exploders.info - Портал по взрывчатым веществам и пиротехнике
АВТОРИЗАЦИЯ
ЛОГИН:
ПОРОЛЬ:

ТОЛ (2,4,6-ТНТ)

Опубликовано: 2013-04-01
Автор: СЭП
URL: /forum/1/40135.html
Стадия №1 Выделение толуола из растворителя № 646:




Итак, в качестве источника толуола берём растворитель № 646 (ГОСТ18188-72), в состав которого входят:
1) Толуол - 50 % (мас.д.)

2) Бутанол - 15 % (мас.д.)

3) Бутилацетат - 10 % (мас.д.)

4) Этанол - 10 % (мас.д.)

5) Этилцеллозольв - 8 % (мас.д.)

6) Ацетон - 7 % (мас.д.)

Т.кип.р-ля = 59 Ц; плотность 0,87 г/куб.см.

Имеются сведения, что вместо этанола туда могут вхерачить ИПС, а вместо бутилацетата - амилацетат... Но для нас это большого значения не имеет...




Для того, чтобы разобраться, как легче/лучше нам достать от туда чистый толуол, необходимо знать свойства всех компонентов данного растворителя, поехали:




1) Толуол имеет темп. кип. = 110,6 Ц, плотность = 0,867 г/куб.см., р-римость в воде составляет 0,014 % (мас.д.), р-римость воды в толуоле составляет 0,4 % (мас.д.), при 20 Ц. Образует азеотропную смесь с водой, состоящую из 86,5% (мас.д.) толуола и кипящую при 84,1 Ц;




Толуол легко сульфируется, поэтому в случае применения конц. серной кислоты (на стадиях очистки), необходимо поддерживать температуру ниже 30 Ц;




2) Бутанол: кипит при 117,4 Ц, плотность = 0,81 г/куб.см., р-римость в воде составляет 9 % (мас.д.) = 7,9 гр бутанола в 100 гр воды при 20 Ц. Образует с водой азеотроп, содержащий 42,5 % (мас.д.) бутанола и кипящий при 97,7 Ц;




3) Бутилацетат: кипит при 126,3 Ц, плотность = 0,881 гр/куб.см., р-римость в воде составляет 1% (мас.д.), р-римость воды в бутилацетате = 1,37 % (мас.д.). Образует двойные азеотропные смеси с водой и спиртом, например: н-бутилацетат + 26,7 % (мас.д.) воды кипит при 90,2 Ц, а также тройные смеси, например: н-бутилацетат (35,3 % (заебался я писать "мас.д.", поэтому далее писать не буду, но мысленно оно всегда с нами :-)) + н-бутанол (27,4%)+вода (37,3%) кипит при 89,4 Цельсиях, с бутанолом азеотроп состоит из спирта на 47 % и кипит при 117,2 Ц...




Легко гидролизуется в присутствии кислот или щелочей.




4) Этанол, кипит при 78,3 Ц (абс.), плотность = 0,802 гр/куб.см., хорошо р-ряется в воде (неограничено);




5) Этилцеллозольв (моноэтиловый эфир этиленгликоля), кипит при 135,6 Ц, плотность = 0,931 гр/куб.см., р-римость в воде хорошая;




6) Ацетон, кипит при 56,1 Ц, плотность = 0,792 гр/куб.см., неограничено смешивается с водой...




Из всего вышесказанного можно сделать вывод, что путём многократных водных промывок можно практически полностью удалить все легкорастворимые компоненты растворителя, а именно ацетон, этанол, этилцеллозольв, почти полностью бутанол и частично бутилацетат...




На втором этапе необходимо отгидролизить оставшийся в толуоле бутилацетат, например серной кислотой, который разложится при этом на бутанол и уксусную кислоту, после чего необходимо повторить водяные промывки...




На третьем этапе фракционируют (перегоняют с дефлегматором)полученный толуол, собирая фракцию кипящую в интервале 110-111 Цельсиях...




