Способ обеззараживания внутренней поверхности химических боеприпасов от остатков фосфорорганических ов типа "зарин" и "зоман"

 

Изобретение относится к способам обезвреживания химических отравляющих веществ и может быть использовано для обеззараживания внутренней поверхности боеприпасов от остатков фосфорорганических ОВ типа "зарин" и "зоман". Внутреннюю поверхность боеприпаса предлагается обрабатывать реагентной композицией, содержащей сильные протонодонорные соединения, органические компоненты для размягчения шеллачного покрытия и воду в качестве растворителя. В частности, предложено использовать водный раствор композиции, состоящей из 10% оксиэтилендифосфоновой кислоты, 90% дигидрофосфата аммония и каталитических количеств (0,01-0,1%) анионоактивных или неионогенных поверхностно-активных веществ типа сульфанол и проксанол. Использование пожаробезопасной композиции позволяет отслаивать защитное шеллачное покрытие боеприпаса и переводить в раствор остаточные количества сорбированных в нем отравляющих веществ, которые за счет кислого гидролиза нейтрализуются до концентрации не более 1•10^-5 мг/мл. Изобретение позволяет обеззараживать внутреннюю поверхность боеприпасов от остатков ФОВ типа "зарин" и "зоман". 1 з.п.ф-лы, 2 табл.

Изобретение относится к области химических средств для борьбы с химическими отравляющими веществами, а именно к способам обезвреживания химических отравляющих веществ.

Одним из этапов разрабатываемых в настоящее время технологий уничтожения химического оружия (ХО) является операция обеззараживания корпусов химических боеприпасов. После эвакуации содержимого химического боеприпаса его корпус трижды подвергается обработке дегазирующими растворами. Сначала корпус обрабатывается водным раствором моноэтаноламина, затем аммиачной водой, после чего возможные остатки ОВ нейтрализуются действием водного раствора щелочи. Далее корпус боеприпаса передается на прокалку в пламенную печь [1]. Поскольку внутренняя поверхность боеприпасов покрыта специальным защитным лаком (шеллачное покрытие), то можно предположить, что остатки OВ могут быть адсорбированы в объеме лакового покрытия, находиться между лаковым покрытием и металлом, не исключена возможность сорбции OВ поверхностью металла. Необходимо подчеркнуть, что используемые дегазирующие растворы не удаляют внутреннее защитное шеллачное покрытие боеприпаса, что и определяет необходимость стадии высокотемпературной обработки боеприпаса, но обусловливает ее опасность для окружающей среды. В связи с этим весьма актуальна задача удаления остающегося после дегазации неизменным внутреннего защитного покрытия боеприпаса.

В качестве одного из способов решения данной проблемы предлагается использование отмывочных реагентных композиций для удаления защитного шеллачного покрытия с одновременной дегазацией адсорбированных им остаточных количеств OВ.

Целью изобретения является разработка способа обеззараживания внутренней поверхности боеприпасов от остатков фосфорорганических OВ (ФОВ) типа "зарин" и "зоман" с использованием реагентной композиции, позволяющей за счет травления поверхности металла удалять остатки OВ из микропор поверхностного окисного слоя, отделять шеллачное покрытие и нейтрализовать остаточные количества вышеуказанных ФОВ в его объеме.

Данная цель достигается применением реагентных композиций, содержащих сильные протонодонорные соединения, органические компоненты для размягчения шеллачного покрытия и воду в качестве растворителя. В частности, предложено использовать водный раствор композиции, состоящей из 10% оксиэтилендифосфоновой кислоты, 90% дигидрофосфата аммония и каталитических количеств (0,01-0,1%) анионоактивных или неионогенных поверхностно-активных веществ типа сульфанол или проксанол.

Боеприпас после его расснаряжения обрабатывается дегазирующим раствором, который удаляется в реактор нейтрализации. Затем внутреннюю поверхность боеприпаса предлагается обрабатывать реагентной композицией. В результате ее действия на шеллачное покрытие последнее отслаивается, сорбированные в нем и на металле остаточные количества OВ переходят в раствор, где осуществляется их нейтрализация до безопасных уровней.

Предлагаемый способ обезвреживания корпусов боеприпасов заменяет стадию обработки корпусов водным раствором щелочи стадией взаимодействия внутренней составляющей химического боеприпаса с реагентной композицией.

Изучено воздействие 2 и 10% водных растворов композиции на защитное покрытие корпуса химического боеприпаса. В связи с тем, что в технологиях уничтожения ФОВ при обработке корпусов боеприпасов применяется аммиачная вода, также исследовано взаимодействие с защитным покрытием смеси 10% аммиачной воды и 10% водного раствора реагентной композиции. Результаты представлены в табл. 1.

