Изобретение относится к технике и технологии взрывчатых веществ и может быть использовано для повышения безопасности производства и применения штатного инициирующего взрывчатого вещества - тетразена C₂H₈ON₁₀ (GNGT), который используется практически во всех современных ударных составах и других средствах инициирования [1). Агеев М.В., Егоров В.Н., Каталкина В.Α., Петров В.Н. Ударный состав с пониженным риском вредного воздействия на окружающую среду. // Энергетические конденсированные системы. Материалы III Всероссийской конференции (3 октября - 2 ноября 2006 г.), Черноголовка М.: Янус-К, 2006, 3-4 с; 2). Федоров О.В., Гильманов Р.З., Хусаинов P.M., и др. Новый экологически безопасный состав для строительно-монтажных и спортивных патронов кольцевого воспламенения. // Энергетические конденсированные системы. Материалы IV Всероссийской конференции (12-14 ноября 2008 г.), Черноголовка, М.: Янус-К, 2008, 173-175 с; 3). Агеев М.В., Егоров В.Н., Каталкина В.Α., Петров В.Н. Некоторые принципы построения рецептур ударных составов для капсюлей-воспламенителей. // Доклад на Всероссийской конференции «Состояние и перспективы разработки и внедрения новых взрывчатых веществ и составов на их основе в изделиях различного назначения» (26-28 марта 208 г.), ФГУП ГосНИИ «Кристалл» г.Дзержинск].The invention relates to techniques and technology for explosives and can be used to increase the safety of production and use of a standard initiating explosive - tetrazene C ₂ H ₈ ON ₁₀ (GNGT), which is used in almost all modern shock compositions and other means of initiation [1). Ageev M.V., Egorov V.N., Katalkina V.Α., Petrov V.N. Impact composition with reduced risk of environmental impact. // Energy Condensed Systems. Materials of the III All-Russian Conference (October 3 - November 2, 2006), Chernogolovka M .: Janus-K, 2006, 3-4 s; 2). Fedorov OV, Gilmanov RZ, Khusainov PM, and others. A new environmentally friendly composition for construction and sports cartridges of ring ignition. // Energy Condensed Systems. Materials of the IV All-Russian Conference (November 12-14, 2008), Chernogolovka, Moscow: Janus-K, 2008, 173-175 p .; 3). Ageev M.V., Egorov V.N., Katalkina V.Α., Petrov V.N. Some principles of the construction of recipes for shock compositions for igniter capsules. // Report at the All-Russian Conference “Status and Prospects for the Development and Implementation of New Explosives and Compositions Based on Them in Products for Various Purpose” (March 26-28, 208), Federal State Unitary Enterprise “Crystal” Dzerzhinsk].

Известен способ получения тетразена из аминогуанидин сульфата, который описан в книге Л.И. Багала [Багал Л.И. Химия и технология инициирующих взрывчатых веществ. М.: «Машиностроение», 1975, 456 с.]. Данный способ основан на осаждении кристаллов вещества в результате дозирования подогретого раствора аминогуанидин сульфата подкисленного уксусной кислотой к подогретому раствору нитрита натрия при поддержании температуры в баке осаждения 50-62°С. Выход тетразена 65%, температура вспышки 160°С (при 5-секундной задержке).A known method of producing tetrazene from aminoguanidine sulfate, which is described in the book L.I. Bagal [Bagal L.I. Chemistry and technology of initiating explosives. M .: "Engineering", 1975, 456 S.]. This method is based on the precipitation of crystals of the substance by dosing a heated solution of aminoguanidine sulfate acidified with acetic acid to a heated solution of sodium nitrite while maintaining the temperature in the precipitation tank of 50-62 ° C. Tetrazene yield 65%, flash point 160 ° С (with a 5 second delay).

