Спосіб приготування сумішевої вибухової речовини та сумішева вибухова речовина, яка містить похідні гідразину, одержані цим способом

1. Спосіб одержання сумішевої вибухової речовини, що включає одержання вибухової речовини - триаміногуанідинію нітрату - гідразинолізом диціандіаміду (ДЦДА) у присутності солі неорганічної кислоти з виділенням цільового продукту, причому в процесі реакції одержують побічні речовини, який відрізняється тим, що побічними речовинами реакції є суміш азотнокислих або хлорнокислих солей похідних гідразину, для гідразинолізу використовують речовини складу А- гідразин або суміші гідразину з гідразин-гідратом, або гідразин-гідрату і води, гідразиноліз ведуть в присутності солей неорганічних 3 82308 4 гідразин-гідрату і води, гідразиноліз ведеться у присутності солей неорганічних кислот складу Ν2Η5Χ, де Χ=ΝΟ 3, СІО 4, при температурі 64-100°С протягом 3-5 годин при молярному співвідношенні n(N2H5X):n(Α):n(ДЦДА)=(0,1¸4,3):(2,5¸4,9):1,0 в [Десенко С.Н., Орлов В.Д. Азагетероциклы на водному чи спиртововодному розчині з наступним основе ароматических непредельных кетонов. частковим або повним видаленням розчинника Харьков. - 1998. - 148с.] упарюванням його при температурі 50-80°С. До недоліків вказаного способу можна віднесКрім того, поставлена задача досягається тим, ти складність подальшого виділення вільної оснощо вибухова речовина, містить похідні гідразину, ви з розчину її хлориду внаслідок високої розчинотримані згідно винаходу та відрізняється тим, що ності останнього, а також те, що одержана основа, продукт гідразинолізу ДЦДА у присутності солей тим більше - гідрохлорид, не володіють значною складу N2H5X містить похідні гідразину загальних енергоємністю. формул: Найближчим за технічною суттю та результа(H2NNH)2C=NNH2·аНХ (TAG·аНХ), том, що досягається, є спосіб отримання азотнокислого триаміногуанідинію (ΤΑΓΗ) дією гідразингідрату на дициандамід (ДЦДА) (гідразинолізом ДЦДА) за присутності нітрату гідразинію при температурі 85-90°С протягом 3,5 годин при молярному співвідношенні n(Ν2Η5ΝΟ3):n(Ν2Η4·H2Ο):n(ДЦДА)=1,25:3:1 в водN2H5X (X = NO 3-, СIO 4-) та речовини N2H4, ному розчині при перемішуванні з наступним видіN2H4·Н2О, Н2О, причому отримана сумішева ВР ленням цільового продукту фільтруванням. Отримістить, мас.%: мана сіль - ΤΑΓΉ - є індивідуальною бризантною TAG·аНХ - 0,5¸98,3 ВР, а також компонентом ТРП [Carignan І.Р., TR·aHX - 1,0¸95,0 Satriana D.R. Differential thermal analyses of G·HX - 0,1¸20,0 nitramines, amine salts and guanidine derivatives // J. N2H5X - 0,2¸50,0 Org. Chem. - 1967. - v.32, №2. - P.285-289]. Ν2Η4 - 0,1¸10,0 Недоліками способу є, по-перше, те, що отриΝ2Η4·Η2Ο - 0,1¸10,0 мується тільки нітрат траміногуанідинію, який має Н2О - 0,2¸15,0 значний від'ємний кисневий баланс (КБ=-33,5%); При взаємодії гідразину чи гідразин-гідрату з .по-друге використовується тільки основний продициандиамідом за присутності солі кислоти віддукт гідразинолізу (ви хід ΤΑΓΉ становить 87,5%), а буваються в загальному вигляді наступні процеси побічні речовини, які знаходяться в реакційній масі (наводяться на прикладі гідразин-гідрату): та можуть представляти цінність як енерговмістні речовини, виводяться з фільтратом; по-третє для гідразинолізу застосовують тільки гідразин-гідрат, а взаємодія відбувається тільки у водному розчині, що суттєво збільшує витрати енергії на концентрування