EA034199B1 - Усовершенствованный способ получения оксида азота(iv) - Google Patents
Усовершенствованный способ получения оксида азота(iv) Download PDFInfo
- Publication number
- EA034199B1 EA034199B1 EA201800182A EA201800182A EA034199B1 EA 034199 B1 EA034199 B1 EA 034199B1 EA 201800182 A EA201800182 A EA 201800182A EA 201800182 A EA201800182 A EA 201800182A EA 034199 B1 EA034199 B1 EA 034199B1
- Authority
- EA
- Eurasian Patent Office
- Prior art keywords
- acetic anhydride
- nitrogen oxide
- improved method
- nitric oxide
- mixture
- Prior art date
Links
- MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N nitrogen oxide Inorganic materials O=[N] MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 26
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 16
- GQPLMRYTRLFLPF-UHFFFAOYSA-N Nitrous Oxide Chemical compound [O-][N+]#N GQPLMRYTRLFLPF-UHFFFAOYSA-N 0.000 title abstract 3
- WFDIJRYMOXRFFG-UHFFFAOYSA-N Acetic anhydride Chemical compound CC(=O)OC(C)=O WFDIJRYMOXRFFG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 36
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 7
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 26
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 5
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 claims description 4
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 claims description 3
- 238000009835 boiling Methods 0.000 claims description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 abstract description 5
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 abstract description 5
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 abstract description 4
- 229960000583 acetic acid Drugs 0.000 description 9
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 238000007710 freezing Methods 0.000 description 3
- 230000008014 freezing Effects 0.000 description 3
- JTJMJGYZQZDUJJ-UHFFFAOYSA-N phencyclidine Chemical compound C1CCCCN1C1(C=2C=CC=CC=2)CCCCC1 JTJMJGYZQZDUJJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000002760 rocket fuel Substances 0.000 description 3
- CIWBSHSKHKDKBQ-JLAZNSOCSA-N Ascorbic acid Chemical compound OC[C@H](O)[C@H]1OC(=O)C(O)=C1O CIWBSHSKHKDKBQ-JLAZNSOCSA-N 0.000 description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 2
- WFPZPJSADLPSON-UHFFFAOYSA-N dinitrogen tetraoxide Chemical compound [O-][N+](=O)[N+]([O-])=O WFPZPJSADLPSON-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- 239000000376 reactant Substances 0.000 description 2
- 238000006479 redox reaction Methods 0.000 description 2
- RXQNKKRGJJRMKD-UHFFFAOYSA-N 5-bromo-2-methylaniline Chemical compound CC1=CC=C(Br)C=C1N RXQNKKRGJJRMKD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- IOVCWXUNBOPUCH-UHFFFAOYSA-N Nitrous acid Chemical group ON=O IOVCWXUNBOPUCH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920002472 Starch Polymers 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 229960005070 ascorbic acid Drugs 0.000 description 1
- 235000010323 ascorbic acid Nutrition 0.000 description 1
- 239000011668 ascorbic acid Substances 0.000 description 1
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 239000012362 glacial acetic acid Substances 0.000 description 1
- 239000002418 insect attractant Substances 0.000 description 1
- 239000010808 liquid waste Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 229910001960 metal nitrate Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 125000000896 monocarboxylic acid group Chemical group 0.000 description 1
- 150000002828 nitro derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 125000004971 nitroalkyl group Chemical group 0.000 description 1
- 150000002832 nitroso derivatives Chemical class 0.000 description 1
- VLTRZXGMWDSKGL-UHFFFAOYSA-M perchlorate Inorganic materials [O-]Cl(=O)(=O)=O VLTRZXGMWDSKGL-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- VLTRZXGMWDSKGL-UHFFFAOYSA-N perchloric acid Chemical compound OCl(=O)(=O)=O VLTRZXGMWDSKGL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RAFRTSDUWORDLA-UHFFFAOYSA-N phenyl 3-chloropropanoate Chemical compound ClCCC(=O)OC1=CC=CC=C1 RAFRTSDUWORDLA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003380 propellant Substances 0.000 description 1
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 1
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 235000019698 starch Nutrition 0.000 description 1
- 239000008107 starch Substances 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B21/00—Nitrogen; Compounds thereof
- C01B21/20—Nitrogen oxides; Oxyacids of nitrogen; Salts thereof
- C01B21/36—Nitrogen dioxide (NO2, N2O4)
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
Abstract
Изобретение относится к усовершенствованному способу синтеза оксида азота(IV) NOи может быть использовано в неорганической и органической химии, а также при реализации в генераторе окислителя ракетного топлива марки NTO. При получении оксида азота(IV) NOосуществляют реакцию между азотной кислотой и уксусным ангидридом или смесью уксусной кислоты и уксусного ангидрида с объемной долей уксусного ангидрида 4.76-100%.
