CS232873B1 - Modifikujúca zložka zmesných trhavin - Google Patents

Abstract

Vynález sa týká použitia vedlejších produktov procesu 2-etylhexanolu oxoprooesom z propénu a syntézneho plynu ako modifikujúoej zložky zmesných trhavin. Vynález možu využil výrobcovia, resp. spotrebitelia priemyselných trhavin.

Description

Vynález sa týká použitia vedl’ajších produktov procesu výroby 2-etylhexanolu oxosyntézou ako modifikujúoej zložky zmesných trhavin·

Význam zmesných trhavin stále rastie· Najrozšírenejším donórom kyslíka v nich je dusičnan amónny, a tak najrozširenejŠími zmesnými trhavinami sú amonoliadkové trhaviny, pozostáva júoe z* dvoch hlavných skupin:

Z. zmesi dusičnanu amonného s palivom;

II. zmesi, obsahujúce dusičnan amónny, vodu s přísadou plastifikátóra alebo disperzantu, substanoiu výbušnéj povahy, alebo senzibilizátor.

f

Trhaviny prvej skupiny sa móžu vyrábať stabilnými technologickými zariadeniami, ale častéjšia je ich výroba priamo na mieste použitia, t.j. v mobilnýoh zmiešavacích zariadenia ch alebo priamo vo vrtoch. Dusičnan amónny sa zmiešava s palivom, ktorým móže byt’ široká paleta organiokých zlúčenín. Najčastejšie sa však aplikujú parafiny, vykurovaoie oleje alebo motorová nafta. Tieto zmesi majú přibližné nulovú kyslikovú bilanoiu, čo odpovedá obsahu £ hmot. dusičnanu amonného a 6 /é hmot. motorovéj nafty alebo vykurovaoieho oleja v trhavině. Uvedený obsah paliva zvýši hodnotu výbuchového tepla z 1470 kJ.kg pre dusičnan amonný až na 3738 kJ.kg , čomu je proporcionálně zvýšenie pracovnej schopnosti trhaviny oproti samotnému dusičnanu amonnému. Trhaviny tohto typu sú u nás

232 873 známe pod kódovým označením DAP, v zahraničí sú obdobné zmesi označované ANDK (NDR), ANC (v NSR), Igdanit (v ZSSR), ANFO alebo ANBA (v aié.o-americke j literatúre). Keň je palivom uhďný prach, kovový prášok, ap., tieto zmesi sa nazývá jú tiež nitrokarbonitráty a sú označované kódom NCN.

Amonoliadkové trhaviny druhej skupiny charakterizuje poměrně jednoduchá a nenáročná technologie výroby. U nás sú známe pod označením TPV (trhaviny plastifikovanó vodou); v USA a Kanadě sú pre kašovitú konzistenciu nazývané Slurry Explosives· V súčasnosti najúživanejšie rozdelenie trhavin uvedeného typu je podlá spdsobu senzibilizácie a to na:

a. Slurry Explosives” (SE), ktoré sú senzibilizované aditívom výbušnéj povahy (trinitrotoluón, hexogén, nitroestery, dusičnany alkanol- alebo alkylamínov, hydroxyalkylnitráty a pod.);

b. Slurry Blasting Agents (SBA), ktoré neobsahujú adi ^íva výbušnej povahy a sú senzibilizované nevýbušnými zložka mi, najčastejšie hliníkovým prachom (napr. sovietské Akvanaly) a/alebo inou substanciou (vykurovací olej, vláknitá celulóza, práškový polyvinylchloridový praoh, síra, parafín, hexametyléntetramín, polyoly, cukry a iné), respektive prevzdušňujúcimi přísadami (expandovaný perlit, skelná drt’ alebo duté páličky, korok, pěnový polystyrén, prilovaný dusičnan amonný a pod·), alebo substanciami, uvol*ňu júcimi plyn (peroxidy, dusitany, uhličitany, 1,5-endometylén-3,7-dinitró zo-1,3,5,7~tetraazacyklooktán a iné).

Pre zabránenie separácie zložiek trhavin typu TPV sú sú časťou kompozície gélotvorné substaneie (plastifikátory, zahustřovadlá), ako je guar-gum a jej alkylové deriváty, polyvi nylalkohol, sodné alebo amonné soli karboxymetylcelulózy, hydroxyetylcelulóza, polyakrylamid a iné. Týmito aditívami je súčasne garantovaná tekutost’ alebo plastičnosť příslušných kompozici!.

