173166. lajstromszámú szabadalom • Szenzibilizáló szereket tartalmazó robbanó kompoziciók
3 173166 4 rátot és salétromsavat tartalmazó oldatot valmilyen oxigént tartalmazó heterociklusos vegyülettel reagáltatunk. Salétromsav és ammónium-nitrát híg vizes oldatával például az etilénoxid reakcióba lép, etilénglikolt és etilénglikol-mononitrátot képezve. A reakcióelegy tartalmazhat más nitrát-sót, így nátrium-nitrátot és kalcium-nitrátot. Az EGMN-ot tartalmazó végtermékből adott esetben a tiszta EGMN extrahálható, de a végtermék felhasznáható közvetlenül megnövelt szenzibilitású szuszpenziószerű robbanó kompozíciók komponenseként. A találmányt közelebbről az alábbi példákkal világítjuk meg. A példákban a százalékos értékeket súlyában adjuk meg. 1. példa Etilénglikol-monohidrát (EGMN) előállítása 220 g ammónium-nitrátot, 40 g nátrium-nitrátot, 80 g 98%-os salétromsavat és 140 g vizet tartalmazó oldaton 1 mól (44 g) etilénoxidot buborékoltatunk keresztül, miközben az elegyet jeges vízzel hűtjük. A reakció exoterm, így a hőmérséklet az etilénoxid bevezetése során 8 °C-ról 20 °C-ra emelkedik. Az etilénoxid bevezetésének befejezése után a hőmérséklet gyorsan lecsökken, és a reakcióedényből etilénoxid nem távozik. Ez azt jelzi, hogy a reakció igen gyors. A képződött EGMN nem különül el az oldattól, még semlegesítés, és ammónium-nitrát és nátrium-nitrát keverékével végzett telítés után sem. A vizes oldatot így extraháljuk metilén-kloriddal, amikoris a kapott EGMN termelési hányada 30—35%. Ez a termelési hányad igen alacsony, és nem jellemző a reakcióra, azonban annak eredménye, hogy a termék a két fázis között - melyekkel tökéletesen elkeveredik - megoszlást szenved. Az elkülönített EGMN a vékonyréteg-kromatográfiás és gáz-folyadék kromatográfiás vizsgálatok szerint túlnyomórészt EGMN-ot, valamint kis mennyiségben etilénglikolt, etilénglikol-dinitrátot és dietilénglikolmononitrátot tartalmaz. 2. példa Etilénglikol-mononitrát (EGMN) előállítása más úton 500 g ammónium-nitrátot, 80 g nátrium-nitrátot, 160 g 98%-os salétromsavat és 280 g vizet tartalmazó oldatban etilénoxidot buborékoltatunk keresztül. Külső hűtés útján a reakcióhőmérsékletet 35 °C alatt tartjuk. Az etilénoxidot 1,2 Iiter/perc arányban vezetjük be az oldatba, ugyanakkor 57 perc leforgása alatt 160 g 98%-os salétromsavat csepegtetünk be. 57 perc alatt ugyanis 3 mól etilénoxid beadagolása megy végbe. Ezután az említett módon 6 mól etilénoxidot és 320 g 98%-os salétromsavat adagolunk a rendszerbe, majd a feleslegben levő salétromsav semlegesítésére újabb 4 mól etilénoxidot vezetünk be. Miután összesen 13 mól etilénoxid abszorbeálódott, tipikus esetben 2 ml 28%-os ammónium-hidroxid oldat (7=0,90) adagolására van szükség, hogy a kapott oldat pH értékét 7,0-ra állítsuk be. A reakciótermékek vizsgálata alapján megközelítően az alábbi összetétel állapítható meg: súly% ammónium-nitrát 24,1 nátrium-nitrát 3,9 víz 11,5 etilénglikol-mononitrát 51,4 etilénglikol 9,1 4-8. példák Félüzemi szakaszos gyártásban a 2. példában ismertetett módon az alábbi összetételű EGMN-oldatokat kapjuk. Az adatok súly%-ban értendők. A példa sorszáma 4 5 6 7 8 ammónium-nitrát 23,4 22,0 24,7 23,9 22,8 nátrium-nitrát 4,2 4,2 3,8 3,8 4,0 víz 12,8 15,7 11,9 11,5 15,3 EGMN1 54,2 51,3 54,7 55,8 52,4 etilénglikol 5,4 6,8 4,8 5,0 5,5 1 Etilénoxid és tömény salétromsav adagolása útján magasabb (70%) EGMN-koncentráció is elérhető. 9—11. példák EGMN folyamatos előállítása Folyamatos eljárás során állítunk elő EGMN-oldatokat. Három reakcióedényt sorba kapcsolunk, és így ezek egy keverő, egy nitráló és egy semlegesítő edény feladatát töltik be. Az edényeket ellátjuk keverő- és hűtőberendezésekkel, valamint adagoló- és ürítő nyílással. A keverőedényben elkészítünk 26—33 súlyrész ammónium-nitrátból, 46—52 súlyrész tömény 98%-os salétromsavból és 15—25 súlyrész vízből álló, savas kémhatású vizes oldatot. A kapott oldatot ezt követően szivattyú segítségével a nitrálóedénybe tápláljuk, ahol etilénoxid gőzével érintkeztetjük. A gőz és az oldat betáplálási arányát úgy választjuk meg, hogy a reakció hőmérséklete 30 °C és 60 °C közé essen. Ebben a hőmérséklettartományban ugyanis kisebb a melléktermékek, így például az etilénglikol és az etilénglikol-dinitrát képződésének az aránya. A nitrálási folyamat kívánt reakciótermékének összetétele 1-12 súly% salétromsav, 18—25 súly% ammónium-nitrát, 10—15 súly% víz, 2—8 súly% etilénglikol és 30—60 súly% EGMN. A nyers termék a nitrálóedényből folyamatosan átfolyik a semlegesítőedénybe, ahol egy gázelosztó berendezés folyamatosan ammóniagázt diszpergál a kevert reakcióelegyben. A pH-értékét itt 6,2 és 6,5 között tartjuk. E lépés során további 2—15 súly% ammónium-nitrát képződik a visszamaradt salétromsav és az ammóniagáz reakciója következtében- A semlegesítő reakcióedény ürítőnyílásán kifolyó termék a végtermék, melynek összetétele rendszerint 40-60 súly% EGMN, 2-8 súly% etilénglikol, 25-35 súly% ammónium-nitrát és 10—25 súly% víz. Az alábbi EGMN-oldatokat állítjuk elő a folyamatos eljárásban. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