Description
Изобретение относится к области неорганической и органической химии, а также к области ракетостроения, т.е. к технологиям двойного назначения. Оксид азота(ТУ) NO2 применяется при синтезе органических нитросоединений (нитроалканов, нитроалкенов, нитроэфиров крахмала и др.) [1-5], нитрозосоединений [1], нитрозилсерной кислоты, перхлорат нигрозина, получении безводных нитратов металлов, аттрактанта насекомых [6], а также в качестве агента для ускоренных коррозионных испытаний металлов, диссоциирующего теплоносителя или растворителя.
Изобретение описывает усовершенствованный способ получения оксида азота(ТУ) NO2 и предназначено для реализации в усовершенствованном генераторе окислителя ракетного топлива марки NTO для работы в России (Сибирь) или в США (Аляска), т.е. при температуре ниже 16.75°C и до температуры замерзания азеотропа азотной кислоты (около -40°C).
В литературе описан метод Клейнера [7, 8] и обратный метод Клейнера [9], которые можно рассматривать в качестве аналогов заявляемого изобретения. В основу метода Клейнера положена реакция разложения солей азотистой кислоты, а обратный метод Клейнера основывается на окислительновосстановительной реакции нитрита кальция с аскорбиновой кислотой. В обоих случаях образуется еще и газ NO, который необходимо окислять кислородом (кислородом воздуха). Метод Клейнера и обратный метод Клейнера дают большое количество жидких отходов, что не позволяет рассматривать их в качестве перспективных для промышленной реализации.
Известен также способ получения высококачественного безводного оксида азота(ТУ) NO2 кипячением раствора серной и азотной кислот с использованием в качестве восстановителя уксусной кислоты [10] при оптимальном соотношении объемов кислот 80:40:6. Способ позволяет получать целевой продукт с высоким выходом и 100% конверсией азотной кислоты. Этот способ выбран в качестве прототипа заявляемого изобретения.
Недостаток способа - высокая температура замерзания уксусной кислоты (1кр=16.75°С), что создает трудности в реализации данной технологии в условиях сурового климата, например Сибири или Аляски, где температура окружающей среды в зимний период может достигать -40°С. Замерзшая в трубопроводе уксусная кислота не только не позволяет работать генератору в штатном режиме и осуществлять процесс в условиях автоматизации, но и выведет его из строя до момента размораживания линии уксусной кислоты в емкость смешения реагентов.
Задачей настоящего изобретения является создание модифицированного и усовершенствованного способа синтеза оксида азота(ТУ) NO2, позволяющего работать генератору окислителя ракетного топлива марки NTO при низких температурах в условиях сурового климата России и других стран при сохранении всех остальных характеристик исходного прототипа (высокого выхода продукта, наличии регенерации отработанного раствора).
Техническим результатом изобретения является отказ от подогрева трубопровода подачи восстанавливающего реагента в емкость смешения реагентов в генераторе окислителя ракетного топлива при наработке оксида азота(ТУ) в условиях температур окружающей среды ниже температуры замерзания чистой уксусной кислоты, а при определенном соотношении реагентов и при температурах ниже 0°С при использовании смеси уксусной кислоты и уксусного ангидрида.