- 4 232 873

Novším druhom trhavin Slurry sú kompozici® typu eraulzia vody v oleji, kodovo v anglo—americkéj literatúře označovaná V/θ, alebo typu enxulzia oleja vo vo<le s kodovým označením 0/Ϊ· Tieto trhaviny sa oproti klasiokým zmesiam typu TPV vyznačujú nižším obsahom vody (teda vyššou pracovnou schopnosťou) pri zlepšenej tekutosti alebo plastičnosti·

Ioh fyzikálna stabilita je garantovaná disperzantai, ako sú soli mastnýoh kyselin (najmá kyselin steárovej alebo olejovej), estery mastnýoh kyselin (napr. dekaglyoerin dekaoleját, dekaglyoerin dekastearát), čiastočné esterifikovaná polyoly mastnými kyselinami (napr· monoetearát, monooleját, monopalmitan alebo tristearát sorbitu, mono- alebo diglyoeridy tuky-tvoria cích mastnýoh kyselin), áalej alkylarylsulfonáty, lecitin zo sojových bobov, kopolymér etylénoxidu s propylénoxidom a iné. V technickej praxi najzaúživanejšia je senzibilizácia trhavin typu V/0 alebo 0/V prevzdušňovadlami alebo plyn uvďňujúcimi aditivámi.

V trhavinách typu Slurry sa ako donory kyslíka niekedy aplikujú i dusičnan vápenatý (najma v kvapalných kompozioiach) alebo ohloristan sodný - druhý predovšetkým v aluminizováných kompozíoiaoh· Nízkými výrobnými nákladmi, vysokou bezpečnosťou výroby a manipulácie a možnosťou meohanizáoie trháoich práč sú však charakterizované výbušná zmesi predovšetkým na báze dusičnanu amonného· To je hlavným dčvodom, prečo v technickej praxi exploatáoia trhavin typu DAJP, TPV a teraz už i typov V/θ a O/tf vysoko převláda nad exploatáciou ostatných druhov priemyselnýoh trhavin· Analogický trend možno badat* aj v oblasti trhavin pre vojenské účely (aluainizované vodné gély dusičnanu amonného sú napr. laborované do niektorých druhov leteckých pum, trinitrotoluán je nahradzovaný výkonnějšími kvapalnými kompoziciami na báze vodných roztokov hydrazín nitrátu a pod·)·

232 873

Mnohé zo zložiek zmes ných. trhavin nachádza jú samotné čoraz významnéjáie a ekonomicky atraktivnějáie použitie v róznyoh odvetviach národného hospodářštva (napr· motorová nafta, vykurovacie oleje, etylénglykol a iné); na druhej stra ne sa však upúšťa od aplikáoie niektorých tradičných senzibilizátorov z toxikologiokých a/alebo bezpečnostných dóvodov (trinitrotoluén a nitroestery)· Takto vznikájúou medzeru je možné zaplnit* vhodnými, najma vedlajŠlmi produktami chemického priemyslu, ktorýoh dalšie chemické spracovanie je zatial’ príťažou. To plati aj o vedlajšlch produktoch z výroby 2-etyl hexanolu oxoprooesom z propénu, oxidu uhoTnatého a vodíka· Tieto produkty pozostávajú jednak z prednýoh podielov z rektif ikáoie surového 2-etylhexanolu, tvoriaoich bezfarebnú až nažltlú kvapalinu pozostávajúcu z 20 až 90 % hmotc zmesi n-butanolu s izobutanolmi, 5 až 30 % hmot· 2-etylhexanolu a 5 až 35 í hmot· zmesi dalších kyslíkatýoh a připadne uhlovodíkových organiokých zlúčenín. Potom z ťažkýoh podielov olejovítej konzistencie sú zmesou do 38 % hmot. 2-etylhexanolu, do 48 % hmot. dodecylalkoholu diolov do 1 Í» hmot.

aoetálov a zvyšok tvoria estery Οθ a C^-alkoholov s a/ale bo Cg-kyšalinami.

