СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СФЕРИЧЕСКОГО ПОРОХА ДЛЯ ПАТРОНОВ СТРЕЛКОВОГО ОРУЖИЯ Российский патент 2016 года по МПК C06B21/00 C06B25/18 

Изобретение относится к области получения сферических порохов для стрелкового оружия.

Известно [1, 2], что отгонка растворителя из сферических элементов проводится путем нагрева смеси в реакторе теплоносителем через рубашку реактора в режиме кипения. Пары этилацетата из реактора за счет разрежения, создаваемого вакуум-насосом, поступают в сборник этилацетата через холодильник. Для охлаждения паров этилацетата в холодильнике подают воду из водопроводной сети.

Недостатком такого способа конденсации этилацетата являются большие потери чистой водопроводной воды, которая из холодильников сбрасывается в канализацию.

В качестве прототипа авторами выбран патент [3], по которому пары этилацетата из реактора поступают в верхнюю часть в трубное пространство вертикально установленного холодильника за счет разности парциальных давлений между реактором и холодильником, создаваемой путем подачи охлаждающей воды в турбулентном режиме в нижнюю часть холодильника в межтрубное пространство. При этом сконденсированные пары этилацетата поступают из холодильника в сборник этилацетата, который связан с атмосферой через обратный холодильник, при этом температура воды, подаваемой в холодильник и выходящей их холодильника, не должна превышать 1-2°C, а поверхность конденсации холодильника должна превышать поверхность испарения этилацетата в реакторе в 4-5 раз.

Недостатком прототипа является то, что конденсация паров в холодильнике проводится водой, подаваемой из водопроводной сети, которая после холодильников сбрасывается в техническую канализацию без повторного использования в технологическом цикле.

Целью изобретения является снижение сброса технологической воды в канализацию и многократное использование водопроводной воды в технологическом цикле.

Поставленная цель достигается тем, что способ получения сферического пороха для патронов стрелкового оружия, включающий загрузку пороховой массы в дисперсионную среду - воду, находящуюся в реакторе, заливку растворителя - этилацетата, приготовление порохового лака, диспергирование его на пороховые элементы, обезвоживание их сернокислым натрием и отгонку растворителя из пороховых элементов путем конденсации паров этилацетата в холодильнике в трубном пространстве путем охлаждения их водопроводной водой, подаваемой в межтрубное пространство, отличающийся тем, что конденсацию паров этилацетата из реактора проводят в противоточном режиме в трубном пространстве вертикально установленного холодильника с поверхностью теплообмена от 10 до 46 м² за счет подачи в турбулентном режиме в нижнюю часть межтрубного пространства холодильника воды насосом с расходом 10-20 м³/час из сборника вода объемом 10-30 м³, отработанную воду из холодильника непрерывно собирают в сборник воды для повторного использования в замкнутом цикле при конденсации паров этилацетата.

В настоящее время в технологическом процессе после загрузки компонентов в реактор, получения порохового лака, диспергирования порохового лака на сферические частицы, их обезвоживания сернокислым натрием проводится отгонка растворителя - этилацетата из пороховых элементов путем конденсации паров этилацетата в вертикально установленном холодильнике водопроводной водой. После холодильников вода сбрасывается в техническую канализацию. При этом используются десятки м³ чистой воды, для последующего использования требуется последующий и длительный цикл ее очистки.

Авторами впервые отработан замкнутый цикл использования воды при конденсации паров этилацетата в холодильниках, которая представлена на чертеже, где конденсацию паров этилацетата из реактора проводят в противоточном режиме в трубном пространстве вертикально установленного холодильника (поз. 1) с поверхностью теплообмена от 10 до 46 м².

Поступившие пары этилацетата в верхнюю часть холодильника полностью практически конденсируются на 1/3 часть поверхности холодильника, остальная часть холодильника работает на охлаждение этилацетата до комнатной температуры. Уменьшение поверхности теплообмена холодильников менее 10 м² не обеспечивает полной конденсации паров этилацетата, а увеличение поверхности теплообмена более 46 м² связано с увеличением габаритов холодильника и неэффективным использованием поверхности конденсации холодильника.