2H₂N-C(NH)-NH-NH₂·H₂SO₄+2NaNO₂→C₂H₈ON₁₀+Na₂SO₄+H₂SO₄+3H₂O2H ₂ NC (NH) -NH-NH ₂ · H ₂ SO ₄ + 2NaNO ₂ → C ₂ H ₈ ON ₁₀ + Na ₂ SO ₄ + H ₂ SO ₄ + 3H ₂ O

Продукт, получаемый по данной технологии, имеет весьма негативные эксплуатационные характеристики, среди них: игольчатая форма кристаллов (см. рисунок 1 - Внешний вид кристаллов тетразена, получаемого по способу, описанному Багалом Л.И.), отсутствие сыпучести, крайне низкая насыпная плотность (0,40-0,45 г/см³), высокая электризуемость.The product obtained by this technology has very negative operational characteristics, among them: needle-shaped crystals (see Figure 1 - Appearance of tetrazene crystals obtained by the method described by Bagal L.I.), lack of flowability, extremely low bulk density ( 0.40-0.45 g / cm ³ ), high electrification.

Неудовлетворительные эксплуатационные характеристики производимого тетразена влекут за собой повышенную опасность производства и применения такого продукта из-за склонности к пылению, электризуемости и налипанию на различные поверхности.Poor performance of the produced tetrazene entails an increased risk of production and use of such a product due to the tendency to dust, electrifyability and sticking to various surfaces.

Неизометричная форма кристаллов, низкая насыпная плотность и отсутствие сыпучести тетразена крайне негативно сказываются на технологических характеристиках составов на его основе, особенно, если его массовая доля в составе превышает 10%. Это связано главным образом со сложностью достижения качественного смешения составов, проблемами с их объемным отмериванием и снаряжением в малогабаритные оболочки.The non-isometric shape of the crystals, low bulk density and the absence of flowability of tetrazene have an extremely negative effect on the technological characteristics of the compositions based on it, especially if its mass fraction in the composition exceeds 10%. This is mainly due to the difficulty of achieving high-quality mixing of compounds, problems with their volumetric measurement and equipment in small-sized shells.

По технической сущности и решаемой задаче наиболее близким к заявляемому изобретению является способ получения гранулированного тетразена по патенту GB 985293, С2 В38 (прототип). Согласно описанию тетразен по данному способу получается в процессе смешения растворов аминогуанидин сульфата и нитрита натрия с добавлением уксусной кислоты и добавки диспергирующих агентов. Реакционную массу нагревают до 55-70°С и выдерживают 60-90 минут. На процесс грануляции влияет добавление диспергирующих агентов на основе органических сульфокислот или их солей. В результате получают сыпучий гранулированный продукт, гранулы («розетки») которого состоят из компактных агрегатов мелких кристаллов (выход продукта 80-88%).By technical nature and the problem to be solved, the closest to the claimed invention is a method for producing granulated tetrazene according to patent GB 985293, C2 B38 (prototype). According to the description, tetrazene by this method is obtained by mixing solutions of aminoguanidine sulfate and sodium nitrite with the addition of acetic acid and the addition of dispersing agents. The reaction mass is heated to 55-70 ° C and incubated for 60-90 minutes. The granulation process is affected by the addition of dispersing agents based on organic sulfonic acids or their salts. The result is a granular granular product, granules ("sockets") which consist of compact aggregates of small crystals (product yield 80-88%).

Кроме словесного описания продукта в виде мелких округлых гранул, не слеживающихся при сушке и свободных от игольчатых кристаллов и обломков, никаких конкретных количественных параметров, характеризующих качество тетразена, не приводится. В данном патенте, к сожалению, не указаны ни степень чистоты получаемого тетразена (одной из возможных характеристик может служить температура вспышки), ни его технологические характеристики (размер и форма кристаллов, насыпная плотность, разброс навески и др.).In addition to the verbal description of the product in the form of small rounded granules that do not cake during drying and are free from needle crystals and debris, no specific quantitative parameters characterizing the quality of tetrazene are given. In this patent, unfortunately, neither the degree of purity of the obtained tetrazene is indicated (one of the possible characteristics may be the flash point), nor its technological characteristics (size and shape of crystals, bulk density, dispersion of the sample, etc.).

