NO118063B

NO118063B -

Info

Publication number: NO118063B
Application number: NO170144A
Authority: NO
Inventors: M Vercauteren
Original assignee: Hirtenberger Patronen
Priority date: 1966-11-18
Filing date: 1967-10-16
Publication date: 1969-11-03
Also published as: ES345627A1; BE703369A; GB1205244A; AT277285B; LU54695A1; US3558287A; DE1592342A1

Description

Fremgangsmåte for fremstilling av mikrokrystallinsk ammoniumnitrat.

Oppfinnelsen vedrorer en fremgangsmåte for fremstilling av mikrokrystallinsk ammoniumnitrat ved utkrystallisasjon fra konsentrerte eller mettede oppløsninger av ammoniumnitrat i nærvær av 0,1 - 5 vekts-%, fortrinnsvis 0,2 - 1 vekts-%, beregnet på vekten av ammoniumnitrat, salter av primære aminoalkaner med en kjedelengde på Cg - C-^g, fortrinnsvis<C>12<C>14"

Fremstillingen av sprengstoffer og drivmidler med et innhold av uorganisk nitrat, spesielt av ammoniumnitrat, er kjent, hvilke som"bestanddel inneholder nitrat eller er fremstilt av et nitrat, som ble behandlet med 0,001 til 1,5 g alkylamin med minst 6 karbonatomer i alkylgruppen pr. 100 g nitrat. Derved skal ved plastiske eksplosivstoffer en lavere plastisk viskositet og en lavere flytegrense og ved pulverformede eksplosivstoffer en hoyere tetthet oppnås.

Oppfinnelsen, har til formål å fremstille mikrokrystallinsk ammoniumnitrat med lipofil beskaffenhet. Fremgangsmåten ifolge oppfinnelsen for fremstilling av mikrokrystallinsk ammoniumnitrat ved utkrystallisasjon fra konsentrerte eller mettede oppløsninger av ammoniumnitrat i nærvær av 0,1 - 5 vekts-%, fortrinnsvis 0,2 - 1 vekts-%, beregnet på vekten av ammonium-nitat, salter av primære aminoalkaner med en kjedelengde på Cg .- C-^g, fortrinnsvis C-^"^14»karakteriseres ved at

for fremstillingen av et ammoniumnitrat med lipofil overflatebeskaffenhet. utkrystalliseres ammoniumnitratet i nærvær av 0,2 - 5 vekts-%, fortrinnsvis 0,4 - 1 vekts-%, beregnet på vekten av ammoniumnitrat, salter av kortkjedete aminoalkanoler med fortrinnsvis 2-4 karbonatomer pr. kjede ved en temperatur mellom 20 og 90°C.

Det etter fremgangsmåten ifolge oppfinnelsen erholdte ammoniumnitrat er ikke bare meget finpulverisert, men de erholdte ammoniumnitratkrystaller oppviser også en glatt lipofil overflate, som på • termodynamisk stabil måte kan adsorbere relativt store mengder organiske væsker. Disse erholdte krystaller er romboedriske nåler med en diameter som i alminnelighet ikke overskrider 10 mikron; lengden av nålene kan strekke seg langt over 10 mikron og avhenger av frem-gangsmåtebetingelsene, som f.eks. temperatur og konsentrasjon.

I den konsentrerte ammoniumnitratopplosning foreligger

saltene av aminoalkanene i form av flytende krystaller (mesofase) og har den spesielle egenskap å avsette seg på tettest mulig måte på overflaten av de utfelte krystaller som en adsprbent. Derved får hele overflaten av ammoniumnitrat-krystallet den fysikalske karakteristikk av en hydrokarbon-

\

kjede, hvorved det oppnås at denne overflate kan holde fast flytende hydrokarboner eller andre organiske væsker på termodynamisk stabil måte ved adsorpsjon. Alle salter av aminoalkaner, som loser seg i form av langkjedete miceller (flytende krystaller) i en varm konsentrert ammoniumnitratopplosning, kan anvendes. Spesielt egnet er de fra aminoalkaner med eddiksyre, maursyre, melkesyre eller salpetersyre dannede salter.

