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1、第4期 2002年火炸药学报19X溶剂结晶法直接制备HMX粒度分级产品11112曹端林,徐春彦,郑志花,轩春雷,陈树森(1.华北工学院化工系,山西太原 030051;2.北京理工大学,北京 100081)摘要:在丙酮2乙酸乙酯溶剂中,加入醋酐法生产的粗品A2HMX,根据结晶、转晶原理,通过控制适当的工艺条件和恰当的操作方式,使A2HMX全部转化为B2HMX,同时直接制备出A、C、D、F四个不同粒度级别的产品。关键词:丙酮2乙酸乙酯;A2HMX;转晶;粒度分级中图分类号:O724.4;O611.63;TQ560文献标识码
2、:A文章编号:100727812(2002)0420019204ThePreparingofSize-gradingproductsofHMXbyCrystallizinginSolventCAODuan-lin,XUChun-yan,ZHENGzhi-hua(NorthChinaInstituteofTechnology,Taiyuan030051,China)Abstract:TherawproductA2HMXobtainedbymeansofaceticanhydridemethodisaddedtothemi
3、xturesolventofacetoneandethylacetate.Accordingtotheprinciplesofcrystallizationandtransformation,andbypropercontrolovertechnologicalconditionsandoperatingmethods,A2HMXisthoroughlyturnedintoB2HMXwithfourdifferentgradesofA,C,DandF.Keywords:acetoneandethylacetate;A2
4、HMX;transformation;size-grading引 言到目前为止,各国生产HMX的方法仍以醋酐法为主,而醋酐法工艺改进研究重点集中在硝化工艺方面,取得了一定的效果,但对精制或转晶工艺的改进研究几乎未见报道。目前,现有粗品A2HMX的精制或转晶的方法有溶剂法,浓硝酸法和废酸转晶法,有机溶剂转晶法虽能得到晶型较好的产品,[1]但不能直接进行粒度分级或直接制备特殊粒度级别的产品,这是其缺点;浓硝酸转晶法可直接制备[2]HMX粒度分级产品,但晶型质量和得率较低;废酸转晶法尚在研究之中,该法需用废醋酸量大,转晶设
5、备容积要求大,一次性投资大。随着武器装备的发展,尤其在发射药和化学高能推进剂领域,HMX的粒度分级产品需求量不断增加,为此,开展有机溶剂直接将粗品A2HMX转化为B2HMX,并同时进行粒度分级,降低粒度分级产品的成本很有必要。工业化精制粗品A2HMX的方法一般是利用丙酮2乙酸乙酯2水三元混合液,其三者质量比依次为4∶3∶3,操作方式为一次性加料,转晶后的产品不符合美军标的任何一种粒度级别要求。本文在现有溶剂转晶工艺的基础上,根据溶液结晶、转晶原理,改变混合溶剂的质量比和加入的时间,调整粗品A2HMX的加料方式由原来的一
6、批加料变为多批加料,控制不同加料阶段的结晶、转晶工艺条件。经实验,探索出制备四种HMX粒度分级产品的优化工艺条件和加料操作方法,为工业化一条龙直接生产HMX粒度分级产品提供技术基础。1 实验设计1.1结晶及转晶原理结晶是从溶液中析出固体或晶体的物理过程,它与溶质在溶剂中的溶解度和结晶过程中的操作方式有关,溶液的过饱和度是结晶的主要动力。Ostwald根据溶解度平衡曲线与超溶解度平衡曲线原理,将结晶过程分为不平稳区、介稳区和稳定区三个区域,介稳区又可分为第一介稳区和第二介稳区。在第一介稳区,溶液不会自发成核,但若有晶种存
7、在,晶体会生长,在第二介稳区,溶液可自发成核。制备大晶粒HMX,可先将溶液控制在第二介稳区,使之产生一定数量的晶核做晶种或直接加入晶种,然后将溶液状态控制在第一介稳区,使晶核逐渐长大。在晶体长大的过程中,主要推动力是溶液的过X收稿日期:2002-01-08作者简介:曹端林(1963-),男,副教授,硕士,从事炸药合成与性能研究。©1994-2007ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.http://www.cnki.net20火炸
8、药学报2002年 饱和度$C,获得过饱和度的方法靠降温,蒸发溶剂和加入稀释剂等方法,制备不同粒度产品,采用控[3]制不同的过饱和度方法来实现。转晶与结晶不同,但通过结晶也能达到转晶的目的。一个物质因晶体排列不同,可能存在多种晶型,HMX存在四种不同的晶型,只有B型是稳定的。一般认为,在一定的温度与压力条件下,不稳定的晶型有向稳定的
