火箭推进剂

偏二甲肼污染及处理
热门处理方法：
偏二甲肼主要是以其蒸气的形式进入大气的。 火箭发动机试车或发射时,在短短几秒内燃烧掉几 十吨甚至几百吨的推进剂,产生大量的高温燃气直 接排入大气,对大气环境造成污染.偏二甲肼在空气 中浓度富集过高,会导致周围农作物产量明显减 少,并出现蜂群死亡现象。所以,偏二甲肼对大气 的污染形成以偏二甲肼蒸气以及气溶胶为主要污染 物的污染特征。
结论与讨论：
得出结论，最佳反应条件为：
1原料摩尔比：次氯酸钠:氨：二甲胺=1；3；4 2 反应物浓度，以次氯酸酸钠为基准：0.8mol/l 3缓冲剂用量：10ml浓度为6mol/l的氯化铵； 4第二步反应温度：25度 5氨水与次氯酸钠浓度比为4:1 偏二甲肼的产率从文献报道的50%左右提高87%
影响程度的次序 缓冲剂用量 >反应物浓度 >反应时间 >反应温度
固体推进剂 按使用的推进剂组合分为4种：① 箭发动机中广泛应用。例如：双基推
火箭推进装置
我国发射神舟飞 船所用的长征捆 绑式火箭，是用 偏二甲肼(C2H8N2) 和四氧化二氮 (N2O4)作为液体 燃烧(偏)二甲肼-
四氧化二氮火箭 发动机），偏二
甲肼在四氧化二 氮中充分燃烧
C2H8N2 + 2N2O4＝2CO2↑ + 4H2O↑ + 肼
正交设计实验
1. 影响因素和考察指标的确定 影响偏二甲肼合成反应的主要因素有：投料摩尔比；缓冲剂用 量；反应物浓度；反应时间；反应温度。文献曾报道，适宜投料 摩尔比为次氯酸钠:氨：二甲胺=1:3:4，采用此数据，则正交设计 的因素数定为4。 实验方法如下：1三口瓶中加入375ml浓度为2mol/L的氨水，冰 浴中搅拌冷却至 5 ° C 以下的 500ml 浓度为0.5mol/L 的次氯酸钠加 入。2加入10ml浓度为6mol/L的氯酸铵。在10°C以下反应30min 后加入1mol二甲胺和30ml浓度为6mol/L的氢氧化钠，在室温下搅 拌反应4h.用碘量法测定偏二甲肼含量，计算产率。
合成效果影响因素 ：
3 反应时间的影响
根据实验的结果，第一步 生成氯胺的速度很快，不 是反应速度的控制步骤， 所以讨论反应时间的影响， 指的是第二步的反应时间， 其影响见图。反应时间4h 产率为86.7%，5h为88% 时间再延长，产率增加甚 微。
合成效果影响因素 ：
4 反应温度的影响
见图，次氯酸钠对氨的氯 化是放热反应，并且氨， 氯胺都具有挥发性，因此 应保持在低温下反应。从 生产观点看。反应接近常 温易于控制，对生产有利。 从反映来看，在25度的产 率最高，高或低都不利于 偏二甲肼的形成。
偏二甲肼污染及处理
偏二甲肼 对大气的污染 对水体的污染 偏二甲肼主要是以其蒸气的形式进入大气的。 对土壤的污染
偏二甲肼及其废水排放到地面可以直接污染 土壤,也可以通过空气和水间接污染土壤。偏 偏二甲肼主要是以其蒸气的形式进入大气 二甲肼浓度偏高 ,会使土壤的pH值明显增大 ,土 偏二甲肼污水成分较为复杂 , 按污 的。 火箭发动机试车或发射时,在短短几秒内燃烧掉几 壤密度和活性有机质含量增加,使土壤逐渐盐 火箭发动机试车或发射时 ,在短短几秒内 染源的不同,成分也不尽相同。偏 十吨甚至几百吨的推进剂,产生大量的高温燃气直 ,从而丧失肥力,甚至使植物死亡。偏二甲 ,产生 接排入大气,对大气环境造成污染.