N-нитросоединения. Гексоген, октоген

Гексоген и октоген являются мощными бризантными ВВ. Свойства их приведены в табл. 6.4.

Таблица 6.4 - Свойства гексогена и октогена

Гексоген широко применяется для снаряжения боеприпасов в виде различных мощных бризантных составов (главным образом сплавы с тротилом Т/Г:50/50, Т/Г 20/80 и др.). Высокая воспри­имчивость гексогена к взрывному импульсу и малый критиче­ский диаметр детонации определили также целесообразность его применения в различных средствах инициирования.

Октоген находит применение в особо ответственных издели­ях, в которых требуются ВВ повышенной мощности.

Нитрамины ядовиты (ПДК гексогена 0,001 мг/л), поражают центральную нервную систему, головной мозг, вызывают мало­кровие.

Синтез соединений нитраминного строения (гексоген, окто­ген) имеет определенную специфику. Реакция нитрования про­ходит одновременно с реакцией деструкции молекулы исходного соединения уротропина и носит название реакции нитролиза:

В качестве нитрующего агента при получении гексогена исполь­зуется 98%-ная азотная кислота. Наличие серной кислоты недо- пустимо в связи с разложением при ее действии продуктов ре­акции, которое может вызвать нарушение режима нитролиза и привести к взрыву.

Нитролиз уротропина до гексогена проводится при 20-25°С в двух (основном и бу­ферном) последовательно ра­ботающих цилиндрических аппаратах, изготовленных из стали 12Х18Н1 ОТ (рис. 6.6).

 

 

Рис. 6.6. Аппарат нитролиза:

1- течка для подачи уротропина;

2- штуцер змеевика;

3- штуцердля ввода азотной кислоты;

4-штуцер для вывода реакционной массы;

5-змеевик;

6- система аварийного сброса;

7- мешалка;

8- клапаны аварийного сброса

Азотная кислота берется в 10-кратном по массе количестве от уротропина. Одновременно с гексогеном при нитролизе уротро­пина образуется большое количество нестойких побочных про­дуктов (около 30% уротропина идет на их образование).

Разрушение их производится при окислительной кристалли­зации, которая следует непосредственно после стадии нитролиза и заключается в разбавлении нитромассы кислой водой до кон­центрации 48-55% НКО₃ при температуре 64-75°С. При этом гексоген полностью выкристаллизовывается, а основная масса примесей окисляется. Происходит также стабилизация ОК. Опе­рация окислительной кристаллизации проводится в аппарате овальной формы, принципиальное устройство которого приве­дено на рис. 6.7.

Отфильтровьшание от ОК и ступенчатая промывка гексо-гена проводится на непрерывно работающих барабанных вакуум-фильтрах, основным элементом которых является вращающийся (0,125-2,75 об/мин) перфорированный обтя­нутый фильтровальным полотном барабан, разделенный на несколько секций различного функционального назначения (насасывающая, фильтрующая, секция регенерации полот­на). Барабан помещен в ванну, в которой находится суспен­зия гексогена. По мере вращения на барабан из ванны наса­сывается гексоген, далее орошается промывной водой, про­ходит стадию отфильтровывания влаги, срезается бронзо­вым ножом в виброприемник и влажные кристаллы идут на дальнейшую обработку.

Для окончательного удаления примесей и остаточной ки­слоты гексоген подвергают стабилизации, заключающейся в пропарке острым паром при температуре 90—95°С. От ста­билизированного гексогена на барабанном вакуум-фильтре отделяется вода и продукт поступает на сушку. Процесс сушки гексогена проводится в режиме «кипящего слоя» (сушилки КС).

На рис. 6.8 показано принципиальное устройство су­шилки (КС).

Сушилка имеет пять секций. В первых трех продукт вы­сушивается при 65~70°С до влажности 0,1%, в четвертой и пятой охлаждается до 35 - 40°С. Горячий воздух подается через штуцеры 7, проходит через распределительную ре­шетку, затем через находящийся на решетке гексоген, кото­рый при определенной скорости воздуха начинает «кипеть». Кристаллы гексогена «перетекают» из секции в секцию че­рез отверстия, сделанные в межсекционных перегородках. Пройдя все секции, сухой гексоген выводится через шту­цер 8.

Получение октогена проводится нитролизом уротропина в среде уксусной кислоты и в присутствии аммиачной селитры че­рез промежуточное соединение - динитропентаметилентетрамин (ДПТ):

В результате нитролиза образуется октоген, содержащий до 30% гексогена, от которого освобождаются перекристаллизаци­ей из ацетона.

Такие высокочувствительные к механическим воздействиям продукты, как ТЭН, гексоген, октоген, при необходимости под­вергаются флегматизации. Флегматизация заключается во вве­дении в продукт 2-6% какого-либо воскообразного вещества, которое значительно снижает чувствительность. Так, чувстви­тельность к удару флегма-газированного гексогена по стандарт­ной пробе составляет 30% взрывов, тогда как чистый гексоген имеет чувствительность 80%.