Вот немного инфы об очистке толуола:




В лабораториях технический толуол очищают например так:




"Технический продукт дважды промывают конц. серной кислотой, объём которой составляет 10 % от объёма толуола, затем промывают р-ром соды, затем водой. После сушки толуола над безводным хлоридом магния его дважды перегоняют над натрием, собирая фракцию, кипящую при 110 Цельсиях..."




Или хотя бы так:




"Встряхивают последовательно с конц. серной кислотой, р-ром гидроксида натрия, водой, затем фракционируют..."




При этом пределы перегонки чистого толуола должны быть такими:




95 % всего толуола должно перегоняться в интервале 110-111 Ц...




Содержание влаги в толуоле проверяют так:




При охлаждении толуола до 0 Цельсиев не должно быть помутнения...




А.Вайсбергер "Органические растворители"




Но нам оно особо и нах не надо, т.к., вполне сойдёт толуол, полученный после третьей стадии очистки, т.е. после фракционирования...




Делалось всё следующим образом:




Было взято 77 мл (67 гр) растворителя №646 и залито 300 мл холодной водопроводной воды и несколько раз бадяга хорошенько встряхивалась, затем эмульсии давали отстояться и разделиться (на что уходило несколько минут), далее нижний (водный ) слой сливался, а оставшаяся жидкость по новой заливалась водой (каждый раз по 300 мл) и данная операция повторялась ещё 5 раз. После чего к отмытому таким образом толуолу, содержащему бутилацетат приливалось 40 мл 84,5%-ной серной кислоты (т.е. примерно 1 к 1 по объёму толуол:серка) при этом смесь начинала разогреваться и сильно темнеть, затем после сильного взбалтывания смесь была убрана на 1 час в холодильник для отстаивания и расслоения... После чего нижний (кислотный) грязно-вишнёво-коричневый слой сливался и повторялась водная промывка, после чего производилась промывка 5-10%-ным р-ром соды (300 мл), затем делались ещё две водные промывки (по 300 мл воды каждая). Далее толуол отделялся.




Причём, когда делал первый раз выход толуола составил 30 мл, когда делал во второй раз - выход составил 32 мл, в третий раз получилось 33 мл !!! Вобщем мя проебал на это весь день и намыл за три захода 95 мл толуола (82,7 гр).




Конечно можно было бы и за один заход всё сделать, но это было бы неинтересно, а так хоть смальца успел процесс отработать...




Серка использовалась 84,5%-ная = отработка после концентрирования азотки...




В итоге имеем следующие цифры:




из 231 мл (77+77+77) растворителя получается 82,7 гр = 95 мл (30+32+33) сырого толуола...




В пересчёте на флакон р-рителя (поллитра) имеем 178 гр = 205 мл сырого толуола...




Посчитаем фактическое содержание толуола в растворителе:




500 мл * 0,87 гр/куб.см. (плотность р-рителя) = 435 гр растворителя, из которых получилось 178 гр толуола, т.е., имеем: 178/435*100 = 41 % по массе толуола, вместо заявленных 50 %, что не так уж и плохо...




Едем дальше...




Далее полученные 95 мл толуола были подвергнуты фракционированию с 50 см ёлочным дефлегматором. В ходе перегонки было установленно, что вся грязь перегналась в первых 3-х мл жидкости (всё что кипело до 110 Ц)затем температура установилась на 110 Ц и при этом было отогнано ещё 2 мл в тот же приёмник (для промывки системы чистым толуолом), затем приёмник был заменён... Во второй приёмник отогналось 77 мл толуола, кипящего в интервале 110-111 Ц... Далее нагрев был выключен, т.к. в кубе оставалось немного жидкости (как мне тогда показалось...), хотя можно было бы отогнать ещё около 3-4 мл толуола... Ну да хуй с ним...




В итоге получилось следующее:




-первая фракция состояла из 5 мл смеси толуола (2 мл) и 3 мл всякого говна, кипящего при температуре до 110 Ц (всякие разные азеотропы), данная фракция сливается в сартир;




-вторяя фракция состояла из 77 мл чистого толуола, кипящего в интервале 110-111 Ц, естесственно сохраняется;




-кубовый остаток, должен быть около 13 мл, состоящий в основном из толуола, и другого всякого, более высосокипящего хлама, типо остатков бутанола, бутилацетата, и т.д., - сливается в отдельную ёмкость, и по мере накопления ещё раз разгоняется...