偏二甲肼在空气 碱化燃烧掉几十吨甚至几百吨的推进剂 二甲肼污水除含有偏二甲肼原组份 大量的高温燃气直接排入大气 ,对大气环 中浓度富集过高,会导致周围农作物产量明显减 肼废水浇灌农作物时 ,水中的偏二甲肼除了植 外 , 还常常伴随有亚硝基二甲胺、 少,并出现蜂群死亡现象。所以,偏二甲肼对大气 物的根部部分吸收和土壤颗粒的吸附作用外 境造成污染.偏二甲肼在空气中浓度富集 , 偏腙、二甲胺、氢氰酸、甲醛等十 的污染形成以偏二甲肼蒸气以及气溶胶为主要污染 过高,会导致周围农作物产量明显减少,并 土壤颗粒孔隙间的空气氧化作用也是存在的 , 物的污染特征。 几种组份 ,其中有的毒性超过偏二 出现蜂群死亡现象。所以 ,偏二甲肼对大 所以偏二甲肼在土壤中可以缓慢分解为甲胺、 气的污染形成以偏二甲肼蒸气以及气溶胶 甲肼,例如亚硝基二甲胺是世界卫 二甲胺、甲醛和氢氰酸等 ,通过植物根茎的吸 为主要污染物的污染特征。 生组织公认的致癌物质 . 收而进入食物链,危害人和动物的健康。
• 臭氧紫外线光氧化处理法
物与偏二甲肼之间的反应。而某些中间产物的毒性较高,所以,在采用此法 时,不但应检验偏二甲肼的分解情况,而且要注意中间产物的分解情况。
偏二甲肼污染及处理
热门处理方法：
偏二甲肼主要是以其蒸气的形式进入大气的。 火箭发动机试车或发射时,在短短几秒内燃烧掉几 十吨甚至几百吨的推进剂,产生大量的高温燃气直 接排入大气,对大气环境造成污染.偏焚烧法是被广泛利用的净化工业废气的方法之一。目前，液体推进剂 废气的处理也多采用这种方法。美国 EPA 对肼类推进剂的降解以及生成的 焚烧法是被广泛利用的净化工业废气的方法之一。目前，液体推进剂 降解产物进行了详细的研究，结果表明，焚烧法对偏二甲肼是一种安全、 有效的处理方法，处理量大，时间快，但是该法能耗大，只适合批次、连 废气的处理也多采用这种方法。美国 EPA 对肼类推进剂的降解以及生成的 续处理大批偏二甲肼废水。 降解产物进行了详细的研究，结果表明，焚烧法对偏二甲肼是一种安全、 二甲肼在空气 有效的处理方法，处理量大，时间快，但是该法能耗大，只适合批次、连 中浓度富集过高 ,会导致周围农作物产量明显减 少,并出现蜂群死亡现象。所以 ,偏二甲肼对大气 续处理大批偏二甲肼废水。 的污染形成以偏二甲肼蒸气以及气溶胶为主要污染 物的污染特征。
是固体火箭发动机的动力源用材料， 固液推进剂火箭发动机。②液-固 进剂 ,适用于常规武器。 在导弹和航天技术发展中起着重要的 推进剂火箭发动机。③准固-液推 复合推进剂既是固体发动机的燃料， 2复合固体推进剂 作用，通常可分为双基推进剂、复合 进剂火箭发动机。④三元固-液推 又起到结购材料的一部分作用。 推进剂和改性双基推进剂。（复合推 进剂火箭发动机。最佳组合的三 沥青 -过氯酸钾型、聚硫橡胶型、聚氯 进剂是以高聚物为基体，混有氧化剂 3混合推进剂火箭发动机 乙烯型、聚氨酯型、聚丁二烯型等。 元固-液推进剂火箭发动机的理论 和金属燃料等组分的多相混合物。） 比冲可高达400秒以上。 目前，以端羟基聚丁二烯推进剂的性 能最佳，并获得广泛应用。
采用 L9 （ 34 ）的正交实验结 果见表，其中以2号实验 （A1B2C2D2）为最佳，偏二 甲肼收率86.47%.为衡量因素 为级改变时对反应影响的程 度，求出各因素的级差R,R值 大的因素，意味着位级改变 对偏二甲肼的收率影响大。 依 R 的大小，可排出各因素 对反应影响程度的次序：缓 冲剂用量 > 反应物浓度 > 反应 时间>反应温度。
