[发明专利]一种硝基胍制备工艺

说明书

技术领域

本发明属于火炸药技术领域，涉及一种采用硝酸法制备硝基胍的工艺，采用该工艺制备的硝基胍，一次结晶即可制得β晶型的合格产品。

背景技术

硝基胍是一种广泛应用于发射药、推进剂和炸药的含能材料。同时，也作为产气剂组分被广泛地应用到机动车辆或飞行器的气囊系统中。硝基胍的衍生物也被应用到各个行业，如医药、农药等方面。

国内硝基胍生产企业，利用硫酸法制备硝基胍，在生产过程要产生大量废硫酸（每生产1吨硝基胍所产生约23吨质量浓度为16%稀硫酸和10吨含硝基胍的废水），对设备腐蚀严重，产生的质量浓度为16%废硫酸不易浓缩回收再利用，需要用石灰中和后排放，造成环境污染和资源浪费。且硫酸法得到的α晶型硝基胍不满足国军标使用要求，需用聚乙烯醇水溶液对粗品硝基胍进行二次结晶，二次结晶中需采用喷雾造粒，才能得到合格硝基胍。二次结晶过程中产生大量的含硝基胍废水，对环境构成严重污染；二次结晶过程中增加了操作步骤，使用了聚乙烯醇水溶液，带来了生产成本大幅增加；二次结晶过程中部分硝基胍溶解于聚乙烯醇水溶液中无法结晶析出，使结晶收率减少；同时增加了危险性。

中国专利申请（公开号：CN101497549A）中公开了一种生产硝基胍的绿色工艺，该方法利用硝酸法制备硝基胍，但没有控制结晶过程，所得硝基胍粗品不能满足国军标要求，需进行二次结晶精制。二次结晶中需采用聚乙烯醇水溶液二次结晶才能得到合格硝基胍。二次结晶过程中产生大量的含硝基胍废水，对环境构成严重污染；二次结晶过程中使用了聚乙烯醇水溶液，带来了生产成本大幅增加；二次结晶过程中部分硝基胍溶解于聚乙烯醇水溶液中无法结晶析出，使结晶收率减少；同时增加了危险性。

发明内容

针对现有制备硝基胍方法存在的缺陷或不足，本发明的目的在于，提供一种简单的采用硝酸法制备硝基胍的工艺，通过对硝基胍结晶过程、洗涤工艺条件的有效进行控制，一次结晶得到合格的β晶型硝基胍产品。解决了现行工艺路线长、二次结晶过程中产生大量废水及污染等问题。缩短了工艺路线、降低了生产成本，保证了产品质量。

为了实现上述任务，本发明采取如下的技术解决方案：

一种硝基胍制备工艺，其特征在于，具体按下列步骤进行：

1）制备硝基胍的原材料：质量浓度为60%~98%的浓硝酸；粉状硝酸胍；质量浓度为30%的稀硝酸；质量浓度为2%~5%的Na₂CO₃溶液；

2）硝基胍合成过程为：首先接通低温浴槽电源，将温度调节至10℃以下，将90ml质量浓度为60%~98%的浓硝酸加入到250ml四口烧瓶中，启动数写搅拌器，搅拌桨材质为聚四氟乙烯，调节转速至270rpm~350rpm，加入硝酸胍30g，控制加料速度以温度小于等于15℃，加料完毕后将低温浴槽温度调至45℃，当反应液升温至43℃开始反应，反应时间为30min，通过低温浴槽将硝基胍反应液冷却至-3℃～-7℃。

3）硝基胍控制结晶过程为：将硝基胍的反应液滴加至360ml~450ml的浓度为20%～40%稀硝酸中，控制结晶体系温度在-3℃～-7℃，控制滴加速度在0.5ml/min~5ml/min，对搅拌速度进行控制，转速维持在600rpm~800rpm左右。在滴加过程中会产生硝基胍白色晶体。

4）硝基胍的反应液滴加完成后，继续以600rpm~800rpm速度搅拌，温度在-3℃～-7℃，该过程称为养晶，养晶时间为120min~240min。经过120min~240min的养晶，过滤分离其中的废酸，即可得到含酸硝基胍。

5）硝基胍洗涤过程为：将过滤分离得到的含酸硝基胍，加入250ml四口烧瓶中，用常温下的自来水机械搅拌洗涤，通过进水口加水135ml，搅拌时间为15min，搅拌转速控制在900rpm~1200rpm，洗涤之后过滤分离，将过滤产物再次加入到250ml四口烧瓶中，以同样的方式再次洗涤，其自来水机械搅拌洗涤共3遍。

第4次以同样的洗涤方式，在自来水中加入质量浓度为2%~5%的Na₂CO₃溶液洗1遍，洗涤之后进行过滤分离，得到湿品硝基胍。

6）硝基胍干燥过程为：将洗涤得到的湿品硝基胍，放入表面皿用电子秤称量，将烘箱温度升至60℃，将盛有湿品硝基胍的表面皿置于烘箱内，干燥时间6h，即可得到纯度大于99%，酸度小于0.06%，粒度在4μm~6μm，满足国军标要求的β晶型硝基胍产品。