Пиротехническая химия
Главная Начинающим пиротехникам Статьи Добавить статью Добавить материалы на сайт Поиск по сайту Карта книг Карта сайта
Книги в помощь
Военная история Изготовление и применение ВВ Пиротехника в военном деле Разное по пиротехнике Физика в пиротехнике Химия ВВ и составов
Новые книги
Яковлев Г.П. "122 мм самоходная пушка образца 1944 г." (Военное дело)

Суворов С. "Бронированная машина пехоты БМП -3 часть 1" (Военное дело)

Суарес Г. "Тактическое преимущество " (Военное дело)

Стодеревский И.Ю. "Автобиография записки офицера спецназа ГРУ " (Военное дело)

Соколов А.Н. "Альтернатива. Непостроенные корабли Российского императорского флота" (Военное дело)
Химия и технология бризантных взрывчатых веществ - Орлова Е.Ю.
Орлова Е.Ю. Химия и технология бризантных взрывчатых веществ: Учебник для вузов — Л.: Химия, 1981. — 312 c.
Скачать (прямая ссылка): orlova1981.djvu
Предыдущая << 1 .. 110 111 112 113 114 115 < 116 > 117 118 119 120 121 122 .. 123 >> Следующая

В качестве параметра оптимизации, как правило, выбирают либо себестоимость единицы продукции, либо максимальную производительность системы при данном аппаратурном оформлении. Ограничивающим параметром в первую очередь является безопасность производства.
Примером решения задачи оптимального управления процессом может служить оптимизация производства тротила, осуществленная применительно к технологической схеме, описанной на стр. 114. В качестве критерия оптимальности в ней выбрана экономическая эффективность производства. Входными параметрами взяты качество исходных продуктов, число аппаратов (8 нитраторов и 6 сепараторов), ограничения, обусловленные требованиями техники безопасности. Управляющими параметрами являются расход азотной кислоты и олеума, температура в нитраторах и сепараторах, коэффициент рециркуляции внутри стадии.
Математическая модель процесса включает уравнения, описывающие нитрование органических компонентов в кислотной фазе,' диффузию органических веществ между фазами, растворение органических веществ в кислотной фазе и азотной кислоты в органической фазе, а также уравнения материального и теплового баланса.
¦* Уравнения материального баланса составляются отдельно для кислотной и органической фазы в каждом аппарате и учитывают одновременное присутствие 17 различных соединений (толуол и его нитропроизводные, продукты окисления, кислоты, окислы азб-та, вода). Для упрощения системы все изомеры моно- и динитро-толуолов, превращающиеся в 2,4,6-тринитротолуол, обозначают а-МНТ и а-ДНТ, а все вещества, образующие «несимметричные»
296
изомеры тротила,— 6-МНТ и р-ДНТ. Даже с учетом этого допущения для одного аппарата составляется в среднем 22 уравнения, а для системы в целом 322.
При составлении уравнений кинетики нитрования используются экспериментально найденные значения констант реакций второго порядка на основании предположения, что на всех стадиях справедливо уравнение:
^=*[Nomcopr]
где Wi — скорость реакции; [NO2] и [Сорг] — концентрации нитроний-иона и нитруемого соединения соответственно.
Принимается также, что скорость нитрования толуола, равна скорости его диффузии к границе раздела фаз.
Влияние состава кислотной смеси на степень превращения HNO3 и NOa учитывается с помощью специально рассчитанных коэффициентов. Наряду с реакциями нитрования модель учитывает окислительные процессы (при допущении, что в них участвует преимущественно динитротолуол). Так как реакция протекает в кислотной фазе, необходимо знать концентрацию органических соединений в нитрующей смеси. Для равновесной системы ее рассчитывают по уравнению, учитывающему зависимость растворимости нитротолуолов от концентрации воды в кислотной фазе и температуры.
Разработанная таким образом математическая модель процесса была подвергнута тщательному анализу для определения оптимальных условий. С этой целью была составлена основная программа расчета и пять подпрограмм, позволивших осуществить снятие всех основных характеристик последовательно для каждого из аппаратов и системы в целом. Насколько этот поиск оказался эффективным можно судить по тому, что при той же производительности удалось снизить расход олеума с 5,44 до 4,54 т/ч и окупить затраты на все проведенные работы в течение одного года.
В ходе расчетов было показано, что поддержание оптимального режима возможно лишь при использовании управляющей ЭВМ, которая позволит исключить сильные колебания в процессе, возможные при случайном нарушении подачи компонентов.
Еще более сложными являются задачи оптимального проектирования новых производств ВВ. Наряду с детальным исследованием самого процесса получения ВВ оптимизация проектирования предполагает тщательное ознакомление с общей экономической конъюнктурой, наличием исходного сырья и его стоимостью, возможностью регенерации и уничтожения отходов производства, затратами на капитальное строительство и т. д.
Особенно тщательного анализа заслуживает создание новых производств таких ВВ (например, нитраминов), для которых имеется два или более альтернативных технологических процессов. Так, описанные в литературе процессы получения гексогена существенно различаются как по сырью, так и по технологическому оформлению,
297
В окислительном способе на 1 т готового продукта расходуют 840 кг уротропина и 8—9 т азотной кислоты; получается большое количество разбавленной азотной кислоты, которую необходимо регенерировать. К достоинствам способа относятся простое технологическое оформление, отсутствие сброса сточных вод и высокое качество готового гексогена, не нуждающегося в очистке. Отход производства — газообразные продукты (образующиеся на стадии окисления примесей) поглощаются абсорбционной системой и превращаются в разбавленную азотную кислоту.
При уксусноангидридном способе получения гексогена расход уротропина снижается до 400 кг на 1 т готового продукта, а азотной кислоты до 680 кг. Одновременно в процессе необходимо использовать 0,43 т/т аммиачной селитры и 2,4 т*/т уксусного ангидрида. Как и в окислительном методе, в нем отсутствует сброс токсичных вод, а отработанные кислоты подлежат полной регенерации. Однако полученный гексоген имеет температуру плавления 192 °С и нуждается в дополнительной очистке.
Предыдущая << 1 .. 110 111 112 113 114 115 < 116 > 117 118 119 120 121 122 .. 123 >> Следующая
Реклама
 
 
Авторские права © 2010 PiroChem. Все права защищены.