航空航天人機工程學

[拼音]：tienti

[英文]：TNT

學名為2，4，6－三硝基甲苯，一種最重要的單質炸藥。為淺黃色的結晶，純的2，4，6-三硝基甲苯的凝固點為80.65°C。晶體密度為1.651g/cm3，片狀工業品密度為1.55～1.59g/cm3。幾乎不溶於冷水，易溶於酒精、苯、甲苯和丙酮中。它對酸較穩定，與鹼作用生成比其本身敏感的爆炸性化合物。梯恩梯的爆炸效能好，密度為1.62g/cm3時的爆速6990m/s，並且具有較低的機械感度。安定性良好，與重金屬及其氧化物不發生反應，而且熔點低，溫度稍高即具有塑性，50°C以上時成為塑性物質。

沿革

1863年J.維爾布蘭德首先製得梯恩梯。經研究發現它具有較強的爆炸性，且製造安全。1891年開始工業化生產，並作為炸藥用於裝填炮彈等，逐漸取代了苦味酸。在第二次世界大戰中，梯恩梯已成為最主要的軍用單質猛炸藥。現仍是生產量和使用量最大的單質炸藥。

生產流程

甲苯硝化為梯恩梯的反應式如下：

梯恩梯的生產是採用甲苯或硝基甲苯為原料，用硝酸和硫酸的混酸進行硝化而製得。製備過程包括三部分：配製混酸，硝化，梯恩梯的精製。

配製混酸

將硝酸和硫酸按甲苯硝化的各個階段所需的濃度和配比進行混合，在帶冷卻蛇管及攪拌裝置的混合器中進行。

硝化

為生產中的主要過程。過去採用間斷的三段硝化法，現在逐漸為連續硝化法所取代。連續法產品質量穩定，生產效率高，工藝引數穩定，易於實現自動化控制。硝化過程的主要裝置為硝化器和分離器。大多采用帶機械攪拌和傳熱蛇管的立罐式硝化器，也有的用U形柱式硝化器和管式硝化器等。由於從甲苯硝化制三硝基甲苯需要往苯環上逐步引入三個硝基，每步要求不同的反應溫度，酸的配比和濃度也不同。為保證產品質量和降低原材料消耗，曾出現過多種硝化工藝：

（1）以濃硫酸為催化劑的逆流硝化工藝；

（2）以濃硫酸和發煙硫酸為催化劑的硝化工藝；

（3）以發煙硫酸為催化劑的硝化工藝；

（4）以發煙硫酸為催化劑的並流-逆流法硝化工藝（圖1)。

為避免硝化物在硝化系統中停留時間長而造成氧化損失，採用並流-逆流連續硝化。將三硝化系統的硝化器分成若干組，每組有數個硝化器和一個分離器，如圖中的N4、N5和S4。加入的混酸和物料在硝化器內呈並流狀態。S4分離出的硝化物進入下一組繼續硝化成梯恩梯，分離的廢酸則送至二硝化系統，以逆流連續硝化的形式將硝基甲苯硝化為二硝基甲苯。在二硝化系統中，每個硝化器後均配有一個分離器。最後，由提取分離機S0分離出的廢酸送去供一硝化系統使用。

精製

硝化後所得的梯恩梯為粗製品，含有少量的不對稱三硝基甲苯及低硝化程度的雜質和酸，這會影響梯恩梯成品的熔點、滲油性以及化學安定性，需予以控制。廣泛採用的精製方法為亞硫酸鈉精製法。其步驟為：

（1）用水煮洗，除去梯恩梯中的水溶性雜質和無機酸。

（2）用亞硫酸鈉精製（在梯恩梯熔融狀態下），亞硫酸鈉水溶液與其中雜質反應，可除去不對稱梯恩梯、四硝基甲烷和部分二硝基甲苯、三硝基苯等。亞硫酸鈉的精製過程有間斷法和連續法（圖2）兩種。另外，也可用硝酸為溶劑精製梯恩梯。硝酸濃度為60％～65％，進行重結晶，然後再用水洗滌產品至酸度合格。

精製後的梯恩梯以熔融狀態流入乾燥器內，以熱風攪拌除去殘餘的水分，然後再連續流入製片機，冷凝於製片機的輥子上，被刮刀刮下，成為鱗片狀的產品。最後進行稱量和包裝。

應用

可廣泛地適應各種軍用武器彈藥的裝填工藝，如壓裝、鑄裝和螺旋裝藥等。梯恩梯生產工藝完善，原料豐富、價格低廉，既可單獨用於裝填彈藥，也可作為混合炸藥的組分。工業炸藥中將它作為敏化組分使用。梯恩梯受日光照射會發生複雜的化學反應，顏色變紅，凝固點降低。另外，梯恩梯有毒，能引起肝臟疾病和再生障礙性貧血，還會引起白內障。生產、加工時要加強防護措施。採用連續化和自動化的生產方式，可有效地防止中毒事故。