Способ сушки жидкого нитроэфира

Способ сушки жидкого нитроэфира

Реферат

Изобретение относится к способам сушки взрывчатых веществ, а именно к способам сушки жидкого нитроэфира, например нитроглицерина, которые могут быть использованы в технологии получения ракетных топлив, специальных взрывчатых веществ, фармацевтических препаратов.

Полученный путем нитрования жидкий нитроэфир содержит растворенные неорганические кислоты и органические побочные продукты, которые устраняются путем промывки нитроэфира водой или водно-щелочными растворами. После отделения от промывной воды в нитроэфире все-таки остается до 0,4% воды в растворенном или частично эмульгированном виде. Иногда при наличии в промывной воде примесей поверхностно-активных веществ (ПАВ) содержание эмульгированной воды может возрастать до 0,6-0,7%. При изготовлении ракетных топлив и ряда других изделий к нитроэфиру предъявляются жесткие требования, ограничивающие их влажность до 0,05%.

В технике известны способы сушки жидкого нитроэфира.

Известен способ и устройство сушки жидкого нитроэфира по патенту ФРГ №2057610, сущность которого заключается в продувании потока осушенного воздуха через слой нитроэфира. Устройство для сушки представляет собой резервуар, имеющий в нижней части по всему поперечному сечению фильтрующую пластину. Под эту пластину нагнетается воздух, который, проходя через поры, разбивается на мелкие пузырьки. Поднимаясь вверх, они увлекают капельки заэмульгированной влаги, которые собираются в виде водного слоя на поверхности нитроэфира и выводятся из резервуара. Содержание влаги в нитроэфире по данному патенту снижается от 0,6-0,8% до 0,2-0,4%, что делает способ недостаточно эффективным.

Кроме недостаточной эффективности данный способ сушки имеет другой серьезный недостаток - это высокие загрузки сушильного аппарата взрывоопасным веществом, что снижает безопасность процесса. При барботаже воздуха через слой жидкого нитроэфира невозможно существенно уменьшить слой взрывчатого вещества до величины, меньшей критического диаметра детонации, поскольку длина пути для прохождения воздуха через жидкий нитроэфир мала, чтобы эффективность сушки была достаточна. Например, для нитроглицерина критический диаметр равен 1,9 мм (Физика горения и взрыва, 1988 г., т.19, №4, стр. 127-130).

Известен способ сушки нитроглицерина по патенту Великобритании №897708, в котором предложено фильтровать влажный нитроглицерин или смесь его с динитратом этиленгликоля через слой мочевины. При этом удавалось снизить содержание влаги от 0,26 до 0,19%, что также делает данный способ сушки недостаточно эффективным. В этом патенте упоминалось об использовании и других осушителей: хлористый натрий, сахар, хлористый кальций, эффективность которых находится на том же уровне.

В лабораторной практике довольно успешно освобождают нитроглицерин от эмульгированной воды фильтрованием через бумажные фильтры, понижая его влажность до 0,1-0,2%.

Наиболее близким к заявляемому является способ сушки жидкого взрывчатого вещества по патенту ЧССР №223712, который заключается в том, что жидкое взрывчатое вещество сушат действием потока газа, например воздуха в тонком слое, образованном стекающим взрывчатым веществом по стенкам вертикально расположенного элемента (подложки) при температуре 15-180°С, при этом тонкий слой составляет 0,05-0,25 мм, а каждый вертикальный элемент снабжен турбулирующими поток взрывчатого вещества насадками.

Хотя в описании не уточнено, что используется в качестве вертикально расположенного элемента, но с высокой степенью достоверности можно предположить, что в качестве элемента в прототипе используют металлическую пластинку. Использование данного способа для сушки жидкого нитроэфира затруднено тем обстоятельством, что жидкий нитроэфир плохо смачивает поверхность металлов и формирование на них тонких слоев при сушке невозможно. Это вызывает необходимость увеличения времени сушки за счет увеличения длины плоского элемента и соответственно увеличения загрузки сушильной камеры взрывчатым веществом, что снижает производительность и безопасность процесса.