В нижнюю часть межтрубного пространства холодильника (поз. 1) в турбулентном режиме подают воду насосом (поз. 2) с расходом 10-20 м³/час из сборника воды (поз. 3) объемом 10-30 м³. Уменьшение расхода воды, подаваемой в холодильник менее 10 м³/час, не обеспечивает полной конденсации этилацетата, а увеличение расхода воды более 20 м³/час дальнейшего эффекта не даст. Уменьшение объема сборника воды менее 10 м³ способствует увеличению температуры нагрева воды, а увеличение объема сборника воды более 30 м³ дальнейшего эффекта не дает и связано с увеличением объема сборника воды.

После охлаждения паров этилацетата вода из холодильника непрерывно собирается в сборнике воды (поз. 2) для последующего использования.

Сконденсированные пары этилацетата собираются в сборнике этилацетата (поз. 4) и далее насосом (поз. 5) подаются в реактор формирования.

Разработанный авторами способ получения сферического пороха позволяет полностью ликвидировать сброс воды после холодильников в техническую канализацию и тем самым снизить себестоимость сферического пороха.

Технологические режимы разработанного авторами способа в пределах граничных условий (примеры 1-3) и за пределами граничных условий (примеры 4, 5) приведены в таблице.

Из приведенных данных таблицы видно, что предложенный авторами способ позволяет полностью ликвидировать сброс воды в канализацию и осуществить замкнутый водооборот на фазе конденсации паров этилацетата. При этом температура воды в сборнике этилацетата повышается не более чем на 2°C, а температура сконденсированного этилацетата находится на уровне 19-20°C (примеры 1-3). По известному способу (примеры 4, 5) вода сбрасывается в техническую канализацию, что связано с безвозвратными потерями сотен тонн чистой воды в сутки.

Литература

1. Патент США №2843584.

2. Патент США №3378545.

3. Патент РФ №2496754 (С06В 21/00).

Изобретение относится к области получения сферических порохов (СФП) для стрелкового оружия. Способ включает загрузку пороховой массы в дисперсионную среду - воду, находящуюся в реакторе, заливку растворителя - этилацетата, приготовление порохового лака, диспергирование его на сферические элементы, обезвоживание их сернокислым натрием и отгонку растворителя из пороховых элементов путем конденсации паров этилацетата в холодильнике в трубном пространстве путем охлаждения их водопроводной водой, подаваемой в межтрубное пространство. Конденсацию паров этилацетата из реактора проводят в противоточном режиме в трубном пространстве вертикально установленного холодильника за счет подачи в турбулентном режиме в нижнюю часть межтрубного пространства холодильника воды насосом из сборника воды объемом 10-30 м³. Отработанную воду из холодильника непрерывно собирают в сборник воды для повторного использования в замкнутом цикле при конденсации паров этилацетата. Изобретение направлено на снижение сброса технологической воды в канализацию и многократное использование водопроводной воды в технологическом цикле. 1 ил., 1 табл.

Способ получения сферического пороха для патронов стрелкового оружия, включающий загрузку пороховой массы в дисперсионную среду - воду, находящуюся в реакторе, заливку растворителя - этилацетата, приготовление порохового лака, диспергирование его на сферические элементы, обезвоживание их сернокислым натрием и отгонку растворителя из пороховых элементов путем конденсации паров этилацетата в холодильнике в трубном пространстве путем охлаждения их водопроводной водой, подаваемой в межтрубное пространство, отличающийся тем, что конденсацию паров этилацетата из реактора проводят в противоточном режиме в трубном пространстве вертикально установленного холодильника с поверхностью теплообмена от 10 до 46 м² за счет подачи в турбулентном режиме в нижнюю часть межтрубного пространства холодильника воды насосом с расходом 10-20 м³/час из сборника воды объемом 10-30 м³, отработанную воду из холодильника непрерывно собирают в сборник воды для повторного использования в замкнутом цикле при конденсации паров этилацетата.