продукту. В основу винаходу поставлена задача одержати сумішеву вибухову речовину (ВР) гідразинолізом циангуанідину за присутності аніонів кислот окислювачів (азотної та хлорної) таким шляхом, який передбачив би комплексне використання продуктів реакції гідразинолізу, та виключав би Після чого можливо прибавления кислоти НХ селективне видалення якогось одного продукту та протікання процесів: реакції, що автоматично включало б побічні продукти - відходи хімічної взаємодії, та отримання (4) TAG·aHX+bН Х®TAG·cHX+(b-c)H X при цьому сумішевих ВР, які мають підвищену енергоємність (тротиловий еквівалент (>1), неви(5) TR·aHX+bНХ®TR·dH X+(b-d)HX соку чутливість до механічних впливів, задовіль(6) N2H4·H2O+bHX®N2H5 X+(b-1)HX ний діапазон значень кисневого балансу (КБ). (7) N2H4+TR·aHX®N2H4·H X+TR·(1-a)HX Поставлена задача досягається тим, що відомий спосіб одержання вибухової речовини, що де а=0,1¸2,0; включає одержання вибухової речовини - триаміb=0,0¸3,0; ногуанідинію нітрату (похідної гідразину) - гідразис=1,0¸2,0; нолізом дициандиаміду (ДЦДА) у присутності солі d=0,7¸2,0; неорганічної кислоти з виділенням цільового проX = NO3-, СIO4-, причому a - всяке дійсне число дукту, причому в процесі реакції одержують побічні в вищезазначеному інтервалі, до того ж умови речовини, який відрізняється тим, що побічними гідразинолізу підібрані таким чином, щоб мінімізуречовинами реакції є суміш азотнокислих або хловати протікання процесу (3). В загальному випадку рнокислихсолей похідних гідразину, для гідразипри підвищенні температури реакції доля процесу нолізу використовують речовини складу А - гідра(1) зростає. зин або суміші гідразину з гідразин-гідратом, або 5 82308 6 Суттєвими відмінностями винаходу в порівньому охолодженні та перемішуванні доливають нянні з прототипом є: 130мл 69% НСIО4 так, щоб температура його не - використання, крім азотної кислоти, хлорної, перевищувала 50-70°С. Потім прибавляють 84г що приводить до збільшення енергоємності отриДЦЦА. Реакційну масу перемішують при темпераманих сумішевих ВР; турі 80-85°С протягом 2,5-3,5 годин. Потім із реак- розширення температурного діапазону гідраційної маси відігнали »500мл 80% 2-пропанолу, зинолізу та стехіометричного співвідношення реавміст Ν2Η4·H2Ο в якому, за даними титрування, гентів, що дозволяє змінювати співвідношення становить 3%. Із залишку після охолодження його компонентів сумішевої композиції та її КБ в значдо кімнатної температури випадає 90-100г твердої них межах; фази. Вміст N в отриманій сумішевій двохфазній - комплексне використання продуктів хімічної ВР становить 34,3±0,5% (масс.); питомий об'єм взаємодії, яке виключає селективне виділення газів при вибусі 926л/кг; вміст води 11%. того чи іншого продукту реакції та утворення побіПриклад 4. Одержання сумішевої ВР, яка місчних продуктів або рідких чи твердих відходів протить 34,8±0,5% зв'язаного азоту. цесу гідразинолізу ДЦДА; В реактор, устаткований трубками для вве- присутність в ряді сумішевих композицій води дення газу, мішалкою та зворотним холодильниабо водного розчину гідразин-гідрату придає ком, вміщують 105мл 85% гідразин-гідрату. Потім останнім малу чутливість до механічних впливів, при інтенсивному перемішуванні й зовнішньому більшу безпечність в роботі з ними. охолодженні холодною водою доливають 10мл Наведемо приклади виконання даного вина69% НСІО4 в 150мл метанолу. Потім охолодження