专利名称：安全高效的乳胶基质制备方法
技术领域：
本发明涉及一种炸药半成品的加工方法，具体地讲，是一种安全高效的乳 胶基质制备方法。
背景技术：
乳化炸药是用乳化技术制备的油包水(w/o)乳胶型抗水工业炸药，它是以氧
化剂水溶液的微细液滴为分散相，油相燃料与乳化剂等材料为连续相，并悬浮 有分散气泡或多孔材料的一种油包水型的乳状液体系。由于硝酸铵水溶液与乳 化剂、油相材料的接触面积大而紧密，非常接近准分子的结构，其爆轰激发、 传播及其它爆炸性能等方面具有理想的爆炸特征，使其具有防水性能强、储存 稳定性高、传爆可靠性高、爆炸性能好等优点，在国民经济建设中得到大力的 推广应用。
但是近几年来，乳化炸药生产中发生多起重大爆炸伤亡事故，且主要原因 与乳化器有关(经过乳化器乳化形成的半成品即为乳胶基质，乳胶基质经冷却、 敏化、装药、包装后即成为包装型乳化炸药，乳胶基质在装药车上敏化后即为 现场混装乳化炸药)，为此，国家行业在规程规范中明确提出，乳化炸药连续化 工艺用的乳化器不应采用二级机械搅拌乳化(二级机械搅拌乳化是指采用两台
及两台以上机械强力搅拌，对于胶状乳化炸药，其工作转速》1450rpm，线速度 》15m/s)。目前我国绝大多数生产线为连续化自动化乳化炸药生产线技术，且有许多生产线尚采用老式的二级乳化技术(先采用低转速乳化器进行初乳，再
采用高转速乳化器进行精乳)，且大部分精乳机的工作转速达到2000 rpm以上， 存大着很大的安全隐患，亟需进行安全技术改造。
另外，我国绝大多数成品乳化炸药生产线产能低于12000t/a，造成目前全国 百余条乳化炸药生产线的"小而散"的行业格局，形成这种局面一个重要技术 因素是乳化能力不足，平均小时产能仅3.5t乳胶基质。在现场混装炸药生产领 域，车用乳胶基质的制备能力虽然可达到150 200kg/min (折合小时产能9 12t/h)，乳化器转速通常也低于行业对乳化器1450rpm的转速要求，但是乳化器 的有效容积却大于5L，存药量过大，存大一定的安全隐患，不符合行业安全管 理要求，也是亟需进行安全技术改造的地方。
中国专利申请CN101357873A公开了一种"乳化炸药制药与装药连续化生 产工艺"，包括如下步骤①分别配制水相溶液和油相溶液；②将水相溶液和油 相溶液分别输送入初乳器混合，进行初乳后送入静态混合器进行精乳；③将精 乳乳胶送入敏化装药系统进行敏化处理后装药，再经冷却系统冷却后送至包装 系统进行包装。该技术方案的乳化过程分为初乳与精乳两阶段，存在下列缺陷
(1) 其初乳采用机械式搅拌，搅拌效率低，且由于初乳器内的存药量通常 大于数十升(专利文件上写明小于120L)，安全性差；
(2) 由于采用静态混合器进行精乳时，要求乳胶粒子的剪切强度高且乳胶 体粘度大，因此必须选用高阻力的静态混合器，而物料经过静态混合器时压力 损失很大，因此要求有较高的输送压力，必须另加螺杆泵等输送设备高压输送， 并要求设有断流、超温、超压安全保护停机装置，设备复杂，不利于安全生产；
(3) 最重要的是，这种乳化方式限制了乳胶基质制备产能的提高，产能通常只能达到3 4t。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种安全性好、产能高的乳胶基质制 备方法。
为了解决上述问题，本发明的安全高效的乳胶基质制备方法，包括(1)分 别配制水相溶液和油相溶液；(2)按工艺配比，将所述水相溶液和油相溶液分 别输送入静态混合器混合，进行初乳，然后送入乳化器进行精乳，精乳完成后 得乳胶基质。
乳胶基质是一个由燃料油、水相、乳化剂三者平衡共存的乳化体系。在通 常机械搅拌的乳化方式下，乳化器搅拌浆叶高速运转，对按比例连续输入乳化 器中的水相和油相溶液产生强烈的剪切与撕裂作用，在短时间内生产出"w/o" 型稳定的乳胶基质。目前乳化器通常的乳化时间为3 5s。实际上，上述乳化过 程分为两个阶段，首先第一步是水相油相之间达到相对充分的混合，形成油水 混合的"胶团"或"O/W"型胶态混合物，此阶段称"预混"；第二步在强力 剪切的基础上，通过转相(也称变形或反相)形成"W/O"型稳定的乳胶基质， 此阶段称"精乳"。在传统的单纯采用机械式搅拌的乳化器进行乳化时，实质上 是通过乳化器同时完成预混与精乳两部分工作，第一步达到充分混合的时间相 对较长， 一般占到整个乳化时间的2/3以上，而真正的第二步转相时间通常很短， 一般0.5 ls即可完成，也就是说，大部分乳化时间都消耗在了预混阶段，从而 造成整个乳化时间过长。
