[發明專利]一種奧克托今生產工藝中熱解反應終點的在線檢測方法

有效

• 申請號: 201310367463.7
• 申請日: 2013-08-21
• 公開（公告）號: CN103439286A
• 公開（公告）日: 2013-12-11
• 發明（設計）人: 張皋;蔣忠亮;蘇鵬飛;胡嵐;溫曉燕
• 申請（專利權）人: 西安近代化學研究所
• 主分類號: G01N21/35
• 分類號: G01N21/35
• 代理公司: 西安恒泰知識產權代理事務所 61216
• 代理人: 李婷

技術領域

本發明屬于炸藥領域，涉及奧克托今，具體涉及一種奧克托今生產工藝中熱解反應終點的在線檢測方法。?

背景技術

奧克托今（縮寫為HMX）是當今綜合性能最好的炸藥，廣泛應用于混合炸藥、固體推進劑及宇航技術中，是目前武器裝備中用途最廣、用量最大的單質炸藥之一。確保單質HMX純度、品質、使用安全、快速檢測奧克托今中雜質含量及不穩定物質及其重要。?

尿素法合成HMX工藝具有低成本、高收率特點，具有廣闊的推廣應用前景，該工藝線目前的在線監控手段只是對溫度、壓力、真空度、轉速等過程參數進行監控，缺乏對生產過程中關鍵質量參數的實時在線監控，分析結果滯后，質量信息失真，不能準確、及時指導和優化生產工藝，導致產品質量不穩定，甚至出現質量事故和安全事故。因而，實時在線監控HMX合成生產全過程尤為迫切。?

尿素法合成HMX分為兩個步驟：第一步是由工業尿素經過硝硫混酸硝化、加熱降解重組、縮合得到二硝基五亞甲基四胺；第二步是由二硝基五亞甲基經過與硝酸和硝酸銨混合過程、硝化過程和熱解過程得到HMX。熱解反應過程是該工藝中關鍵的步驟，熱解過程主要是將不穩定的直鏈硝銨熱解掉，現有工藝對于熱解反應終點的確定主要依據工藝條件或者生產經驗，由于熱解過程原料是硝化反應的產物，不同批次硝化反應轉化程度差別較大，硝化?反應后體系組分含量比例差別大，且熱解反應規模不同，因此在同樣工藝條件下，熱解反應進度差別很大，反應終點難以準確判定，影響HMX的品質和生產安全。如果熱解反應時間不足，則影響單質HMX的純度，未經熱解的不安定直鏈硝銨的存在對于存儲和使用中潛伏著危險；如果熱解時間過長，則浪費能源，降低單質奧克托今收率。?

雖然利用液相色譜法通過檢測HMX純度可以判定熱解反應終點，但是該方法樣品處理過程復雜、操作繁瑣、耗時，不能及時提供產品質量信息，無法及時指導、優化生產工藝。因此，亟待對熱解反應過程進行監控，建立一種能夠快速、準確判定熱解反應終點的方法，確保單質HMX的品質與生產安全。?

近紅外光譜是由于分子振動的非諧性使分子振動從基態向高能級躍遷時產生的，主要反映的是含氫基團X-H（如C-H、N-H、O-H等）振動的倍頻和組合頻吸收。當一束近紅外光射穿過樣品時，如果被照射樣品的分子選擇性地吸收輻射光中某些頻率波段的光，則產生吸收光譜。分子吸收了光子后會改變自身的振動能態。近紅外光譜分析方法具有快速分析、無損、安全、高效等特點。?

發明內容

針對現有技術存在的缺陷與不足，本發明的目的是提供一種基于近紅外光譜技術的奧克托今生產工藝中熱解反應終點的在線檢測方法。?

為了實現上述技術任務，本發明采用如下技術方案予以實現：?

一種奧克托今生產工藝中熱解反應終點的在線檢測方法，該方法包括以下步驟：?

步驟一，采集樣品的近紅外光譜：?

取熱解反應體系中已知含有直鏈硝銨的樣品，取熱解反應體系中已知不含直鏈硝銨的樣品，采集已知含有直鏈硝銨的樣品的近紅外光譜，采集已知不含直鏈硝銨的樣品的近紅外光譜，記為原始光譜；?

步驟二，最佳建模區間的選擇：?

（1）選擇奧克托今的中紅外光譜中的特征峰，-CH₂-的伸縮振動譜峰V₁=3036cm^-1、V₂=2983cm^-1，-CH₂-的彎曲振動譜峰在V₃=1462cm^-1、V₄=1433cm^-1、V₅=1395cm^-1；?

（2）計算奧克托今的近紅外譜峰數據V_Nm，依據下述公式計算：?

V_Nm=a₁V₁+a₂V₂+a₃V₃+a₄V₄+a₅V₅

式中：V表示譜峰，a₁、a₂、a₃、a₄、a₅表示中紅外振動譜峰系數，屬于自然數；m表示近紅外譜峰個數，屬于正整數；?