二硝基脲法合成HMX的过程监测及动力学分析

摘要

采用反应量热仪(RC1)对二硝基脲法合成HMX各步放热过程进行测定,并分析其放热参数以及严重度;利用绝热加速量热仪(ARC)测定了中间产物的分解温度及放热速率,并进行了动力学分析.结果表明,加入尿素后反应体系立即放热,硝化反应在2s内发生,部分反应到达成熟期才完成;其余各步反应进行很快,也都在2s内发生,主要热量用于中和硫酸放热;得到的绝热温升越高,发生失控反应的严重度越高;加水的过程要在0℃下进行,加硝酸铵的过程要在10℃下进行,加尿素的合成反应温度较原工艺可以适当提高2℃,加DPT反应过程最为安全,合成反应的最高温度(MTSR)为40.8℃;经ARC测定得中间产物的相关动力学参数:活化能(Ea)为254 kJ/mol,指前因子(A)为1.26×1030s-1,反应级数(n)为0.88.