乳化时间是乳化器有效容积与流量的比值。在水油相配方、温度和流量等 工艺参数以及乳化器结构、转子直径、工作转速等技术参数不变的情况下，为了提高乳胶基质产能，需加大物料的流量，流量加大后乳化不均匀，因此为了 保证乳化效果，就必须保证足够的乳化时间，这样必然造成乳化器有效容积的 加大且相应要增加转子的组数，造成乳化器压力增加，不利于安全生产。本发 明通过在乳化器的前端增加一静态混合器，通过静态混合器完成上述预混阶段 的工作，静态混合器具有混合效率高的优点。然后再通过乳化器完成精乳阶段 的工作，这样就大大减少了用于机械搅拌的乳化时间。综上所述，本发明在不 增加乳化器有效容积和转子线速度的情况下，安全地提高了乳化炸药的产能。
作为上述技术方案的优选实施例，所述静态混合器的管径为50 65 mm, 水力直径为3.5 32.5 mm,流量为3,5 12 mVh。
作为上述技术方案的另一优选实施例，所述静态混合器的数量为一个，或 两个以上，各个静态混合器串联。
为防止水相与油相通过管道散热，影响后续乳化效果，在所述静态混合器 的外壳设置有换热夹套管。
如果介质中含有杂质，应在所述静态混合器的入口处设置两个20 40目的 不锈钢滤网。
上述静态混合器为SV型静态混合器、SK型静态混合器、SX型静态混合器、 SL型静态混合器中的一种，或者两种以上组合。
作为机械搅拌式乳化炸药乳化器，可选用SRF、 DRJ、 CKR、 CYJ、 AE-HLC、 JWL、 JRJ、 CDR等《民用爆炸物品专用生产设备目录》中乳化炸药生产专用设 备提到的精乳器。但其主要技术参数应符合以下要求乳化器的有效容积《5L， 乳化器的转子线速度《15m/s。
作为上述技术方案的优选方案，所述水相溶液为含有65 85%质量浓度硝酸铵的水溶液；所述油相溶液由矿物油和乳化剂组成，其中矿物油占油相重量 的66.6% 91.6%,乳化剂占油相重量的8.4% 33.4%;所述水相溶液和油相溶 液的质量百分比为90 95%: 5 10%。
在乳胶基质产能提高时，对乳胶基质的配方中的乳化剂也要提出相应要求， 以保证易于成乳，乳胶质量稳定，同时要求生产的乳胶基质粘度不能太大，避 免泵送压力过高的现象。本发明的乳化剂应全部或部分采用国外路博润公司生 产的LZ-2731型号、LZ-2735型号、LZ-2820型号或LZ-2727型号的高分子乳化 剂，其它乳胶基质配方材料组份与配比可保持不变。
与现有技术相比，本发明的有益效果是
(1) 本发明选用输送压力要求不高的静态混合器进行初乳，采用目前成熟 的乳化器进行精乳，乳化机内存药量小(小于5L)，安全性高；
(2) 大大减少了用于机械搅拌的乳化时间，在不增加乳化器有效容积和转 子线速度的情况下，安全地提高了乳化炸药的产能；
(3) 适当改变乳胶基质配方，成品炸药生产线乳胶基质制备的产能可以由 2 4t/h提高到3.5 7t/h，现场混装乳化炸药用乳胶基质的制备产能可以由3 5t/h提高到5 12t/h;
(4) 本发明所用设备工艺简单，便于生产线进行技术改造。
具体实施例方式
实施例1
(1)配制水相溶液和油相溶液。 水相溶液为含有81%质量浓度硝酸铵和9%质量浓度硝酸钠的水溶液。油相 溶液由矿物油和乳化剂组成，矿物油采用复合蜡，乳化剂采用LZ2820与S-80型乳化剂。油相溶液组份重量配比为复合蜡:乳化剂S-80:乳化剂LZ2820=60%: 20%: 20%。水相和油相的重量比为水相油相=93.8%: 6.2%;水相温度95
。C，油相温度7(TC。
