СПОСОБ УНИЧТОЖЕНИЯ ИПРИТА ДЛИТЕЛЬНОГО ХРАНЕНИЯ Российский патент 2002 года по МПК C07C323/03 

Описание патента на изобретение RU2191173C2

Изобретение относится к уничтожению боевых отравляющих веществ (ОВ), в частности к уничтожению отравляющего вещества кожно-нарывного действия - иприта.

Находящийся в настоящее время на хранении иприт (далее иприт длительного хранения) представляет собой вязкую непрозрачную жидкость темного цвета, содержащую твердые и смолообразные включения (Соборовский Л.З., Эпштейн Г.Ю. Химия и технология боевых химических веществ. - М: Государственное издательство оборонной промышленности, 1938, С.587).

Существующие в настоящее время способы уничтожения иприта (β,β′-дихлордиэтилсульфид) - окисление, окислительное хлорирование и щелочной гидролиз, не позволяют осуществлять детоксикацию осадков, содержащих иприт (Франке З. , Франке Е. Химия отравляющих веществ. Т. 1. М.: Химия, 1973. С. 440). Остающиеся твердые включения содержат иприт и представляют собой смесь полимеров и сульфониевых солей труднорастворимых в используемых дегазирующих рецептурах. Они недостаточно эффективно дегазируются известными рецептурами. В то же время примеси, содержащиеся в иприте длительного хранения, хорошо растворимы в N,N-диметилформамиде (ДМФА) (Трофимов Б.А., Гусарова Н.К., Шантроха А.В. и др. Ж. прикл. химии. 1994 г. Т.64. 1. С.161-166).

В литературе известен способ разложения хлоралканов при нагревании их в ДМФА (Вайман Э.Я., Пакшвер А.Б., Фихман В.Д. //Высокомолекулярные соединения. 1972. Т. 14А. С.90. Фихман В.Д., Вайман Э.Я., Пакшвер А.Б. //Хим. волокна. 1964. 5. С.19). Реакция разложения хлоралканов осуществляется без использования дополнительных реагентов, что обусловлено автокаталитическим действием примесей, образующихся при частичном разложении ДМФА. В ДМФА присутствуют примеси аминного (диметиламин) и кислого (муравьиная кислота) характера [5]. С повышением температуры количество примесей в ДМФА увеличивается, в результате чего увеличивается и скорость реакции разложения хлоралканов.

Известно, что при взаимодействии иприта с диметиламином протекает реакция разложения с образованием его непредельных аналогов (Lawson W.E., Reid E. E. // J. Am. Chem. Soc. 1925. V.47. 11. Р.2821-2836).

По совокупности признаков наиболее близким к заявляемому способу уничтожения иприта относится способ его уничтожения путем взаимодействия с водными растворами мочевины в соотношении 1:1-7 или тиомочевины в соотношении 1: 1 при нагревании реакционной массы при 30-70oС в течение 2-7 ч до выпадения осадка (RU, 2073542, 20.02.1997).

К недостаткам данного способа уничтожения иприта следует отнести невозможность регенерации компонентов реакционной массы для повторного их использования в качестве дегазатора и образование труднотранспортируемых осадков.

Целью изобретения является разработка способа детоксикации иприта длительного хранения путем нагрева его раствора в ДМФА.

Указанная цель достигается термической обработкой растворов иприта длительного хранения в ДМФА за счет автокаталитического действия примесей, образующихся при частичном разложении ДМФА.

Нами были изучены зависимости полноты детоксикации растворов иприта в ДМФА в зависимости от температуры реакционной среды.

Результаты исследований представлены в табл. 1. Установлено, что уничтожение иприта более чем на 99,9% происходит в течение 240-300 мин.

Процесс детоксикации иприта с использованием этого способа ведут до содержания в реакционных массах отравляющего вещества не более 0,1 мг•мл-1. Токсикологическая оценка образующихся реакционных масс на белых мышах при накожной аппликации свидетельствует о том, что они относятся к веществам III класса токсичности.