Z aspektu fyzikálno-chemických vlastnosti je uvedená zmes potenoiálnym flegmatizantom, plastifikátorom a/alebo palivom zmesnýoh trhavin, najmá trhavin na báze dusičnanu amonného. S prihliadnutím k obsahu vyšších alkoholov, resp. diolov, móže táto zmes súčasne figurovat’ ako senzibilizátor v kompozíoiach, vyznačených dobrou citlivosťou k iniciácii rozbuškou (senzibilizáoiu v tomto zmysle alifatickými alkoholmi 8 C Ϊ 12 pozři napr. Jap· pat. č. 78-47 509), dobrou patronovatelhosťou, dobrou fyzikálnou stabilitou a odolnosťou voči vodě. Vzhladom na to, že viacmocné alkoholy, ako napr. 1,6-hexándiól, aú aplikované aj ako antistatika trhavin typu DAP (napr. Jap. pat. č. 80-56 088), existuje potenciálna možnost* analogiokej aplikáoie aj vedlajšlch produktov

- 6 232 873 výroby 2-etylhexanolu, popřípadě upravenýoh tak, aby v niob převažoval diol

Podlá tohto vynálezu eú vedlajšie produkty procesu výroby 2-etylhexanolu oxoprooesom z propénu a syntézneho plynu použitelné ako modif ikujúoa zložka zmesný ob trhavin v množstve 0,5 až 20 % hmot·, s výhodou v množstve 5,55 &£ 15»00 % hmot. počítané na hmotnost* výslednáj kompozície.

Výhodou tohto vynálezu je technická a ekonomická dostupnost’ modifikátoru. Využitie v zmysle tohto vynálezu vedlajšíoh produktov výroby 2-e tylhexanolu oxoprooesom je príspevkom na zvýšenie ekonomiokej efektivnosti tejto výroby, súčasne je potenoiálnym zdrojom úspory ušlaohtilýoh výrobkov petroohemickýoh technologií vo výrobě zmesnýoh trhavin a v neposlednej miere umožňuje získat’ trhaviny s lepšími užitkovými vlastnosťami.

. Vedlajšie produkty z výroby 2-e tylhexanolu je možné na výrobu trhavin podía tohto vynálezu aplikovat’ v takej formě, v akej po odděleni plynných komponentov rezultujú z procesu alebo je možné fyzikálno-ohemiokými operáciami získat’ z nich frakcie, výhovujúce pre tú ktorú špeoiálnu aplikáoiu (napr. frakoia obohatená diolmi C_l2 pre antistatická úpravu kompozícii typu DA.P a pod.) ·

Trhaviny s obsahom vedl’ajších produktov výroby 2-e tylhexanolu sú aluminlzovatelhé. Xoh stabilitu fyzikálnu je možné zvýšit’ zaužívanými spósobmi: napr. pri kompozíoiaoh typu D1P je to aplikácia prilovanóho dusičnanu amonného a/alebo prídavok drevnej múčky a/alebo prídavok iného vhodného adsorbentu, pri trhavinách typu TPV je to potom aplikáoia vhodného gélotvoraého činidla.

Aplikácia v zmysle tohto vynálezu vedl’a j£ ich, zvlášť ťažkýoh prodúktov z výroby 2-etylhexanolu oxoprooesom z propénu a syntézneho plynu nebola dosial’ známa, je dokumentovaná nasledujúoimi prikladmi, ktoré však nijako nevylučuj ú možnú variabilitu spósobov aplikáoie.

- 7 Příklad 1

232 873 £ dispozici! sú vedl’ajšie ťažšie produkty procesu výroby 2-etylhexanolu oxoprooesom z propénu, oxidu uholhatého a vodíka, charakterizované nasledujúoimi kvalitatívnymi parametrami:

obsah hydroxy-skupin ($ hmot·) 12,28 obsah volaných aldéhydov (jt hmot·) 0 obsah vlazaných aldéhydov ($ hmot·) O brómové Síslo (g brómu na 100 g vzorky) 1,28 obsah vody (% hmot.) 0,078 měrná hmotnost’ pri 20 °C (g.om“^) 0,9019 index lomu (η^θ) 1,4530 číslo kyslosti (mg hydroxidu draselného) 1,10

Síslo zmydelnenia (mg hydroxidu draselného na 100 g vz) 14,46 bod vzplanutia (°C) 94 bod vznietenia (°C) 246 za sec trieda nebezpečnosti III spalné teplo (kJ.kg¹) 39 174,79