ходу. знімають й добавляють 28г ДЦДА. Реакційну масу Приклад 1. Одержання триаміногуанідинію нагрівають до температури 60-65°С перемішуючи азотнокислого (прототип). протягом 0,5 годин, а потім без перемішування В 0,5л - реактор із мішалкою вміщують розчин протягом 3,5 годин в потоці азоту. Після цього су23,75г N2H5NO3 в 35мл 85% гідразин-гідрату. Потім міш охолоджують, прибавляють при зовнішньому прибавляють 16,8г диціандиаміду. Реакційну масу охолодженні 55мл 69% НСІО4. Реакційну масу нагрівають при перемішуванні протягом 3,5 годин впарюють під вакуумом при температурі 70-80°С. до 85-90°С. Потім прибавляють 110мл води. НаВміст Ν 2Η4·Н2Ο в відгоні (за данними титрування) грівання реакційної маси проводять до повного становить 6,2г. Залишок представляє собою нарозчинення твердої фази. Розчин потім охолопіврідку в'язку масу, яка при охолодженні до темджують до 0-5°С. Через деякий час продукт реакції ператури 5-10°С твердіє. Вміст зв'язаного азоту в відфільтровують, промивають льодяною водою та отриманій сумішевій ВР становить 34,8±0,5% висушують. Вихід 29,3г (87,5%). Тпл.=215-216°С. (масс.); питомий об'єм газів при вибусі 836л/кг; Знайдено, % N = 58,42; обраховано, % N = 58,68. вміст води 1-2%. Приклад 2. Одержання сумішевої вибухової Приклад 5. Одержання сумішевої вибухової речовини, яка містить 34,4±0,5% зв'язаного азоту. речовини, яка містить 50,5±0,5% зв'язаного азоту. В 1л - реактор із мішалкою та зворотним холоВ реактор із мішалкою, краплинною лійкою та дильником вміщують 100мл 75% гідразин-гідрату. зворотним холодильником вмішують 51мл 98% Потім прибавляють 88,4г Ν2Η5CIO4·0,5Η2Ο. Реакгідразин-гідрату, 26мл 97% N2H4. При перемішуційну масу нагрівають при перемішуванні до 30ванні прикапують 100мл 2-пропанолу, потім дода50°С до повного розчинення солі. Потім прибавють 71,3г N2H5NO3 та 42г ДЦДА. С уміш нагрівають ляють 42г ДЦДА. Реакційну масу нагрівають до до 82-86°С та при даній температурі витримують температури 89-95°С та витримують при цій темпротягом 3,5-4,0 годин, після чого охолоджують до пературі протягом 3-х годин. При цьому інтенсивно 0-10°С і при перемішуванні та зовнішньому охоловиділяється аміак. Реакційну масу охолоджують до дженні прикапують 48мл 70% ΗΝΟ3. Потім реак50-80°С й при цій температурі впарюють під вакуційну масу впарюють на роторному вакуумному умом 35-40мл рідини. Протягом наступних 24 говпарювачеві при 40-50°С, залишок охолоджують. дин із реакційної маси може випасти 20-40г тверОтримують сумішеву ВР, в якій вміст зв'язаного дої фази. Загальний вміст азоту в одержаній азоту становить 50,5±0,5% (масс.); питомий об'єм сумішевій ВР, яка містить рідку і тверду фазу, стагазів при вибусі »1030л/кг; вміст води 2%. новить 34,4±0,5%; питомий об'єм газів при вибусі Інші методики отримання виглядають аналогі940л/кг. чно. Умови отримання та склад одержаних суміПриклад 3. Одержання сумішевої вибухової шевих ВР наведені в таблиці 1. В таблиці 2 наверечовини, яка містить 34,0±0,5% зв'язаного азоту. дені деякі розраховані параметри отриманих В реактор із мішалкою та зворотним холодисумішевих ВР, які характеризують їх вибухову здальником вміщують 63мл безводного гідразину та тність. 147мл 85% гідразин-гідрату, розведеного в 400мл безводного 2-пропанолу. До розчину при зовніш 7 82308 8 9 Комп’ютерна в ерстка О. Гапоненко 82308 Підписне 10 Тираж 26 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601