Химия и Химики № 2 2013. Эфиры азотной кислоты: этиленгликольдинитрат и тринитроглицерин

Регенерация серной кислоты из нитрующей смеси (после синтеза ЭГДН)

Затевая синтез этиленгликольдинитрата (ЭГДН), я совсем не задумывался, что делать с отработанной нитрующей смесью. Согласно методике ее необходимо было разбавить пятикратным количеством воды и вылить.

После синтеза, однако, оказалось, что коллега думает иначе. Коллега захотел регенерировать из нитрующей смеси хотя бы серную кислоту, а в идеале - и азотную. Задача - создание "безотходного" производства.

Я был от этого совсем не в восторге: чем возиться с отработанной кислотой, лучше сделать что-то новое и интересное, но захотел человек - пусть делает. (Сколько самому приходилось бороться за право свободы творчества - без всякой иронии - и неэтично отказывать в этом другим).

Идея хорошая, но...
...но в кислоте плавали капли нитрогликоля: существовала вероятность, что при нагревании будет взрыв. Кроме того, в книге Ф. Наум Нитроглицерин и нитроглицериновые взрывчатые вещества (динамиты), 1934 [ссылка] сказано, что небольшие количества нитроглицерина растворяются в нитрующей смеси. Можно не сомневаться, что нитрогликоль ведет себя аналогично. Для полного счастья в книге есть четкие указания, что если не отделить жидкий нитроглицерин перед денитрационной колонной - возможен взрыв.

Скажу сразу, что от идеи регенерировать азотную кислоту пришлось отказаться: сосредоточились на серной кислоте.

Отработанную нитрующую смесь налили в мерный цилиндр, кислоту слили с помощью сифона, бОльшая часть нитрогликоля осталась в цилиндре. Однако в кислоте все равно плавали капли нитрогликоля.

Была идея нагреть отработанную нитрующую смесь в колбе - до окисления органики. Сошлись на водяной бане. И тут случилось самое интересное. Пришел знакомый. В свое время он помогал со съемками опытов с жидким азотом. При этом зарекомендовал себя как человек не особо смелый (например, тушение горящего гексана азотом он снимать побоялся - пришлось камеру закрепить в штатив). Впрочем, он этого и не скрывал.

Коллега начал над ним подшучивать, мол возьми колбочку - помешай, чтобы равномернее грелась на водяной бане. Мне от всего этого было откровенно скучно, но я присоединился к коллеге: "Может на чаек останешься?" (в чайнике грелась вода для бани).

И что вы думаете? Знакомый надел маску, перчатки и абсолютно добровольно стал перемешивать содержимое колбы - пока не повалили нитрозные газы (это означало, что органика окислилась). Что было в колбе и чем это грозит - он знал прекрасно.

Интересное у человека чувство страха: жидкого азота и горящего гексана боится, а нагревать нитрогликоль - все нормально.

Коллега держался подальше (у него уже была контузия от перекиси ацетона), я сначала откровенно скучал, потом спохватился и начал снимать видео. Позже снял колбу с бани и поставил на плитку. Кислота получилась темной, но я надеялся, что при отгонке воды и азотки серная кислота должна посветлеть [k1].

Кстати, перед нагреванием нитрующей смеси коллега рвался экстрагировать нитрогликоль толуолом, бензолом или ундеканом. В этот раз удалось отговорить.

Итак, мы получили серную кислоту, разбавленную водой, с остатками азотной кислоты и органики. Необходимо было ее сконцентрировать. Для этого я использовал перегонную установку.

Процесс прошел аналогично концентрированию серной кислоты после отгонки дымящей азотной кислоты (см. первую часть статьи). Разница заключалась разве что в том, что серная кислота так и осталась желтоватой.

Смотреть Видео (79 Мб, .avi )