專利名稱：一種制造改性硝酸銨的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及改性硝酸銨一種新的制造方法，屬于含能材料的生產(chǎn)制造技術(shù)領(lǐng)域， 主要用于改性硝酸銨的制造，用于改善硝酸銨的吸濕性和改變硝酸銨相變溫度。
背景技術(shù)：
硝酸銨由于其氧含量高、燃燒無(wú)殘?jiān)⑷細(xì)鉄o(wú)毒、無(wú)腐蝕性、來(lái)源廣泛、價(jià)格低廉和 鈍感等優(yōu)點(diǎn)，是應(yīng)用需求廣泛的工業(yè)炸藥和氧化劑。然而普通硝酸銨晶體的吸濕性和在一 般使用范圍內(nèi)的三個(gè)晶變點(diǎn)(_18°C、32.3°C、84.2°C )，極大的影響了硝酸銨的應(yīng)用。一方 面需要通過(guò)降低其表面極性，減小孔隙率以改善其吸濕性，另一方面是通過(guò)在硝酸銨的晶 體中引入其它離子，阻止它的晶形隨著溫度變化而改變的特性，拓寬其應(yīng)用的溫度范圍。所 以需要對(duì)其進(jìn)行改性處理。一般硝酸銨的改性處理是通過(guò)加入一定量的改性劑來(lái)實(shí)現(xiàn)。改 性劑包括金屬氧化物(如Ni203、Cu0、Zn0)，鉀鹽(如KN03,以及KF等)和表面活性劑。而 改性硝酸銨的制造方法主要有3種，這方面的專利很多，如USP 5063036,USP 5071630,USP 4925600、USP 4124368 等。1)蒸煮法。具體的工藝是把硝酸銨溶解在水中，在加熱攪拌時(shí)緩慢加入硝酸鉀等 改性物，在溫度130°C 140°C下，除去大部份水，一般僅留4%的水，保持溶液無(wú)結(jié)晶，然后 自然降溫，在60°C下去濕結(jié)晶。2)噴霧干燥法。將硝酸鉀等改性物加熱溶解在硝酸銨水溶液中，用噴霧法干燥得 到結(jié)晶顆粒。濃度一般在85%，進(jìn)料溫度為172°C，熱風(fēng)溫度為230°C 250°C。一般出料 溫度在50°C 80°C，水分含量小于1%。3)冷凍干燥法。在常溫下把配制好一定比例的硝酸銨/硝酸鉀(及其它改性 物)50%濃度以上的溶液，用-130°C液氮或液化空氣急劇降溫結(jié)晶，然后在冷動(dòng)干燥機(jī)中 除去結(jié)晶水。在此過(guò)程要防止晶體重新融化。蒸煮法工藝最為簡(jiǎn)單，但效率低，晶體成型慢，硝酸鉀等改性物易析出，改性效果 稍差。噴霧干燥法速度快，結(jié)晶快，技術(shù)成熟度高，設(shè)備投資中等，但工藝溫度高，控制難，易 出現(xiàn)安全事故。冷凍法控制困難，冷動(dòng)除濕效率低，設(shè)備貴，但因?yàn)椴僮鞫荚诔匾韵?，工?較為安全。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足提供一種適于工程化應(yīng)用的制造改性硝 酸銨的方法。本發(fā)明的技術(shù)解決方案包括如下步驟①用液態(tài)二氧化碳、或液態(tài)鹵代烴、或液氨中的一種或兩種以上混合溶劑溶解硝 酸胺和改性劑；②進(jìn)行溶劑與溶質(zhì)分離，得到改性硝酸銨和氣化的溶劑。本發(fā)明所述步驟②中通過(guò)減壓或/和升溫方式分離溶劑。
本發(fā)明所述步驟②用噴霧方式是將步驟①所得溶液噴入低壓的容器中，復(fù)合溶劑 吸熱蒸發(fā)成氣態(tài)，改性硝酸銨結(jié)晶析出，低壓的容器工作壓強(qiáng)(表壓)為IMPa以下直至真 空狀態(tài)，最佳壓強(qiáng)小于0. 2MPa。本發(fā)明硝酸胺和改性劑的重量配比為100 0 50，硝酸胺和改性劑的比例可根