De kortkjedete aminoalkanoler har den egenskap å sikre den flytendekrystalline tilstand av aminoalkanene i et meget bredt konsentrasjons- og temperaturområde, hvorved de erholdte ammoniumnitratkrystaller også etter lagring ikke taper sin lipofile egenskap. Ved fremstillingen av det lipofile ammoniumnitrat kan saltene av aminoalkaner henh. av aminoalkanoler enten tilsettes den konsentrerte ammoniumnitratopplosning direkte eller dannes in situ ved tilsetning av aminoalkaner henh. aminoalkanoler og de onskede organiske eller uorganiske syrer eller sure salter. Utkrystallisasjonen av ammoniumnitratet kan gjennomfores etter i og for seg vanlige metoder, f.eks. ved en kontinuerlig eller diskontinuerlig krystallisas-jon fulgt av en filtrering eller en sentrifugering eller en torking. Krystallisasjonen kan finne sted ved avkjoling eller ved fordampning av vannet i opplosningen ved atmosfærisk eller redusert trykk'eller ved forstbvningstdrkning.

Det etter fremgangsmåten ifolge oppfinnelsen erholdte mikrokrystalline, lipofile ammoniumnitrat egner seg spesielt for fremstilling av sprengstoffer og sprengmidler og de med det ifolge oppfinnelsen erholdte ammoniumnitrat fremstilte sprengstoffer henh. -midler er med hensyn til sprengkraft og folsomhet overfor antennelse de tilsvarende med det vanlige ammoniumnitrat fremstilte sprengstoffer henh. -midler langt overlegne.

For å vise overlegenheten av det ifolge fremgangsmåten

etter oppfinnelsen fremstilte mikrokrystallinske ammoniumnitrat gjennomfores sammenligningsforsok, som er beskrevet

i de folgende eksempler 1-5. Eksemplene 1-3 viser sam-menligningen ved utforelsen av langkjedete aminoalkaner på

den ene side og langkjedete aminoalkaner og kortkjedete aminoalkanoler på den annen side. Eksempel 4 anskueliggjør nddvendigheten av overholdelsen av temperatur, eksempel 5

den fordelaktige egenskap at sprengstoffet henh. spreng-midlet ikke bare er lipofilt, men også hydrofilt, hvilket må overraske, da disse to egenskaper egentlig strider mot hverandre.

EKSEMPEL 1

A) Til 10 kg av en 80%1 ig, beregnet på totalblandingen, ammoniumnitratopplosning, som har en temperatur på 65°C, tilfores folgende blanding:

25 g n-dodecylaminacetat

75 g trietanolaminacetat.

Aminblandingen blandes homogent med opplosningen, hvoretter man avkjoler den i 24 timer uten roring til værelsetemperatur og utkrystalliserer. De dannede krystaller skilles så fra ved hjelp av et Buchner-filter og presses vidtgående. Ved analyse bestemmes at det erholdte ammoniumnitrat inneholder fremdeles 3,2%, beregnet på det våte produkt, fuktighet.

Uten ytterligere torkning tilblandes til 4.800 g av det lipofile ammoniumnitrat 200 g dieselolje nr. 4 ved hjelp av en liten Laborblander. B) Det utfores et parallellforsdk under de samme betin-gelser, hvorved bare 25 g n-dodecylaminoacetat anvendes. Sluttfuktigheten utgjor i det samme tilfelle 2,8%, beregnet på det våte produkt. Likeledes tilsettes denne blanding dieselolje nr. 4. Ved hjelp av sprengstoffblandingene A og B bestemmes de vanlige skytekarakteristikker av sprengstoff, som man har latt eldes i 1 dag, 1 uke og 1 måned.

