫水劑加入硝解反應體系，提高得率；本發明中硝酸鎂的加入時間為烏洛托品加料完畢后，以提高第一硝化階段后硝酸的濃度；本發明硝酸鎂的加入量為：六水硝酸鎂與烏洛托品的摩爾比為1/2；硝酸鎂所含結晶水數有變化時，比例相應適當調整；本發明將第二階段(成熟期)反應溫度提高至30℃，提高得率；本發明第二反應階段為加入硝酸鎂后在30℃反應50～60min，以使反應接近完全。

該優化后工藝能提高RDX收率到80.6％，比原工藝提高8.6％。硝酸鎂來源廣泛，可循環使用，從而可使RDX成本降低，并減少環境負擔。

附圖說明

圖1為本發明技術路線圖。

具體實施方式

以下結合具體實施例，對本發明進行詳細說明。