2.7 Химия и технология получения бризантных вв

По составу бризантные ВВ разделяются на две большие группы: индивидуальные вещества и взрывчатые смеси.

Первую группу составляют преимущественно органические вещества, содержащие одну или несколько групп NО₂. Различают: С-нитросоединения С–NО₂, N-нитросоединения (нитрамины) N–NO₂ и О-нитросоединения (нитраты спиртов) О–NО₂.

Вторую группу составляют взрывчатые смеси, содержащие и не содержащие ВВ. Смеси, как правило, составляют по принципу получения нулевого или близкого к нему кислородного баланса.

2.7.1 Технология получения основных ароматических

нитросоединений

Нитросоединения ароматического ряда имеют большое практическое значение, главным образом, в качестве ВВ, объем производства которых в настоящее время весьма значителен. Такое исключительное положение взрывчатых ароматических нитросоединений обусловлено их свойствами, а также относительной легкостью получения и доступностью сырья.

Ароматические полинитросоединения, как правило, мало чувствительны к механическим воздействиям, благодаря чему многие из них применяются для снаряжения артиллерийских боеприпасов, а некоторые даже бронебойных. Благодаря твердому агрегатному состоянию всех ароматических полинитросоединений, их можно применять в военных объектах с различными профилями заряда (например, с кумулятивными выемками) с целью повышения коэффициента использования мощности взрыва.

Исходными материалами для ВВ этого класса являются ароматические углеводороды, фенолы и нитрующие кислотные смеси.

Получение ароматических нитросоединений не представляет больших затруднений. Их получают нитрованием соответствующих соединений серно-азотной кислотной смесью, и технический продукт редко бывает чистым веществом. Обычно образуется совместно несколько изомеров, относительные количества которых зависят от условий нитрования и последующей обработки. Поэтому важное значение имеет изучение свойств всех изомеров полинитросоединений и разработка способов их разделения.

С накоплением нитрогрупп в молекуле взрывчатые свойства усиливаются. Ароматические тринитросоединения применяются непосредственно как ВВ. В ароматических тетра-, пента-, гексанитросоединениях нитрогруппы связаны менее прочно, вследствие чего эти соединения более реакционноспособны, менее стойки при высоких температурах, более чувствительны к механическим воздействиям и поэтому практического применения, как правило, не имеют.

Современный технологический процесс является системой со сложными внутренними связями.

Главной и вместе с тем наиболее опасной стадией синтеза ВВ класса нитросоединений является реакция нитрования. Поэтому технологическое оформление процесса нитрования должно обеспечивать его максимальную безопасность, производительность и эффективность. Одновременно должен быть выполнен еще ряд условий: предотвращение окислительных и других побочных реакций, использование аппаратов простой конструкции, связанных в компактные, легко управляемые установки. ВВ опасны только при определенных условиях. Задача технолога состоит в том, чтобы уметь предупредить возникновение таких условий на производстве, а для этого он должен четко представлять закономерности протекающих реакций и знать свойства веществ, с которыми работает.

Нитрование сопровождается выделением значительного количества теплоты вследствие экзотермичности протекающих при этом реакций: нитрования, гидратации и нередко окисления. Так как нитрование проводят при определенном температурном режиме, обусловленном свойствами участвующих в процессе веществ, то этот режим поддерживают, применяя в начале процесса охлаждение, а в конце – подогрев реакционной массы. Изменение температурного режима может вызвать разложение нитропродукта, которое часто кончается вспышкой или взрывом, что является следствием нарушения технологии и неумения вовремя определить причины скачкообразного подъема температуры. Таким образом, температурный режим является основным фактором управления процессом, обеспечивающим его безопасность.