Данная задача решается за счет того, что в качестве восстановителя используют смесь уксусной кислоты и уксусного ангидрида с объемной долей уксусного ангидрида 4.76-100%. Окислительновосстановительную реакцию с уксусной кислотой можно описать уравнением:
HNO3 + СН3СООН=6 NO2 + 5 Н2О + СО + СО2, а в случае уксусного ангидрида реакция формально будет иметь вид
HNO3 + (СН3СО)2О=12 NO2 + 9 Н2О + 2 СО + 2 СО2.
Все характеристики заявляемого усовершенствованного способа получения оксида азота(ТУ) (окислителя ракетного топлива) практически идентичны заявляемому способу [10].
Способы получения оксида азота(ТУ) NO2 приведены в примерах. Все работы необходимо проводить в лабораторном шкафу с вытяжкой и соблюдением всех мер предосторожности при работе с угарным газом!
Пример 1.
Берут 80 мл раствора H2SO4 (ω=94%), 40 мл раствора HNO3 (ω=59%) и 6 мл раствора, содержащего смесь ледяной уксусной кислоты и уксусного ангидрида в соотношении 1.0:0.05. Смесь перемешивают в колбе объемом 250 мл, нагревают и кипятят до окончания процесса образования NO2. Отработанный раствор подвергают перегонке до 80 мл и используют в реакции повторно. Суммарный выход жидкого и газообразного оксида азота(ТУ) NO2 составляет 99-100%.
Пример 2.
Берут 80 мл раствора H2SO4 (ω=94%), 40 мл раствора HNO3 (ω=59%) и 6 мл уксусного ангидрида. Смесь перемешивают в колбе объемом 250 мл, нагревают и кипятят до окончания процесса образования NO2. Отработанный раствор подвергают перегонке до 80 мл и используют в реакции повторно. Суммарный выход жидкого и газообразного оксида азота(ТУ) NO2 составляет 99-100%.
- 1 034199
Источники информации:
1. Shiri M., Zolfigol M.A., Kruger H.G., Tanbakouchian Z. Tetrahedron, 2010, Vol. 66, № 47, p. 90779106.
2. Патент BY 8456. Бутрим С.М., Юркштович Т.Л., Бильдюкевич Т.Д., Бутрим Н.С., Сидоренко Г.И., Недорезов В.Л., Арвига И.И. МКИ3 С08В 31/18, 31/06, А61Р 9/00, дата публикации 30. 06.2005.
3. Borodkin, G.I.; Shubin, V.G. Russ. Chem. Rev., 2001, vol. 70, № 3, p. 211-230.
4. Shiri, M. Dinitrogen Tetroxide: N2O4, Synlett., 2006, № 11, p. 1789-1790.
5. Fisher, J.W. The Chemistry of Dinitrogen Pentoxide in Nitro Compounds; VCH: New York, NY, 1990.
6. Патент US 20060042155. Nolen J. МКИ А01М 1/22, A01M 1/02, A01M 1/06. Дата публикации: 2.03.2006.
7. Inorganic laboratory preparations by G.G. Schlessinger, 12, 1962.
8. Патент US 20040028596. Kleiner B. Int. Cl7. C01B 21/20, Priority date: 12.08.2002.
9. Патент US 7288664. Kleiner B. Int. Cl7. C07D 307/62, Priority date: 30.03.2004.
10. Евразийская заявка № 201700017. Рудаков Д.А. МПК7 С01В 21/36, Евразийский бюллетень № 4, 2018. Дата публикации: 30.04.2018.