Нет никаких данных и о прочности гранул получаемого тетразена. Очевидно, что гранулированный без связующих веществ тетразен обладает большей склонностью к разрушению и образованию мелкой пыли, чем кристаллический продукт. Это обстоятельство может создавать дополнительную опасность при использовании такого продукта. Кроме того, насыпная плотность гранул, состоящих из агрегатов кристаллов, не может сравниться с плотностью кристаллического продукта.There is no data on the strength of the granules obtained tetrazene. Obviously, tetrazene granular without binders is more prone to destruction and the formation of fine dust than a crystalline product. This circumstance may create an additional hazard when using such a product. In addition, the bulk density of granules consisting of aggregates of crystals cannot be compared with the density of the crystalline product.

Поэтому имеющиеся в прототипе сведения позволяют лишь на качественном уровне оценивать получаемый тетразен и весьма условно судить о возможности его «эффективного и безопасного использования при изготовлении составов и в автоматических фасовочных машинах».Therefore, the information available in the prototype allows only a qualitative level to evaluate the obtained tetrazene and rather arbitrarily judge the possibility of its "effective and safe use in the manufacture of compositions and in automatic filling machines."

Задачей настоящего изобретения является разработка способа получения тетразена, представляющего собой кристаллический продукт с размерами и формой отдельных кристаллов, обеспечивающими ему улучшенные технологические свойства. Тетразен получаемый по заявляемому способу обладает насыпной плотностью не ниже 0,65 г/см³ и относительным разбросом навески при объемном отмеривании не выше 5%.The objective of the present invention is to develop a method for producing tetrazene, which is a crystalline product with the size and shape of individual crystals, providing it with improved technological properties. Tetrazene obtained by the present method has a bulk density of not less than 0.65 g / cm ³ and a relative dispersion of the sample with volumetric measurement of not more than 5%.

Техническая задача изобретения достигается с помощью сочетания основных параметров способа получения тетразена по Багалу Л.И. с использованием специального режима дозирования раствора аминогуанидин сульфата и применения модифицирующей добавки. В качестве модифицирующей добавки процесса получения тетразена используется совместный водный раствор декстрина (4%) и желатина (4%), который добавляется к раствору нитрита натрия в объемном соотношении 0,0155÷0,0165:1. Количественные соотношения модифицирующей добавки определены экспериментально и являются оптимальными. Увеличение количества модифицирующей добавки по отношению к указанным пределам нецелесообразно с экономической точки зрения и может привести к необходимости более тщательной промывки целевого продукта, а уменьшение - к снижению эффективности действия добавки. Режим дозирования раствора аминогуанидин сульфата в раствор нитрита натрия начинается с единовременного слива 15 об.% раствора аминогуанидин сульфата. Остальные 85% раствора равномерно дозируются в течение 60 минут.The technical task of the invention is achieved by combining the main parameters of the method of producing tetrazene according to Bagal L.I. using a special dosage regimen of an aminoguanidine sulfate solution and the use of a modifying additive. As a modifying additive of the tetrazene production process, a combined aqueous solution of dextrin (4%) and gelatin (4%) is used, which is added to a solution of sodium nitrite in a volume ratio of 0.0155 ÷ 0.0165: 1. The quantitative ratios of the modifying additive are determined experimentally and are optimal. An increase in the amount of modifying additive with respect to the indicated limits is not economically feasible and may lead to the need for more thorough washing of the target product, and a decrease to a decrease in the effectiveness of the additive. The dosage regimen of an aminoguanidine sulfate solution in a sodium nitrite solution begins with a one-time discharge of a 15 vol.% Solution of aminoguanidine sulfate. The remaining 85% solution is evenly dosed for 60 minutes.

