Isopropyl Nitrat (IPN) ist ein häufig verwendetes flüssiges Nitrat-Ester-Werkstoff, der eine wichtige Rolle in Verteidigung, Medizin und Industrie spielt. Im Verteidigungssektor wird IPN oft als Hauptbestandteil von Treibladungsexplosiven verwendet. Aufgrund seiner einzigartigen Vorteile wie geringer Toxizität, geringer Korrosivität und geringer Empfindlichkeit wird es auch weitgehend in Anwendungen wie Treibstoffen, Sensibilisatoren und Dieseltreibstoffzusätzen eingesetzt.
Die bestehende Batch-Synthesemethode für IPN beinhaltet jedoch die Verwendung von Salpetersäure und Isopropanol als Rohstoffe, ergänzt durch die Zusatzstoffe Harnstoff und Ammoniumnitrat. Die Reaktion erfolgt bei 100°C zur Produktion von IPN mit einem Ausbeutegrad von 85%. Diese Methode hat mehrere Nachteile, darunter komplexe Reaktionsschritte, hohe und schwer zu kontrollierende Reaktionstemperaturen, die Notwendigkeit einer langsamen Tropfung der Rohstoffe unterhalb der Flüssigkeitsoberfläche (was die Bedienung erschwert und das Risiko erhöht) sowie relativ niedrige Ausbeuten.
YHCHEM SOLUTION
Um die Probleme schlechter Reaktionskontrolle und hoher Reaktionstemperaturen in Batch-Reaktoren zu lösen, haben Ingenieure bei YHCHEM eine Lösung entwickelt, die einen herzförmigen Mikrokanalreaktor nutzt. In diesem Prozess wird Isopropanol als Rohstoff, Chlorform als Lösungsmittel und fumierende Salpetersäure sowie Essigsäureanhydrid als Nitrationsmittel verwendet, um Isopropylnitrat herzustellen. Das folgende Diagramm zeigt den Syntheseweg und den Prozessablauf. Nach mehreren Anpassungen der Prozessdetails durch das Experimentsteam kann der Umwandlungsgrad von Isopropylnitrat bis zu 99,8 % erreicht werden, mit einer Ausbeute von bis zu 96 %. Dieser Prozess weist hohe Umwandlungsgrade, hohe Ausbeuten und eine reduzierte Produktion von Abfallsauren auf, was ihn sehr vielversprechend und wertvoll für industrielle Anwendungen macht.
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