Ďalej je k dispozici! technický dusičnan amonný o obsahu 1 % hmot. vody. Z uvedených surovin je malxérovacím spdsobom za atmosferického tlaku připravená zmes pastovítej konzistencie o zložení: 84,15 % hmot. dusičnanu amonného,

0,85 % hmot. vody a 15,0 % hmot. vedl’ajšich ťažkýoh produktov výroby 2-etylhexanolu. Uvedená zmes je charakterizovaná tým! to údajmi:

kyslíková bilancia -32,0 $ výbuchové teplo max. (kJ.kg“¹) 3 860 výbuchové teplo (kJ.kg~^) pre nábojová mernú hmostnosť 1000 kg.m^ 3 240 úplná ideálna práoa výbuchu (kJ.kg”¹) 2 970

232 873 objem povýbuchovýoh splodín (l.kg“¹) 970 detonačná rýchlosť (km.s“¹) 2,8 - 3,0

Uvedená zmes je vhodná na aplikáclu predovšetkým ako · medziprodukt pri výrobě zmesných trhavin.

Příklad 2

Zo surovin a postupom ako v přiklade 1 sa připravuje sypká zmes nasledujúceho zloženia; 93,4 % hmot. dusičnanu amonného, 0,9 % hmot, vody a 5,7 hmot. vedTajších produktov výroby 2-etylhexanolu. Tútó zmes charakterizujú údaje:

kyslíková bilancia + 5 $ výbuchové teplo max. (kJ.kg¹) 3708 výbuchové teplo (kJ.kg”¹) pře nábojovú memú hmotnost’ 1000 kg.m“^ 3 395 úplná ideálna práca výbuchu (kJ.kg“¹) 3 055 objem povýbuchovýoh splodín (l.kg”¹) 980 detonačná rýchlosť (km.s“¹) pre nábojovú mernú hmotnost’ 1000 kg.m”^ 2,8

Příklad 3

Zo surovin, ako v příklade 1, ale s vysušeným dusičnánom amonným a hliníkového prachu s měrným povrchom okolo 0,7 m .g je malaxérovacím spósobom za atmosferického tlaku připravená sypká zmes o žložení: 91»52 % hmot. dusičnanu amonného, 5,55 % hmot. vedTajších produktov výroby 2-etylhexanolu a 2,93 % hmot. hliníka.

Táto zmes je charakterizováná údajmi:

kyslíková bilancia - 2 % výbuohové teplo max. (kJ.kg”¹) 5 3θ3 výbuchové teplo (kJ.kg“¹) pre nábojovú memú hmotnost’ 1000 kg.m”^ 4 7θθ úplná ideálna práca výbuchu (kJ.kg ¹) 4 270 objem povýbuchovýoh splodín (l.kg ') 8ló

232 873 detonačná rýchlosť (km.s^-1) pre nábojová měrná hmotnost’ 1000 kg.m 3,8

Příklad 4

Pomocou neizotermickej diferenčnej termickej analýzy (DTA), praoujúcej s lineámou rýchlosťou vzostupu teploty 5 K»ain*\ navážkami vzorky 0,08 až 0,09 g, pri meriacom rozsahu 1mV zapisovača teplotnej diferencie vyohádzajú pre zmesi s aplikáciou vedl’ajáíeh produktov výroby 2-etylhexanolu tieto parametre (tab. i):

Tabulka 1

Kompozícia	Údaj z diferenčnej termickej analýzy
Počiatok topenia (K)	Pík topenia (K)	Počiatok exotermy (K)
Východiskový dusičnan amonný	431,6	437,1	460,1
Podlá příkladu 1	424,6	433,1	442,6
Podlá příkladu 2	424,6	431,6	440,1

Z tabelárneho prehl’adu je zřejmé, že vedlajáie hlavně ťažšie frakoxe z výroby 2-etylhexanolu aktivujá termolýzu dusičnanu amonného, čo korešponduje s obecnými poznatkami o vplyve alkoholov a/alebo polyolov na termická stálost’ a/alebo citlivost’ kjlniciácii dusičnanu amonného.

Claims (1)

1. PREDMET VYNÁLEZU

   232 873

   Použitie vedlejších produktov prooesu výroby 2-etylhexanolu oxoproeeeom z propénu a syntézneho plynu, ako modifikuj úoej zložky zmesnýoh trhavin v množstve 0,5 až 20 i» hmot·, s výhodou v množstve 5,55 až 15,00 % hmot· na hmotnost* výslednéj kompozíoie.