據(jù)需要調(diào)節(jié)。本發(fā)明步驟①中液態(tài)二氧化碳、或液態(tài)鹵代烴、或液氨可采用加壓或冷凝的方式 得到。本發(fā)明步驟①中混合溶劑與硝酸胺的重量配比為100 1 800。本發(fā)明步驟①中混合溶劑與硝酸胺的重量配比為100 20 300。本發(fā)明改性劑包括以改善硝酸銨的吸濕性、改變硝酸銨相變溫度為目的所添加的 能溶于復(fù)合溶劑中的物質(zhì)，包括金屬氧化物如Ni203、Cu0、Zn0 ；鉀鹽如KN03、以及KF ；辛基 三甲基溴化銨表面活性劑；聚乙烯醇縮丁醛。本發(fā)明步驟①所述的鹵代烴為鹵代甲烷、或鹵代乙烷、或鹵代丙烷。本發(fā)明步驟①所用二氧化碳、或氨、或鹵代烴可以是步驟②所分離出來(lái)的氣化溶 劑的重復(fù)使用。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比有益效果為(1)本發(fā)明用來(lái)溶解硝酸銨和改性劑的溶劑都是在低溫或加壓下存在，在環(huán)境溫 度下或不加壓的情況下易氣化的液體，它們與硝酸銨和改性劑的分離非常容易，無(wú)溶劑殘
&3 甶ο(2)本發(fā)明操作溫度低，不需要高溫加熱，安全性高。(3)本發(fā)明的生產(chǎn)效率高，產(chǎn)品本身不含水，無(wú)需長(zhǎng)時(shí)間烘干處理。(4)本發(fā)明所用溶劑可以循環(huán)利用，并且整個(gè)工藝過(guò)程無(wú)“三廢”排放，綠色環(huán)保。(5)本發(fā)明工藝過(guò)程簡(jiǎn)單，工藝設(shè)備投資不高，易于工程化應(yīng)用。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。實(shí)施例1將IOOg硝酸銨和IOg硝酸鉀放入一密閉的容器中，注入用加壓的方式得到的208g 的液氨，攪拌后，通過(guò)一噴嘴在一容器中進(jìn)行噴霧(壓強(qiáng)0. IMPa)，改性后的硝酸銨在容器 中沉降析出。液氨氣化后經(jīng)過(guò)濾、除塵、壓縮后回收。取出改性硝酸銨樣品測(cè)得改性后第一 個(gè)相變溫度為112°C。實(shí)施例2將IOOg硝酸銨和5gCu0放入一密閉的容器中，加入用冷凝的方式得到的40g液態(tài) CH2FCF3和160g液氨的復(fù)合溶劑，攪拌后，通過(guò)一噴嘴在一容器中進(jìn)行噴霧(壓強(qiáng)0. 2MPa)， 改性后的硝酸銨在容器中沉降析出。CH2FCF3和液氨汽化后經(jīng)過(guò)濾、除塵、壓縮后回收。取 出改性硝酸銨樣品，測(cè)得改性硝酸銨后第一個(gè)相變溫度為142°C。實(shí)施例3將IOOg硝酸銨和0. 5g辛基三甲基溴化銨表面活性劑放入一密閉的容器中，注入 280g的液氨，攪拌后，通過(guò)一噴嘴在一容器中進(jìn)行噴霧(壓強(qiáng)0. IMPa)，改性后的硝酸銨在容器中沉降析出。液氨氣化后經(jīng)過(guò)濾、除塵、壓縮后回收。在濕度為93%的室溫下測(cè)得改性 硝酸銨是原硝酸銨吸濕率的40%。實(shí)施例4將IOOg硝酸銨和0. 5g聚乙烯醇縮丁醛放入一密閉的容器中，加入20g液態(tài) CH2FCF3和240g液氨，攪拌后，通過(guò)一噴嘴在一容器中進(jìn)行噴霧(壓強(qiáng)0. 15MPa)，改性后的 硝酸銨在容器中沉降析出。CH2FCF3和液氨汽化后經(jīng)過(guò)濾、除塵、壓縮后回收。測(cè)得改性硝 酸銨相對(duì)于原硝酸銨的相對(duì)吸濕率為56%。本發(fā)明未詳細(xì)說(shuō)明部分屬本領(lǐng)域技術(shù)人員公知常識(shí)。
權(quán)利要求