EKSEMPEL 2

A) I et lite Labor-vakuum-fordampningsapparat for 20 liter innhold oppvarmes 12 g ammoniumnitrat i 2,1 liter vann til 85°C. Videre tilsettes 30 g n-tetradecylamin-laktat og 120 g 2-amino-2-metyl-l-propanol-laktat. Dette vakuum-fordampningsapparat settes i et vannbad med konstant temperatur på 85°C. Fordampningen (i begynnelsen koking) gjennomfores i 3 1/2 time, hvorved et vakuum på 80-30 Torr opprettholdes. Man oppnår et produkt med 0,32% sluttfuktighet, beregnet på det våte produkt. B) Parallelt forberedes et andre ekvivalent preparat, imidlertid uten 2-amino-2-metyl-l-propanol-laktat. Dette ammoniumnitrat har en fuktighet på 0,22%, beregnet på det våte produkt.

Denne gang oppbevares ammoniumnitratet ublandet i preparatene A og B og blandes forst etter 1 uke, 1 måned og 6 måneder med 4% dieselolje nr. 4, beregnet på totalblandingen.

Etter en 24 timers eldring av disse sprengstoffblandinger bestemmes skyteegenskapene.

Videre ble det fastslått at ammoniumnitrat B allerede etter noen dager endrer sin struktur litt etter litt i betydningen av et sandet, grovkornet materiale. Ammoniumnitratet A viser etter 6 måneders lagring fremdeles sin typiske lipofile beskaffenhet.

EKSEMPEL 3

Det forberedes to blandinger A og B ifolge eksempel 2 med den forskjell at fordampningen avbrytes etter 3 timer. Sluttfuktigheten av dette- ammoniumnitrat bestemmes analytisk som folger:

A : 1 ,'30%, beregnet på det våte produkt.

B : 1,25%, beregnet på det våte produkt.

1 begge tilfeller fremstilles etter 1 ukes, 1 måneds og

6 måneders lagring sprengstoffblandinger med 4% dieselolje nr. 4, beregnet på totalblandingen.

For preparatet B ble det igjen fastslått en detonasjons-ufolsomhet. For preparatet A fastslås tallene fra den samme forskrift som i eksemplene 1 og 2.

"Typisk var imidlertid at ammoniumnitratet B etter 1 uke hadde omdannet seg praktisk talt fullstendig til et vanlig ammoniumnitrat, foruten den typiske sandige og grovkornige beskaffenhet kjente ammoniumnitratet B seg også fuktig, ndyaktig som om man til et vanlig ammoniumnitrat hadde til-blandet ca. 1,25% vann, beregnet på totalblandingen.

Ammoniumnitratet A derimot viste seg etter 6 måneder, til tross for dets■lignende fuktighetsinnhold, stadig ennå pulverisert, stdvet og folelsesmessig tort.

EKSEMPEL 4

A) I samme Labor-vakuum-fordampningsapparat som i eksempel 2 forberedes folgende opplosning: 12 kg ammoniumnitrat pluss 1,3 liter vann ved en temperatur på 102°C. Man tilforer 30 g n-dodecylaminacetat + 100 g dimetyletanolaminacetat. Vannbadet for fordamperen reguleres til 105°C... B) Et ytterligere forsok utfores på folgende måte: -12 kg ammoniumnitrat opploses ved 92°C i 1,65 liter vann, hvortil deretter tilfores de samme.mengder som i A av n-dodecylamin-og dimetyletanolaminacetat. Vannbadet for fordamperen inn-stilles på 95°C. C) Et tredje forsok utfores med 12 kg ammoniumnitrat i 2,1 liter vann ved 82°C under tilsetning av dé samme mengder som i A og B av n-dodecylamin- og dimetyletanolaminacetat.

Vannbadet for fordamperen holdes konstant på 85°C. For-dampningstiden reguleres således at i de tre tilfellene A,

B og C oppnås et ammoniumnitrat, hvis fuktighetsinnhold svinger mellom 0,25 og 0,35%,beregnet på det våte produkt.

