Нитроглицерин: различия между версиями

Кислоты и [[глицерин]] должны быть очищены от примесей. Для обеспечения безопасности процесса и хорошего выхода по глицерину, кислотная смесь должна иметь малое содержание воды.

Процесс начинают со смешения олеума (или лабораторной 98 %-й серной кислоты) и [[Азотнокислые окислители|меланжа]]. Смешение кислот производят при охлаждении, для предотвращения термического разложения концентрированной азотной кислоты. Глицерин вносят из капельной воронки при интенсивном перемешивании и постоянном охлаждении колбы льдом (можно с добавлением пищевой соли). Контроль температуры осуществляют ртутным или электронным термометром. Процесс смешения кислот можно выразить в упрощенном виде следующей реакцией<ref>{{Cite web|url = http://www.chemfive.ru/news/nitrovanie_aromaticheskikh_soedinenij/2013-08-16-77|title = Нитрование ароматических соединений|author = Химия и химическая технология в жизни|work = |date = |publisher = }}</ref>:

Реакция равновесная с сильным смещением равновесия влево. Серная кислота необходима для связывания воды в прочные сольваты и для протонирования молекул азотной кислоты, с целью образования катионов нитрозония NO₂⁺. Положительный заряд делокализован по всем электронным орбиталям катиона, что обеспечивает его устойчивость.

Затем реакционную смесь кислот и глицерина выдерживают непродолжительное время, при охлаждении льдом. Жидкость расслаивается на два слоя. Нитроглицерин легче нитрующей смеси и всплывает в виде мутного слоя. Процесс этерификации проводят при температурах в районе 0˚С. При более низких температурах скорость процесса мала, при более высоких температурах процесс становится опасным и резко уменьшается выход продукта. Превышение температуры выше 25 °С грозит взрывом, поэтому синтез должен проводиться при строжайшем температурном контроле. Уравнение этерификации глицерина азотной кислотой в присутствии серной кислоты можно упрощенно записать следующим образом:

Температура воды должна быть 6—15 °C, объём - не менее, чем в 100—110 раз превосходить объём полученного НГЦ. Кислоты растворяются в воде, а нитроглицерин оседает на дно ёмкости в виде мутных капель бежевого цвета. Воду сливают и заменяют новой порцией холодной воды с добавлением небольшого количества соды (1—3 % по массе).

Окончательную промывку производят небольшим количеством содового раствора до нейтральной реакции водной фазы. Для получения максимально чистого нитроглицерина (например, для исследовательских целей) производят последнюю очистку промывкой водой, что позволяет отделить остатки соды и нитрата натрия. Недостатки лабораторного получения НГЦ во многом связанасвязаны с необходимостью использования большого объёма промывных вод, что резко снижает выход продукта из-за безвозвратных потерь НГЦ на растворимость в воде, на практике эти потери могут достигать 30—50 % от всего полученного продукта<ref name=":0">{{Cite web|url = http://www.chemfive.ru/news/utilizacija_otkhodov_proizvodstva_ngc/2014-09-28-358|title = Утилизация отходов производства НГЦ|author = |work = Химия и химическая технология в жизни|date = |publisher = }}</ref>.

В промышленности получают непрерывным нитрованием [[глицерин]]а нитрующей смесью в специальных инжекторах. Полученную смесь сразу разделяют в сепараторах (преимущественно системы Биацци<ref>{{Cite web|url = http://www.chemfive.ru/news/poluchenie_ngc_po_tekhnologii_biacci/2014-09-12-354|title = Получение НГЦ по технологии Биацци|author = |work = |date = |publisher = }}</ref>). После промывки нитроглицерин используют в виде водной эмульсии, что упрощает и делает более безопасным его транспортировку между цехами. В связи с возможной опасностью взрыва, НГЦ не хранят, а сразу перерабатывают в [[бездымный порох]] или [[взрывчатые вещества]].

БольшаяБольшую часть производственных помещений предприятия, производящего НГЦ, занимают цеха по очистке и переработке жидких стоков и других отходов производства. Наиболее перспективные технологии данного направления основаны на замкнутых циклах использования оборотных сред (промывная вода, отработанная кислотная смесь и др.)<ref name=":0" />.