Снова расчёты:




Выход чистого толуола, кипящего в пределах 110-111 Ц из растворителя № 646:




77 мл чистого толуола из 231 мл растворителя, что в пересчёте на поллитровый флакон р-рителя, составит:




77*500/231 = 166,6 мл




166,6 мл чистого толуола из бутылки растворителя, не считая толуола, который можно дополнительно отогнать из кубовых остатков, а это ещё около 20-25 мл толуола...




Выводы по первой стадии делаем сами... Мя для себя решил, что перегонка полученного сырого толуола всё таки нужна, т.к. 3 мл всякого говна из 95 мл сырого толуола тоже о многом говорит, к тому же ещё неизвестно, сколько всякого хлама содержится в кубовом остатке, но точно не меньше пары мл, в итоге имеем 5 мл крайне не желательных примесей из 95 мл сырого толуола...




А это составляет:




5 мл *0,87 = 4,35 гр (хотя точная плотность смеси всех примесей и неизвестна, но она всё равно меньше единицы и должна находиться где то в пределах 0,8-0,9 гр/куб.см.




95*0,87 = 82,65 гр толуола




82,65 + 4,35 = 87 гр толуол + примеси




4,35/87*100 = 5 % примесей




А 5% всякой херни в исходном сырье для получения ВВ это не мало...







Стадия №2 Синтез ДНТ:




По синтезам руководствовался А.А.Солониным "Лабораторное приготовление взрывчатых веществ" и Е.Ю.Орловой "Руководство к лабораторному практикуму по получению нитросоединений"...




Пересчёт Солонина/Мя:




толуол - 100 гр/25 гр = 29 мл;




серка (95%) - 300 гр/75 гр (1,83 г/куб.см. = 93,5%) = 41 мл;




азотка (91%) - 200 гр/50 гр (1,525 г/куб.см. = раствор N2O4 в безводной азотке) = 33 мл.;




Т.е., как видим кислоты были взяты в небольшом избытке по отношению к методическим кол-вам.




Химизм:




C6H5CH3+2HNO3=H3C-C6H3(NO2)2+2H2O




92 126 182 36




25 гр 34,3 гр 49,4 гр 9,9 гр







В основном руководствовался методой:




75 гр серки смешиваются с 50 гр азотки, темп-ра при этом повышается, дают остыть. Над сосудом устанавливают капельную воронку с краном, где помещают 25 гр толуола, который постепенно вливается в смесь кислот в течении 3-х часов; при смешивании толуола с кислотами происходит энергичная реакция с повышением температуры, причём надо стараться, чтобы темп-ра не была выше 90 Ц. Когда толуол вводится в смесь к-т, то для перемешивания туда же продувается воздух, высушенный пропусканием в конц. серку. После окончания вливания толуола в смесь кислот, в течении одного часа продувают сухой воздух (перемешивают). После охлаждения ДНТ кристаллизуется на поверхности кислот. Затем его отжимают и пускают в дальнейшую переработку. Выход ДНТ около 50 гр с темп. пл. = 67 Ц.




Делалось так:




Толуол прибавлялся к смеси кислот из капельной воронки в течении 3-х часов, при постоянном перемешивании механической верхнеприводной мешалкой, температура при этом держалась между 40-50 Ц, (ни нагрева ни охлаждения при этом не требуется). Затем колбу с р/м нагревали на водяной бане в течении часа при перемешивании и при температуре 80-90 Ц. Затем р/м охладили до комнатной темп-ры. ДНТ при этом закристаллизовался. Р/м вылили в 5-6 кратное (по объёму) кол-во воды. Отфильтровали на фильтре с пористой стеклянной пластинкой, несколько раз промыли холодной водой и оставили сушиться при комнатной темп-ре в течении 12 часов. Выход составил 46 гр чуть влажного ДНБ, т.е., практич. выход составляет около 45 гр ДНБ, что соответствует 91-92 % выходу от теории.