(2)将上述水相溶液和油相溶液分别输送入静态混合器混合，进行初乳， 然后送入乳化器进行精乳，精乳完成后得乳胶基质。静态混合器采用一组 SX12.5/50型静态混合器；乳化器采用AE-HLC型(单纯采用机械搅拌式的乳化 器的产能为3.5 4t/h，功率15kw，转速1440rpm，线速度15m/s，单边径向间 隙4.0m，轴向间隙8mm，有效容积5.0L)，转速1440rpm。产能按6t/h控制流 量，生产顺畅，静态混合器进出口间压力损失在0.2Mpa，生产出的乳胶基质光 亮透明，粘弹性较好，稳定性好，满足包装型乳化炸药生产要求。 实施例2
(1) 配制水相溶液和油相溶液。 、
水相溶液为含有82%质量浓度硝酸铵的水溶液。油相溶液由矿物油和乳化 剂组成，矿物油采用机油与柴油混合，乳化剂采用LZ2731。油相溶液组份重量 配比为柴油机油乳化剂LZ2731=50%: 16%: 34%。水相和油相的重量比 为水相油相=95%: 5%。水相温度85。C，油相温度5(TC。
(2) 将上述水相溶液和油相溶液分别输送入静态混合器混合，进行初乳， 然后送入乳化器进行精乳，精乳完成后得乳胶基质。静态混合器采用SX16.25/50 型一组；乳化器采用CDR-5-22型(单纯采用机械搅拌式的乳化器的产能为5t/h， 功率22kw,转速1470rpm，线速度12.9m/s,单边径向间隙3.0m，轴向间隙5mm， 有效容积2L)，转速1470rpm;产能按10t/h控制流量，生产顺畅，静态混合器 进出口间压力损失在0.15Mpa，生产出的乳胶基质光亮透明，粘弹性较好，稳定性好，满足现场混装乳化炸药生产要求<
权利要求
1.一种安全高效的乳胶基质制备方法，包括下列步骤(1)分别配制水相溶液和油相溶液；(2)按工艺配比，将所述水相溶液和油相溶液分别输送入静态混合器混合，进行初乳，然后送入乳化器进行精乳，精乳完成后得乳胶基质。
2. 根据权利要求1所述的安全高效的乳胶基质制备方法，其特征在于所 述静态混合器的管径为50 65 mm，水力直径为3.5 32.5 mm，流量为3.5 12 m3/h。
3. 根据权利要求2所述的安全高效的乳胶基质制备方法，其特征在于所 述静态混合器的数量为一个，或两个以上，各个静态混合器串联。
4. 根据权利要求3所述的安全高效的乳胶基质制备方法，其特征在于在所述静态混合器的外壳设置有换热夹套管。
5. 根据权利要求4所述的安全高效的乳胶基质制备方法，其特征在于在所述静态混合器的入口处设置两个20 40目的不锈钢滤网。
6. 根据权利要求2至5任一所述安全高效的乳胶基质制备方法，其特征在 于所述静态混合器为SV型静态混合器、SK型静态混合器、SX型静态混合器、 SL型静态混合器中的一种，或者两种以上组合。
7. 根据权利要求1所述的安全高效的乳胶基质制备方法，其特征在于所 述乳化器的有效容积《5L，乳化器的转子线速度《15m/s。
8. 根据权利要求1所述的安全高效的乳胶基质制备方法，其特征在于所 述水相溶液为含有65 85%质量浓度硝酸铵的水溶液；所述油相溶液由矿物油和乳化剂组成，其中矿物油占油相重量的66.6% 91.6%，乳化剂占油相重量的 8.4% 33.4%;所述水相溶液和油相溶液的质量百分比为90 95%: 5 10%。
9.根据权利要求8所述的安全高效的乳胶基质制备方法，其特征在于所 述乳化剂为LZ-2731型号、LZ-2735型号、LZ-2820型号或LZ-2727型号的高分 子乳化剂。
全文摘要
本发明公开了一种安全高效的乳胶基质制备方法，包括(1)按工艺配比分别配制水相溶液和油相溶液，(2)将所述水相溶液和油相溶液分别输送入静态混合器混合，进行初乳，然后送入乳化器进行精乳，精乳完成后得乳胶基质。本发明主要通过在机械搅拌式乳化器的前端串联静态混合器，成品炸药生产线乳胶基质制备的产能可以由2～4t/h提高到3.5～7t/h，现场混装乳化炸药用乳胶基质的制备产能可以由3～5t/h提高到5～12t/h，同时生产的安全性与乳胶基质的质量得到了保证，适合在提高乳化炸药产能的技术改造中推广应用。
文档编号B01F3/08GK101601977SQ20091010430
公开日2009年12月16日 申请日期2009年7月10日 优先权日2009年7月10日
发明者祥 丁, 万红彬, 峰 仲, 刘咏竹, 周桂松, 领 宋, 艳 张, 李宏兵, 汪万红, 王清华, 肖青松, 魏碧波 申请人:葛洲坝易普力股份有限公司