На основе полученных результатов установлено, что в результате воздействия 10% водного раствора реагентной композиции защитный слой через четверо суток местами вздулся, а еще через сутки полностью отслоился единой пленкой. Также к достоинствам данной композиции можно отнести ее пожаробезопасность, дешевизну, низкую токсичность и возможность регенерации путем добавления исходных компонентов.

Изучена эффективность обеззараживания остаточных количеств ОВ в защитном покрытии боеприпаса и на его очищенной поверхности.

После контакта реагентной композиции с внутренней поверхностью снаряда в растворе в виде взвеси присутствуют фрагменты отслоившегося шеллака. Раствор имеет кислую среду с рН 2. Для изучения дегазирующей эффективности предложенной рецептуры в исследуемую смесь вносили метанольный раствор зарина для создания исходного заражения 2,0•10^-1 мг/мл. Пробу экстрагировали хлороформом. Степень извлечения зарина составляла 89±2%.

Динамику изменения концентрации зарина определяли с помощью газохроматографической методики в условиях, представленных ниже.

Газовый хроматограф "Цвет-600" с пламенно-фотометрическим детектором (фосфорный фильтр). Хроматографическая колонка длиной 1 м с внутренним диаметром 3 мм, заполненная твердым носителем Supelcoport с нанесенной жидкой фазой 3% OV-17. Температура термостатов хроматографа, (^oС): колонки - 110, испарителя - 220, детектора - 200. Расход газов, (мл/мин^-1): азота - 75, водорода - 65, воздуха - 100. Рекомендуемая доза, вводимая в инжектор хроматографа, - 1 мкл.

Чувствительность определения зарина составила 2,8•10^-4 мг/мл.

Результаты изменения концентрации зарина представлены в табл. 2.

В результате статистической обработки экспериментальных данных, представленных в табл. 2, установлено, что процесс дегазации остаточных количеств зарина при 22^oС описывается уравнением: lg C₀/Cτ=0,277+0,0295 • τ (1) с коэффициентом корреляции r=0,985.

Требуемая глубина детоксикации согласно литературным данным [2, 3] составляет 1•10^-5 мг/мл. Для обеспечения снижения концентрации зарина до этого уровня согласно уравнению (1) за счет кислого гидролиза дегазационные растворы необходимо выдерживать при 22±1^oС 31,3 часа. По истечении этого срока содержание зарина в пробах не превышает 1•10^-5 мг/мл.

Предлагаемый способ обеззараживания внутренней поверхности боеприпасов от остатков фосфорорганических ОВ типа "зарин" и "зоман" может быть использован как при реализации промышленных технологий уничтожения химических боеприпасов, так и при уничтожении разовых партий аварийных боеприпасов на мобильных комплексах уничтожения.

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ 1. Технико-экономическое обоснование на строительство промзоны опытно-промышленного объекта уничтожения отравляющих веществ. Волгоград: АООТ "Гипросинтез", 1998 г.

2. Васильев И.А., Швыряев Б.В., Либерман Б.М. и др. Кинетика и механизм взаимодействия зарина с моноэтаноламином и математическое моделирование реакторного узла детоксикации. //Российский химический журнал (Журнал русского химического общества им. Менделеева). - 1995, т. 39, 4, - с. 5-9.

3. Конференция по разоружению. Специальный комитет по химическому оружию CD/CW/WP.367. Женева, 7 октября 1991 г.

Формула изобретения

1. Способ обеззараживания внутренней поверхности боеприпасов от остатков фосфорорганических отравляющих веществ типа "зарин" и "зоман" путем обработки внутренней поверхности боеприпаса после его расснаряжения и дегазации, отличающийся тем, что внутреннюю поверхность боеприпаса обрабатывают 10% водным раствором пожаробезопасной композиции, состоящей из 10% оксиэтилендифосфоновой кислоты, 90% дигидрофосфата аммония и каталитических количеств 0,01-0,1% анионоактивных или неионогенных поверхностно-активных веществ, при этом использование пожаробезопасной композиции позволяет отслаивать защитное шеллачное покрытие боеприпаса и переводить в раствор остаточные количества сорбированных в нем отравляющих веществ, которые за счет кислого гидролиза нейтрализуются до концентрации не более 1•10^-5 мг/мл.

2. Способ обеззараживания внутренней поверхности боеприпасов по п. 1, отличающийся тем, что в качестве анионоактивных и неионогенных поверхностно-активных веществ используют сульфанол или проксанол.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2