Предлагаемый способ детоксикации иприта длительного хранения может быть использован в промышленных масштабах, поскольку основан на использовании доступного отечественного сырья и допускает без существенных изменений применение типового технологического оборудования химических производств. Процесс не требует значительных энергетических затрат и протекает без использования дополнительных реагентов. Использование данного метода позволяет провести детоксикацию иприта длительного хранения, включая и труднорастворимые смолы. В дальнейшем возможно многократное использование ДМФА после фракционирования реакционной массы.

Сведения, подтверждающие осуществимость способа детоксикации иприта длительного хранения в растворах ДМФА, представлены ниже.

Типовой опыт. В реактор, снабженный обратным холодильником, пробоотборником и механической мешалкой загружают 10,0 г (6,3 ммоль) иприта длительного хранения в 63,0 г (862 ммоль) ДМФА. Перемешивают при 70-130oС. Через заданные промежутки времени отбирают пробы органической фазы по 0,1 мл и анализируют на остаточное содержание иприта.

Пример 1. В условиях типового опыта используют 10,0 г (63 ммоль) иприта длительного хранения в 63,0 г (862 ммоль) ДМФА при 70oС. После нагрева в течение 5 часов отбирают пробу и определяют иприт в концентрации 44,8 мг•мл-1 (281 ммоль•мл-1).

Пример 2. В условиях типового опыта используют 10,0 г (63 ммоль) иприта длительного хранения в 63,0 г (862 ммоль) ДМФА при 100oС. После нагрева в течение 5 часов отбирают пробу и определяют иприт в концентрации 0,1 мг•мл-1 (0,6 ммоль•мл-1).

Контроль за реакцией детоксикации иприта по остаточным его концентрациям осуществляют с помощью газожидкостного хроматографа HP 5890 серии II ("Hewlett Packard", США) с пламенно-ионизационным детектором. Разделение смеси осуществляют на кварцевой капиллярной колонке НР-1 длиной 25 м, внутренним диаметром 0,32 мм, толщиной неподвижной жидкой фазы 0,17 мкм. Режим работы: температура инжектора 280oС, температура детектора 280oС, t(колонки)= 50oС, подъем температуры 10oС•мин-1 - 270oС. Газ-носитель - гелий, входное давление 1 атм, коэффициент сброса 1•10-1, объем вводимой пробы 1 мкл. Газ-носитель - азот, скорость подачи 2 мл•мин-1.

Определение состава и строения компонентов реакционных масс, образующихся в процессе детоксикации иприта, проводят на хроматомасс-спектрометрическом комплексе: газожидкостной хроматограф HP 5890 серии II - масс-селективный детектор HP 5972A, оснащенный кварцевой капиллярной колонкой НР-5, длиной 60 м, внутренним диаметром 0,32 мм, толщиной неподвижной жидкой фазы 0,25 мкм. Режим работы: температура инжектора 280oС, температура интерфейса 300oС, начальная температура колонки 50oС, подъем температуры 10oС•мин-1 до 300oС с выдержкой при конечной температуре в течение 10 мин. Газ-носитель - гелий, входное давление 1 атм, коэффициент сброса 1•10-1, объем вводимой пробы 1 мкл. Энергия ионизации 70 eV. Диапазон массовых чисел 35-450 а.е.м. Скорость сканирования 1 скан•с-1. Для идентификации компонентов смеси использовался масс-спектральный банк данных Wiley 275(275000 соед.).

В табл. 1 представлены результаты анализа остаточного содержания иприта в реакционных массах.

В табл. 2 представлены результаты анализа основных продуктов, образовавшихся в процессе детоксикации иприта длительного хранения в условиях эксперимента.