反 应 反 应 反应物 偏 二 时间 时间 浓 度 甲 肼 收 C(h) B（ C） 反 ） 反应 时 应 D(mol/L) 反 应 物 率（ 偏% 二 时间 浓 度 甲肼收 3 2 1 C(h) D(mol/L) B（ C） 率（26.8 %） 188.1 166.4 168.4 1 1 1 84.6 2 180.5 2172.0 2203.7 86.7 3 205.0 2 355.5 57.3 3 68.3 19.8 1 Ⅲ 3 171.3 3 156.1 67.9 2 57.1 2 11.8 3 Ⅳ 76.0 58.5 57.0 72.0 45.0 36.8
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臭氧紫外线光氧化处理法 焚烧法 离子树脂交换法 活性炭吸附法 生物法
偏二甲肼污染及处理
热门处理方法：
偏二甲肼主要是以其蒸气的形式进入大气的。 火箭发动机试车或发射时,在短短几秒内燃烧掉几 十吨甚至几百吨的推进剂,产生大量的高温燃气直 臭氧与偏二甲肼在一定条件下反应，生成二氧化碳、氮气和水。 接排入大气,对大气环境造成污染.偏二甲肼在空气 采用此法处理偏二甲肼污水理论是可行的。由于偏二甲肼是易氧化分解 中浓度富集过高 ,会导致周围农作物产量明显减 少,并出现蜂群死亡现象。所以 ,偏二甲肼对大气 化合物,所以在实际应用中效果也很满意。但是 ,臭氧氧化分解偏二甲肼的 的污染形成以偏二甲肼蒸气以及气溶胶为主要污染 过程与机理相当复杂,存在着中间产物继续分解和中间产物之间、中间产 物的污染特征。
氨
—次氯酸钾法合成偏二甲肼
因 素 缓冲剂 位 级 试 用量 A(ml) 验号 因 素 缓 冲 位级试 剂用量 间 9 3 A(ml) 验号 K1 247.3 1 1 K2 187.5 2 1 3 K3 4 K1 5 K2 6 K3 7 R 8 各 因 素 对 反 应 的 影 响 程度 1 108.6 2 82.4 2 62.5 2 36.2 3 46.2 3 Ⅰ 3 1 2 62.7 60.1 3 58.3 1 4.4 2 Ⅱ 174.8
合成效果影响因素 ：
2 反应物浓度的影响
据文献报道，反应物浓度越 低，氨胺的产率越高。但反 应浓度过低，还给精馏提纯 带来困难。为解决此问题， 我们探索了反应物浓度对收 率的影响。 改变反应物浓度，其它条件 按最佳组合进行，以次氯酸 钠为标准，以它的浓度 0.7mol/l为最佳。次氯酸钠的 浓度在0.7~0.8mol/l变化，对 偏二甲肼的收率影响甚微。
氨
—次氯酸钾法合成偏二甲肼
分子最低空余轨道
研究意义 ：研究了氨 —— 次氯酸钠
法合成偏二酸钾的反应，探索出本 合 成 法 的 最 佳 反 应 条 件 ， 收 率 达 主反应式： 87% ，对影响因素进行了初步讨论。 偏二甲肼是合成植物生长调节剂为 主的主要原料，也是火箭的高能燃 NH3 + NaOCl → H2N-Cl + NaOH 料。他的合成有二甲胺亚硝化法、 氨直接氯化法和氨的次氯酸钠氯化 H2N-Cl+H-N(CH3)2→H2N-N(CH3)2+HCl 法等，为适用较小规模生产比久的 需要， 我们在已有的文献的基础上 ， 探索氨次氯酸钠法合成偏二甲肼， 工作的重点是改进原有方法回收率 的问题。