Etter en dags lagring av denne ammoniumnitrat-prdve fremstilles 2 kg-blandinger med sammensetning:

96% ammoniumnitrat

4% dieselolje nr. 4, hver gang beregnet på totalblandingen.

For prdven A fastslås en sprengkapselufolsomhet (nr. 6 og nr.

8). For prdven B fastslås en ufolsomhet på sprengkapsel nr. 6, men en fdlsomhet på sprengkapsel nr. 8. Skytedataene av denne blanding' var folgende:

For prdven C ble toppydelse-skytedata, som allerede kjent, f unnet.

Etter 1 ukes lagring av provene A, B og C ble igjen dis.se

2 kg-mengder. forberedt, hvorved en kapselufolsomhet (nr. 6 og nr. 8) for preparatene "A" og "B" ble funnet. Preparatet "C" viste,de samme toppydelses-skytedata som tidligere.

Etter ytterligere 1 måneds og 6 måneders lagring av proven

C viste de tilsvarende sprengstoffpreparater alltid utmerkede skytedata, tilnærmet eksempel 2.

For fullstendiggjdreise av denne forsoksrekke ble ammonium-nitratpreparatene A, B og C nok en gang gjentatt, dog denne gang uten tilsetning av dimetyletanolaminacetat. Noyaktig som i tilfelle ved de allerede beskrevne eksempler ble en rask sprengkapselinsensibilitet av de tilsvarende 4%'ige dieseloljeblandinger fastslått.

Denne forsdksrekke viser altså nddvendigheten av ikke å overskride en arbeidstemperatur på 90°C.

EKSEMPEL b

I to veieskåler med 5 cm diameter ble 5 g vanlig ammoniumnitrat og 5 g ifolge oppfinnelsen fremstilt ammoniumnitrat i tynnest mulige skikt innveiet og fordelt. Begge skåler stilles så i en hermetisk lukket glassbeholder, hvor 75%

relativ fuktighet hersker (innstilt ved hjelp av en svovel-syreoppldsning med tilsvarende damptrykk). Etter 24 timers henstand ble en vektdkning på 2,1%, beregnet på den opprinnelige vekt av prdven, i tilfelle det vanlige ammoniumnitrat analytisk bestemt. I tilfelle det ifolge oppfinnelsen fremstilte ammoniumnitrat tilsvarte fuktighetsokningen en vektstigning på 7,5%, beregnet på den opprinnelige vekt av proven.

Den samme prove ble gjentatt i en atmosfære med 100% relativ fuktighet, hvorved i fdrste tilfelle (vanlig ammoniumnitrat)

en vektsstigning på 3,3%, beregnet på den opprinnelige vekt av proven og i annet tilfelle (lipofilt ammoniumnitrat) en komplett oppldsning av materialet ble fastslått. Disse sammenligningsprdver anskueliggjør den uventede dkede hydrofile karakter av det lipofile ammoniumnitrat.

Claims

Fremgangsmåte for fremstilling av mikrokrystallinsk ammoniumnitrat ved utkrystallisasjon fra konsentrerte eller mettede oppløsninger av ammoniumnitrat i nærvær av 0,1 - 5 vekts-%, fortrinnsvis 0,2 - 1 vekts-%, beregnet på vekten av ammoniumnitrat, salter av primære aminoalkaner med en kjedelengde på Cg - C-^ g, fortrinnsvis C-,p - C-^ ,

karakterisert ved at for fremstillingen av et ammoniumnitrat med lipofil overflatebeskaffenhet utkrystalliseres ammoniumnitratet i nærvær av 0,2 - b vekts-%, fortrinnsvis 0,4 - 1 vekts-%, beregnet på vekten av ammoniumnitrat, salter av kortkjedete aminoalkanoler med fortrinnsvis 2-4 karbonatomer pr. kjede ved en temperatur mellom 20 og 90°C.