Похожие патенты RU2191173C2

название год авторы номер документа
СПОСОБ УНИЧТОЖЕНИЯ ИПРИТА 2000
  • Алимов Н.И.
  • Демидов О.М.
  • Иванов К.Н.
  • Шантроха А.В.
  • Козырева А.В.
  • Фоменко П.В.
  • Тугушов В.И.
  • Фролов В.Н.
RU2191174C2
ЭКСТРАГЕНТ ДЛЯ ИЗВЛЕЧЕНИЯ β,β′ -ДИХЛОРДИЭТИЛСУЛЬФИДА ИЗ ПРОБ ПОЧВЫ 1996
  • Алимов Н.И.
  • Кучинский Е.В.
  • Миллер С.В.
  • Яковлев А.В.
RU2119160C1
СПОСОБ ОБЕЗЗАРАЖИВАНИЯ ВНУТРЕННЕЙ ПОВЕРХНОСТИ ХИМИЧЕСКИХ БОЕПРИПАСОВ ОТ ОСТАТКОВ ФОСФОРОРГАНИЧЕСКИХ ОВ ТИПА "ЗАРИН" И "ЗОМАН" 2001
  • Алимов Н.И.
  • Козырева А.В.
  • Иванов К.Н.
  • Черных О.П.
  • Фролов В.Н.
  • Демидов О.М.
  • Буряк А.К.
RU2200046C1
СПОСОБ КОЛИЧЕСТВЕННОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ О-АЛКИЛОВЫХ ЭФИРОВ МЕТИЛФОСФОНОВОЙ КИСЛОТЫ В ВОДНЫХ МАТРИЦАХ МЕТОДОМ РЕАКЦИОННОЙ ГАЗОВОЙ ХРОМАТОГРАФИИ С АТОМНО-ЭМИССИОННЫМ ДЕТЕКТИРОВАНИЕМ 2001
  • Алимов Н.И.
  • Шантроха А.В.
  • Лапко Е.Ю.
  • Митрофанов Д.А.
  • Грибова Е.Д.
RU2213959C2
СПОСОБ КОЛИЧЕСТВЕННОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ 10-ХЛОР-9,10-ДИГИДРОФЕНАРСАЗИНА В РАСТВОРЕ МЕТОДОМ РЕАКЦИОННОЙ ГАЗОВОЙ ХРОМАТОГРАФИИ С АТОМНО-ЭМИССИОННЫМ ДЕТЕКТИРОВАНИЕМ 2000
  • Алимов Н.И.
  • Павлов А.Ю.
  • Шантроха А.В.
  • Митрофанов Д.А.
  • Белоусов Е.Б.
  • Лобур А.Ю.
  • Лапко Е.Ю.
RU2187105C2
ПРИМЕНЕНИЕ 1,2-ДИБУТИЛДИТИАЭТАНА В КАЧЕСТВЕ ИМИТАТОРА 2,2'-ДИХЛОРДИЭТИЛСУЛЬФИДА (ИПРИТА) ДЛЯ ОБУЧЕНИЯ ВОЙСК БОЕВЫМ ДЕЙСТВИЯМ В УСЛОВИЯХ ХИМИЧЕСКОГО ЗАРАЖЕНИЯ ИПРИТОМ 2003
  • Алимов Н.И.
  • Павлов А.Ю.
  • Шантроха А.В.
  • Демидов О.М.
  • Козырева А.В.
  • Сорокин А.И.
  • Чернов С.А.
  • Макшаков С.В.
RU2260577C2
ИСПЫТАТЕЛЬНЫЙ СТЕНД ДЛЯ СОЗДАНИЯ ПАРОГАЗОВЫХ И ПАРОАЭРОЗОЛЬНЫХ СМЕСЕЙ С ЗАДАННОЙ КОНЦЕНТРАЦИЕЙ 2001
  • Алимов Н.И.
  • Яковлев А.В.
  • Полякова Г.Ю.
  • Седунов С.Г.
  • Елизаров А.В.
  • Прытков А.С.
  • Румянцев А.Б.
RU2219516C2
СПОСОБ ОЦЕНКИ МИКРОСОМАЛЬНОЙ СИСТЕМЫ ПЕЧЕНИ ПРИ ДЕЙСТВИИ КСЕНОБИОТИКОВ АЛКИЛИРУЮЩЕГО ТИПА 1995
  • Рембовский В.Р.
  • Антонова О.М.
RU2104539C1
СПОСОБ УНИЧТОЖЕНИЯ СЕРНИСТОГО ИПРИТА ДЛИТЕЛЬНОГО ХРАНЕНИЯ С ВЫСОКИМ СОДЕРЖАНИЕМ СМОЛ И ИПРИТНО-ЛЮИЗИТНЫХ СМЕСЕЙ ДЛИТЕЛЬНОГО ХРАНЕНИЯ С ВЫСОКИМ СОДЕРЖАНИЕМ СМОЛ 2013
  • Красильников Валерий Владимирович
  • Поторопин Евгений Борисович
  • Левченко Евгений Валентинович
  • Жохов Александр Константинович
  • Тагаев Владимир Игоревич
  • Серебренников Борис Васильевич
RU2559632C2
СПОСОБ ОБЕЗЗАРАЖИВАНИЯ ВНУТРЕННЕЙ ПОВЕРХНОСТИ ХИМИЧЕСКИХ БОЕПРИПАСОВ ОТ ОСТАТКОВ ФОСФОРОРГАНИЧЕСКИХ ОВ ТИПА "ЗАРИН" И "ЗОМАН" 2001
  • Алимов Н.И.
  • Козырева А.В.
  • Иванов К.Н.
  • Черных О.П.
  • Фролов В.Н.
  • Демидов О.М.
  • Буряк А.К.
RU2200045C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 191 173 C2

