Isopropylnitrat (IPN) ist ein gängiger flüssiger Nitratester als energetisches Material, das in der Verteidigung, Medizin und Industrie eine wichtige Rolle spielt. Im Verteidigungssektor wird IPN häufig als Hauptbestandteil von Treibstoff-Luft-Sprengstoffen verwendet. Aufgrund seiner einzigartigen Vorteile wie geringe Toxizität, geringe Korrosivität und geringe Empfindlichkeit wird es auch häufig in Anwendungen wie Treibmitteln, Sensibilisatoren und Dieselzusätzen eingesetzt.
Bei der bestehenden Batch-Synthesemethode für IPN werden jedoch Salpetersäure und Isopropanol als Ausgangsstoffe verwendet, zusammen mit der Zugabe von Harnstoff und Ammoniumnitrat. Die Reaktion findet bei 100 °C statt und erzeugt IPN mit einer Ausbeute von 85 %. Diese Methode hat mehrere Nachteile, darunter komplexe Reaktionsschritte, hohe und schwer kontrollierbare Reaktionstemperaturen, die Notwendigkeit eines langsamen Tropfens der Ausgangsstoffe unter die Flüssigkeitsoberfläche (was den Betriebsaufwand und die Gefahr erhöht) und relativ niedrige Ausbeuten.
YHCHEM-LÖSUNG
Um die Probleme der schlechten Reaktionskontrolle und der hohen Reaktionstemperatur in Batch-Reaktoren zu lösen, haben die Ingenieure von YHCHEM eine Lösung entwickelt, die einen herzförmigen Mikrokanalreaktor verwendet. In diesem Verfahren wird Isopropanol als Rohstoff, Dichlormethan als Lösungsmittel und rauchende Salpetersäure und Essigsäureanhydrid als Nitrierungsmittel verwendet, um Isopropylnitrat zu synthetisieren. Das folgende Diagramm veranschaulicht den Syntheseweg und den Prozessablauf. Nach mehreren Anpassungen der Prozessdetails durch das Versuchsteam kann die Umwandlungsrate von Isopropylnitrat bis zu 99.8 % erreichen, bei einer Ausbeute von bis zu 96 %. Dieses Verfahren weist hohe Umwandlungsraten, hohe Ausbeuten und eine geringere Produktion von Abfallsäure auf, was es für Anwendungen im industriellen Maßstab äußerst vielversprechend und wertvoll macht.
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