一種制造改性硝酸銨的方法，其特征在于步驟如下①用液態(tài)二氧化碳、或液態(tài)鹵代烴、或液氨中的一種或兩種以上混合溶劑溶解硝酸胺和改性劑；②進(jìn)行溶劑與溶質(zhì)分離，得到改性硝酸銨和氣化的溶劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種制造改性硝酸銨的方法，其特征在于所述步驟②通過(guò) 減壓或/和升溫方式分離溶劑。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種制造改性硝酸銨的方法，其特征在于所述步驟②用噴 霧方式將步驟①所得溶液噴入低壓的容器中，復(fù)合溶劑吸熱蒸發(fā)成氣態(tài)，改性硝酸銨結(jié)晶 析出，低壓的容器工作壓強(qiáng)(表壓)為IMPa以下直至真空狀態(tài)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種制造改性硝酸銨的方法，其特征在于所說(shuō)低壓的容器 工作壓強(qiáng)(表壓)，最佳壓強(qiáng)小于0. 2MPa。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種制造改性硝酸銨的方法，其特征在于步驟①中硝酸胺 和改性劑的重量配比為100 0 50。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種制造改性硝酸銨的方法，其特征在于步驟①中混合溶 劑與硝酸胺的重量配比為100 1 800。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種制造改性硝酸銨的方法，其特征在于步驟①中混合溶 劑與硝酸胺的重量配比為100 20 300。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種制造改性硝酸銨的方法，其特征在于改性劑包括以改 善硝酸銨的吸濕性、改變硝酸銨相變溫度為目的能溶于復(fù)合溶劑中的物質(zhì)，包括金屬氧化 物如Ni203、CuO、ZnO ；鉀鹽如KN03、以及KF ；辛基三甲基溴化銨表面活性劑；聚乙烯醇縮 丁醛。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種制造改性硝酸銨的方法，其特征在于步驟①所述的鹵 代烴為鹵代甲烷、或鹵代乙烷、或鹵代丙烷。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種制造改性硝酸銨的方法，其特征在于步驟①所用二氧 化碳、或氨、或鹵代烴可以是步驟②所分離出來(lái)的氣化溶劑的重復(fù)使用。
全文摘要
本發(fā)明提供一種適于工程化應(yīng)用的制造改性硝酸銨的方法。包括如下步驟①用液態(tài)二氧化碳、或液態(tài)鹵代烴、或液氨中的一種或兩種以上混合溶劑溶解硝酸胺和改性劑；②進(jìn)行溶劑與溶質(zhì)分離，得到改性硝酸銨和氣化的溶劑。與現(xiàn)有技術(shù)相比有益效果為本發(fā)明用來(lái)溶解硝酸銨和改性劑的溶劑是在低溫或加壓下存在，在環(huán)境溫度下或不加壓的情況下易氣化的液體，它們與硝酸銨和改性劑的分離非常容易，無(wú)溶劑殘留；操作溫度低，不需要高溫加熱，安全性高；生產(chǎn)效率高，產(chǎn)品本身不含水，無(wú)需長(zhǎng)時(shí)間烘干處理；所用溶劑可以循環(huán)利用，并且整個(gè)工藝過(guò)程無(wú)“三廢”排放，綠色環(huán)保；工藝過(guò)程簡(jiǎn)單，工藝設(shè)備投資不高，易于工程化應(yīng)用。
文檔編號(hào)C01C1/18GK101920976SQ200910062799
公開(kāi)日2010年12月22日 申請(qǐng)日期2009年6月17日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月17日
發(fā)明者徐浩星, 李忠友, 葛志強(qiáng) 申請(qǐng)人:中國(guó)航天科技集團(tuán)公司第四研究院第四十二所