Реферат патента 2002 года СПОСОБ УНИЧТОЖЕНИЯ ИПРИТА ДЛИТЕЛЬНОГО ХРАНЕНИЯ

Изобретение относится к способу уничтожения отравляющего вещества кожно-нарывного действия - иприта длительного хранения. Способ позволяет уничтожать иприт длительного хранения путем нагревания его в растворе N,N-диметилформамида до остаточной концентрации иприта в реакционной массе не более 0,1-55,0 мг•мл-1 без использования дополнительных рецептур и реагентов. Достигается снижение количества технических отходов. 2 табл.

Формула изобретения RU 2 191 173 C2

Способ уничтожения иприта длительного хранения путем нагревания в среде амида, отличающийся тем, что в качестве амида используют диметилформамид и процесс проводят в течение 5 ч при температуре 70-100oС до остаточной концентрации иприта в реакционной массе не более 0,1-55,0 мг•мл-1.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2002 года RU2191173C2

СПОСОБ УНИЧТОЖЕНИЯ ИПРИТА 1992
  • Кунцевич А.Д.
  • Шантроха А.В.
  • Щербаков А.А.
RU2041206C1
СПОСОБ УТИЛИЗАЦИИ ИПРИТА 1998
  • Кибардин А.М.
  • Лукашенко С.С.
  • Усольцева А.А.
  • Мосин И.П.
  • Коновалов А.И.
  • Тугушов В.И.
  • Марченков Ю.А.
  • Сологубова Л.И.
  • Шангараев Н.Г.
RU2139855C1
СПОСОБ УТИЛИЗАЦИИ ОТРАВЛЯЮЩИХ ВЕЩЕСТВ ГРУППЫ ЛЮИЗИТА, ИПРИТА И ИХ СМЕСЕЙ 1994
  • Адамов А.В.
  • Радюшкин Ю.Г.
  • Мысник Л.В.
  • Филимонов С.А.
RU2073542C1

RU 2 191 173 C2

Авторы

Алимов Н.И.

Демидов О.М.

Иванов К.Н.

Шантроха А.В.

Козырева А.В.

Лоскутов А.Ю.

Тугушов В.И.

Фролов В.Н.

Даты

2002-10-20Публикация

2000-12-25Подача