Claims (1)
- ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯСпособ синтеза оксида азотаЦУ), включающий кипячение раствора серной и азотной кислот с органическим восстановителем, отличающийся тем, что в качестве восстановителя используют смесь уксусной кислоты и уксусного ангидрида с объемной долей уксусного ангидрида 4.76-100%.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EA201800182A EA034199B1 (ru) | 2018-04-02 | 2018-04-02 | Усовершенствованный способ получения оксида азота(iv) |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EA201800182A EA034199B1 (ru) | 2018-04-02 | 2018-04-02 | Усовершенствованный способ получения оксида азота(iv) |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| EA201800182A1 EA201800182A1 (ru) | 2019-10-31 |
| EA034199B1 true EA034199B1 (ru) | 2020-01-16 |
Family
ID=68318993
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| EA201800182A EA034199B1 (ru) | 2018-04-02 | 2018-04-02 | Усовершенствованный способ получения оксида азота(iv) |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| EA (1) | EA034199B1 (ru) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5120508A (en) * | 1985-05-14 | 1992-06-09 | Jones Dale G | Apparatus for removing oxides of nitrogen and sulfur from combustion gases |
| JPH062980B2 (ja) * | 1990-07-13 | 1994-01-12 | 株式会社データアクション | 繊維の変退色防止方法 |
-
2018
- 2018-04-02 EA EA201800182A patent/EA034199B1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5120508A (en) * | 1985-05-14 | 1992-06-09 | Jones Dale G | Apparatus for removing oxides of nitrogen and sulfur from combustion gases |
| JPH062980B2 (ja) * | 1990-07-13 | 1994-01-12 | 株式会社データアクション | 繊維の変退色防止方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| ОРЛОВА Е.Ю. Химия и технология бризантных взрывчатых веществ. - Ленинград: Химия, 1981, с. 22-28 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EA201800182A1 (ru) | 2019-10-31 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Kumar | An overview on properties, thermal decomposition, and combustion behavior of ADN and ADN based solid propellants | |
| Yang et al. | Thermal decomposition and combustion of ammonium dinitramide | |
| Chaturvedi et al. | Review on thermal decomposition of ammonium nitrate | |
| Vo et al. | Tetranitroacetimidic acid: A high oxygen oxidizer and potential replacement for ammonium perchlorate | |
| US7851649B2 (en) | Process for the mononitration of alkanediols | |
| Zhang et al. | Detailed high temperature pyrolysis mechanisms of stabilized hybrid HMX crystals by intercalation of 2D energetic polymer | |
| EP0916648B1 (en) | Continuous process for diazomethane | |
| Chen et al. | Reagents leading to difluoramino (NF2) products | |
| Tang et al. | Trapping molecular hydrazine in a cocrystal via hydrogen bonding | |
| EA034199B1 (ru) | Усовершенствованный способ получения оксида азота(iv) | |
| Jang et al. | Scalable synthesis of high purities ammonium dinitramide and its decomposition characteristics | |
| Mandal et al. | Optimization of ammonium sulfamate nitration for the preparation of ammonium dinitramide | |
| Zhu et al. | Effects of aluminum nanoparticles on thermal decomposition of ammonium perchlorate | |
| Ding et al. | Studies on synthetic technology and reduced sensitivity technology of hydrazinium nitroformate | |
| Zhang et al. | A groundbreaking stepwise protocol to prepare HMX from DPT: new mechanism hypothesis and corresponding process study | |
| Zhang et al. | A Stepwise Strategy for the Synthesis of HMX from 3, 7‐Dipropionyl‐1, 3, 5, 7‐Tetraazabicyclo [3.3. 1] Nonane | |
| US3463684A (en) | Crystalline explosive composed of an alkyl sulfoxide solvating a hydrate-forming salt and method of making | |
| US6419771B1 (en) | Non-toxic hypergolic miscible fuel with stable storage characteristics | |
| Cao et al. | An efficient method to synthesize TNAD by the nitration of 1, 4, 5, 8-tetraazabicyclo-[4, 4, 0]-decane with N2O5 and acidic ionic liquids | |
| Zhang et al. | Effects of graphene organic iron nanocomplex on the pyrolysis and laser ignition performance of TKX-50 | |
| Park et al. | Experimental studies on effects of electrode material and voltage on electrolytic decomposition of Hydroxylammonium nitrate solution | |
| US2769304A (en) | Hypergolic fuel and the method of using it | |
| Cheng et al. | Catalytic ignition of N (CN) 2− ionic liquid-H 2 O 2 with zero-dimensional Cu-MOFs | |
| Guan et al. | Preparation and thermal performance of fullerene-based lead salt | |
| CN113402522B (zh) | 一类含氟[1,2,4]三唑[4,3-b][1,2,4,5]四嗪硝铵及其制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s) |
Designated state(s): AM AZ BY KZ KG TJ TM RU |