Технической задачей, решаемой предлагаемым изобретением, является создание высокоэффективного, безопасного и высокопроизводительного способа сушки жидкого нитроэфира.

Поставленная задача решается предлагаемым способом сушки жидкого нитроэфира, включающим обдувание потоком воздуха тонкого слоя, образованного стекающим жидким нитроэфиром по стенкам вертикально расположенного элемента. При этом в качестве вертикально расположенного элемента используют смачиваемое жидким нитроэфиром тканевое полотно, а тонкий слой обдувают потоком воздуха с температурой, при которой невозможно разложение жидкого нитроэфира.

В заявляемом способе сушки жидкого нитроэфира в качестве подложки, на которой формируется тонкий слой, используют тканевое полотно. Использование ткани при формировании тонких слоев позволяет осушать нитроэфир до влажности не выше 0,05%, применяя воздух даже без его предварительного нагрева. Поток воздуха обдувает тканевое полотно одновременно с двух сторон, а структура ткани обеспечивает турбулизацию потока нитроэфира и ускоряет диффузию влаги к поверхности раздела жидкость-воздух, что обуславливает высокую эффективность данного способа.

Сушка без нагрева воздуха до температур, при которых возможно разложение нитроэфира (60°С и выше) с переходом во взрыв, обеспечивает безопасность процесса, что особенно важно при работе с жидким нитроэфиром.

Обдувание воздухом обеих поверхностей тканевого полотна позволяет увеличить тонкий слой до 1,5 мм, т.к. ткань в отличие от металла пропитывается жидким нитроэфиром по всему объему, а каждая тканевая нить выполняет роль турбулизирующей насадки, а это существенно увеличивает производительность способа.

Наиболее подходящими для сушки жидкого нитроэфира являются полотна из синтетических тканей, например полиэфирные или поливинилхлоридные, которые способны легко впитывать и удерживать нитроэфир между волокнами.

Предлагаемый способ был опробован на лабораторной установке (см. чертеж).

Поток воздуха от компрессора проходит через реометр 1 для измерения его расхода, который регулируется пневмоклапаном 10, затем пропускается в склянках 2 и 3 через слои едкого кали и серной кислоты с целью его осушки. Осушенный воздух подогревается в подогревателе 4 до требуемой температуры, задаваемой с помощью трансформатора 5. Температура воздуха контролируется термометром 6. В качестве сушильной камеры используется стеклянный цилиндр 7, в который введена трубка для подачи осушенного воздуха и опущена полоска ткани 8. Влажный нитроэфир дозируется на ткань из воронки 9. Сухой нитроэфир собирается на дне сушильной камеры.

Изобретение иллюстрируется следующими примерами конкретного выполнения.

Пример 1.

Полотно-ткань по ТУ 17-04-08/2-458-94. Длина 13 см, ширина 3,7 см. Расход нитроглицерина 82 г/ч, расход воздуха 400 л/ч. Температура воздуха 50-54°С. Влажность нитроглицерина до сушки 0,36%, после сушки - 0,01%. Время пребывания нитроглицерина на полотне 5 минут, толщина слоя 0,9 мм.

Пример 2.

Полотно-ткань по ТУ 17-62-5969-78. Длина 12,8 см, ширина 3,8 см. Расход нитроглицерина 75 г/ч, расход воздуха 402 л/ч. Температура воздуха 22-24°С. Влажность нитроглицерина до сушки 0,4%, после сушки - 0,03%. Время пребывания нитроглицерина на полотне 7,5 минут, толщина слоя 1,2 мм.

Способ сушки жидкого нитроэфира, включающий обдувание потоком воздуха тонкого слоя, образованного стекающим жидким нитроэфиром по стенкам вертикально расположенного элемента, отличающийся тем, что в качестве вертикально расположенного элемента используют смачиваемое жидким нитроэфиром тканевое полотно, а тонкий слой обдувают потоком воздуха с температурой, при которой невозможно разложение жидкого нитроэфира.