Стадия №3 Синтез ТНТ:




Пересчёт Солонина/Мя:




ДНТ-100 гр/ весь ДНТ, полученный на предыдущей стадии (сырец) = около 45-46 гр;




серка (95%) - 400 гр/200 гр (1,83 г/куб.см. = 93,5%) = 109 мл;




азотка (91%)200 гр/100 гр (1,525 г/куб.см. = раствор N2O4 в безводной азотке) = 66 мл...




Т.е., как видим кислоты были взяты в небольшом избытке по отношению к методическим кол-вам.




Химизм:




H3C-C6H3(NO2)2+HNO3=H3C-C6H2(NO2)3+H2O




182 63 227 18




45 гр 15,6 гр 56 гр 4,6 гр




Придерживался следующей методе:




В сосуд помещают 45 гр ДНТ и 200 гр серки и нагревают до 40-50 Ц; когда весь ДНТ р-рится, то приливается 100 гр азотки, затем вся смесь нагревается до 95 Ц и изредка продувается сухим воздухом для перемешивания. Когда закончится выделение нитрозных газов, перестают нагревать и по охлаждении выкристаллизовывается ТНТ, который отжимается от кислот, промывается сначала горячей водой (60-70 Ц), затем опять водой, но уже холодной и высушивается...




По Орловой выход ТНТ д.б. 87-90 % по ДНТ (от теории).




Как делалось:




ДНТ р-рился в серке достаточно легко, при перемешивании механической мешалкой и нагреве до 40 Ц, в течении 15-20 минут... Далее была прилита азотка и смесь начали нагревать на водяной бане при 95-100 Ц при периодическом (т.к. на данной стадии перемешивание играет далеко не первостепенную роль) перемешивании механической мешалкой в течении 8-9 часов... Нитро-газы после этого времени так и не прекратили выделяться (наверное из-за того, что в р/м не продувался воздух, как это делалось в оригинальной методе Солонина), затем колбу с р/м перестали нагревать и начали по каплям приливать холодную воду, удерживая при этом темп-ру не более 95 Ц с помощью водяной бани с холодной водой... Всего было добавлено около 250 мл холодной воды (при постоянном перемешивании)... Через некоторое время в интервале температур от 65 до 75 Ц., ТНТ начал кристаллизоваться, далее перемешивали ещё несколько минут, до тех пор, пока р/м не приняла комнатную температуру. Затем содержимое колбы вылили в литровый стакан с 200 мл холодной воды. ТНТ отфильтровали, несколько раз промыли холодной водой и высушили.




Выход составил 50 гр ТНТ-сырца, т.е., около 89 % по ДНТ (от теории). Что не плохо , т.к.




"По Орловой выход ТНТ д.б. 87-90 % по ДНТ (от теории)."







Стадия №4 Промывка ТНТ от кислот:




Руководствовался методой Евгении Юлиановной:




В сосуд загружают ТНТ и тройное кол-во (по массе) горячей воды с темп-рой 90-92 Ц и при этой темп-ре перемешивают в течении 10 минут. Затем перемешивание прекращают и слои разделяют. Воду удаляют. Промывку повторяют с новой порцией горячей воды и берут рН пробу...




Делалось это следующим образом:




В литровый стакан поместили ТНТ, залили водой с темп-рой около 95 Ц, перемешивали при помощи мех. мешалки в течении 10-15 минут... Затем процедуру повторили с новой порцией горячей дистиллированной воды, после чего продукт вылили в фарфоровую чашку, охладили и слили с него воду. После чего высушили на паровой бане (при 100 Ц) в расплавленном состоянии.




Выход составил 49 гр, т.е. 87,5% по ДНТ (от теории) ТНТ-сырца с темп. начала пл. = 78 Ц, темп. конца пл. = 80-81 Ц...







Стадия №5 Очистка ТНТ = перекристаллизация ТНТ-сырца из азотной кислоты:




Делалось вобщем-то по Орловой Е.Ю...