Заявленный способ получения тетразена отличается от прототипа тем, что в результате использования модифицирующей добавки и соблюдения определенного режима дозирования растворов образуется сыпучий продукт необходимого размера зерна (см. рисунок 2 - Внешний вид кристаллов тетразена, полученного по заявленному способу), представляющий собой отдельные монокристаллы изометричной формы, а не гранулы в виде агломератов.The claimed method for producing tetrazene differs from the prototype in that as a result of using a modifying additive and observing a certain dosage regimen of solutions, a free-flowing product of the required grain size is formed (see Figure 2 - Appearance of tetrazene crystals obtained by the claimed method), which are individual isometric single crystals rather than granules in the form of agglomerates.

ПримерExample

Исходные растворы:Stock solutions:

Водный раствор аминогуанидин сульфата 13,8%An aqueous solution of aminoguanidine sulfate 13.8%

Водный раствор нитрита натрия 8%Aqueous solution of sodium nitrite 8%

Ледяная уксусная кислотаGlacial Acetic Acid

Модифицирующая добавка: совместный водный раствор желатина 4% и декстрина 4%.Modifying additive: a combined aqueous solution of gelatin 4% and dextrin 4%.

Исходный раствор аминогуанидин сульфата объемом 48,9 мл подкислили ледяной уксусной кислотой (0,22 мл) и подогрели до 53-59°С. Раствор нитрита натрия 56 мл загрузили в реактор осаждения тетразена и к нему при перемешивании добавили 0,85 мл водного раствора модифицирующей добавки. Раствор содержит 4% декстрина и 4% желатина. Содержимое реактора подогрели до 53-59°С. Дозирование подогретого раствора аминогуанидин сульфата в подогретый раствор нитрита натрия, с добавками, начинали с единовременного слива 7,3 мл, остальные 41,6 мл раствора дозировали равномерно в течение 60 минут, при постоянном перемешивании и поддерживании температуры реакционной массы 53-59°С. После слива всего раствора аминогуанидин сульфата реакционную массу выдерживали 30 минут при температуре синтеза и перемешивании. По окончании выдержки реакционную массу охладили до 35°С и отфильтровали продукт на вакуум-воронке. Затем промыли его водой и спиртом и высушили. После сушки вес продукта составил 3,85 г (77% от теоретического выхода). Температура вспышки по ГОСТ Ρ 22.2.07-94 составила 168°С (при 5-секундной задержке). Внешний вид кристаллов тетразена представлен на рисунке 2. Продукт состоит из отдельных не связанных друг с другом кристаллов, имеет насыпную плотность 0,72 г/см³ и относительный разброс навески при объемном отмеривании 3,2%.A stock solution of 48.9 ml aminoguanidine sulfate was acidified with glacial acetic acid (0.22 ml) and heated to 53-59 ° C. A solution of sodium nitrite 56 ml was loaded into the tetrazene precipitation reactor and 0.85 ml of an aqueous solution of a modifying additive was added to it with stirring. The solution contains 4% dextrin and 4% gelatin. The contents of the reactor were heated to 53-59 ° C. Dosage of a heated solution of aminoguanidine sulfate in a heated sodium nitrite solution, with additives, began with a flush of 7.3 ml, the remaining 41.6 ml of the solution was dosed evenly for 60 minutes, with constant stirring and maintaining the temperature of the reaction mixture at 53-59 ° С. After draining the entire solution of aminoguanidine sulfate, the reaction mass was kept for 30 minutes at the synthesis temperature and stirring. At the end of the exposure, the reaction mass was cooled to 35 ° C and the product was filtered on a vacuum funnel. Then it was washed with water and alcohol and dried. After drying, the weight of the product was 3.85 g (77% of theoretical yield). The flash point according to GOST Ρ 22.2.07-94 was 168 ° C (with a 5-second delay). The appearance of tetrazene crystals is shown in Figure 2. The product consists of individual crystals that are not connected to each other, has a bulk density of 0.72 g / cm ³ and a relative dispersion of the sample for volumetric measurement of 3.2%.