硝酸硝解烏洛托品過程的熱安全性研究.pdf

1、黑索今是目前應用量最大、最重要的單質炸藥之一。作為高能炸藥，其威力大、猛度高、化學穩(wěn)定性較好，在制造導彈、傳爆藥和火箭推進劑方面得到了廣泛的應用。制備黑索今的方法有很多種，我國主要采用硝酸直接硝解烏洛托品工藝制備黑索今，硝酸直接硝解烏洛托品反應體系復雜，伴有巨大的放熱量。因此直接法制備黑索今生產工藝熱失控危險性高。本文采用冷卻失效情形法對熱失控危險度進行分級研究，評估反應的危險度等級，對化工生產具有重要意義。
　　本文首先利用反應

2、量熱儀在線監(jiān)測整個反應過程。研究結果表明，生產工藝條件下硝酸硝解烏洛托品反應過程摩爾放熱量為335.4 kJ·mol-1，硝化階段放熱量大，成熟階段放熱量很少，反應在硝化階段就已基本完成;適當降低硝化溫度和提高成熟溫度可以提高產品得率;硝化溫度為0℃時，摩爾放熱量最低，為325.5 kJ·mol-1;加料時間越短，放熱速率越大;成熟溫度越高，絕熱溫升越大。綜合經濟與安全因素考慮，硝化溫度為0℃，加料時間為20 min，成熟溫度為30℃為

3、最佳工藝。
　　利用差示掃描量熱-熱重分析(DSC-TG)對原料烏洛托品、產物黑索今，反應過程硝解液進行熱分解行為及熱分級動力學研究。得出反應原料和產物相對比較穩(wěn)定，熱分解溫度較高;硝解液中成份復雜，存在不安定副產物，體系熱穩(wěn)定性較差，硝解液DSC曲線上有3個明顯的吸熱峰和2個明顯的放熱峰。根據(jù)Flynn-Wall-Ozawa方程及Kissinger方程和不同升溫速率下的TG曲線計算，得到硝解液中2段熱失重的熱分解動力學參數(shù)活化能

4、和指前因子。Flynn-Wall-Ozawa方程計算其活化能分別為54.08kJ·mol-1、205.38 kJ·mol-1; Kissinger方程計算其活化能分別為50.83 kJ·mol-1、193.19kJ·mol-1，指前因子分別為5.01×106s-1、2.87×1019 s-1。
　　利用絕熱加速度量熱儀對反應過程的硝解液進行反應過程的熱行為研究。研究結果表明，硝解液有一段平緩的分解過程，該過程為硝酸和少量副產物的分