Оригинальная метода:




1 часть ТНТ смешивают с 3-мя частями 63%-ной азотки, нагревают суспензию до 65-70 Ц и при перемешивании выдерживают до полного р-рения. Затем дают массе в течении 30 минут охладиться до 23-30 Ц. Полученные при этом кристаллы ТНТ отфильтровывают от маточника на стеклянном пористом фильтре. Затем кристаллы по 2 раза промывают 63%-ной азоткой и холодной водой и наконец несколько раз водой, нагретой до 65 Ц, пока промывная вода не покажет нейтральной реакции на лакмус.




Как делал мя:




49 гр ТНТ-сырца (в виде лепёшки = расплавленный и застывший ТНТ после промывок горячей водой в расплавленном виде) были измельчены в фарфоровой ступке и залиты 110 мл 57,5%-ной азотки в колбе на 250 мл, затем при перемешивании нагревались до 65-70 Ц (ТНТ при этом полностью не р-рился), было добавлено ещё 20 мл 57,5%-ной азотки. Нагрев при перемешивании продолжили, но ТНТ р-рился опять не полностью, тогда было решено добавить ещё 10 мл азотки...




После чего весь ТНТ р-рился при темп-ре около 70 Ц, образуя р-р жёлтого цвета... Затем р-р ТНТ был отфильтрован под вакуумом через воронку с пористой стеклянной пластинкой с обогревом струёй пара, т.к., содержал видимые механические примеси, - бумагу для ф-ния применять естесственно незя, т.к., ахтунг... Затем уже отфильтрованный р-р ТНТ в азотке в течении часа охладили до 35 Ц, после чего за 15-20 минут охл-ли до темп-ры 20 Ц с помощью бани с холодной водой... Выпавшие кристаллы ТНТ были отфильтрованы под вакуумом на воронке с пористой стеклянной пластинкой, затем, прямо на фильтре 3 раза ополаскивались 57,5%-ной азоткой с темп-рой около 25 Ц, затем несколько раз промывались холодной дистиллированной водой*.




После чего сабж сушился в течении 12 часов при комнатной темп-ре...




Выход чистого 2,4,6-ТНТ составил 45 гр, т.е., примерно 92 % по ТНТ-сырцу...




* Промывка горячей (65 Ц.) водой не делал, т.к. забыл... Да и хуй с ней...







Фотосессия... Как всегда...




1) Водные процедуры = вымываем толуол из растворителя №646:








2) После сернокислотной очистки толуола:










3) Фракционирование толуола:










4)По ходу приливания толуола к нитросмеси:










5) Весь толуол добавлен:










6) Влажный ДНТ:










7) Подготовка к синтезу ТНТ (весь ДНТ загружен в реактор):










8) К раствору ДНТ в серке добавлена вся азотка:










9) Синтез:










10) В последний час выдержки:










11) Р/м, только что разбавленная водой:










12) Водная суспензия ТНТ:










13) ТНТ (только что, декантацией слита кислотная смесь):











14) "Горячие ванны" (расплав ТНТ под слоем воды) = на стадии промывки ТНТ от кислот:










15) 2,4,6-ТНТ (перекристаллизованный из азотной кислоты):










Ну вот и усё...

Комментарии:
  • Торчин 18.03.2013

    Спасибо,что ещё сказать)
    Тол просто красавец,весь такой белый)

  • Temnyi elf 12.04.2013

    Да, беленький, прямо гек =)

  • СЭП 13.04.2013

    беленьким он был не долго =)
    Через пару месяцев хранения в склянке из тёмного стекла стал немного желтоватого цвета...
    А хлопнул очень даже ничё так, я даже не ожидал от него такого... С геком ему конечно не сравниться, но всё же...

  • phantasy 21.05.2013

    Красивый синтез! Респект!

  • moisey 05.01.2014

    всегда завидовал белой завистью такому оборудованию,а огнетушитель на фото доставил) но тб есть тб

  • Chimera+ 26.10.2015

    Тротильчик :*

    Вот олеум достану- буду мутить! С ним же выход полнее вроде?

  • Metamphetamin 08.11.2015

    Chimera+, да выход полнее должен быть

© Добрейшей души человеки, 2003-2017

При использовании материалов ресурса ссылка обязательна.