Несимметричный диметилгидразин

Не следует путать с НГМД — накопителем на гибких магнитных дисках.

Несимметричный диметилгидразин
Общие
Систематическое наименование	1,1-диметилгидразин
Традиционные названия	Несимметричный диметилгидразин (НДМГ), «гептил»
Химическая формула	C2H8N2
Физические свойства
Состояние (ст. усл.)	жидкое
Молярная масса	60,1 г/моль
Термические свойства
Температура плавления	216 К, -57 °C
Температура кипения	336 К, 61 °C
Классификация
Рег. номер CAS	57-14-7
SMILES	NN(C)C
Безопасность
Токсичность	высокотоксичен!

Несимметри́чный диметилгидрази́н (НДМГ, «гепти́л»^[1], 1,1-диметилгидрази́н) — компонент высококипящего (имеющего температуру кипения выше 0 °C) ракетного топлива. В качестве окислителя в паре с НДМГ часто применяется тетраоксид азота (АТ), чистый или в смеси с азотной кислотой, известны случаи применения чистой кислоты и жидкого кислорода. Для улучшения свойств может использоваться в смеси с гидразином, известной как аэрозин.^[2]

Широко применяется в ракетной технике. В частности, на российской РН «Протон», российско-украинских РН «Днепр», «Космос», украинской РН «Циклон»; американских — семейства «Титан»; французских — семейства «Ариан»; в двигательных установках пилотируемых кораблей, спутников, орбитальных и межпланетных станций, а также некоторых баллистических ракет.

Основные сведения

НДМГ — бесцветная или слегка желтоватая прозрачная жидкость с резким неприятным запахом, характерным для аминов. Температура кипения +63 °C, температура кристаллизации −57 °C, плотность 790 кг/м³. Хорошо смешивается с водой, этанолом, большинством нефтепродуктов и многими органическими растворителями. Гигроскопичен, поглощает влагу из воздуха. Обводнение приводит к снижению тяги на 100 Н∙с/кг на каждые 0,5 % воды.

Самовоспламеняется при контакте с окислителями на основе азотной кислоты и тетраоксида азота, что упрощает конструкцию и обеспечивает легкий запуск и возможность многократного включения ракетных двигателей.

Взаимодействие НДМГ и его водных растворов с азотной кислотой протекает бурно. Воспламенение происходит до 50 %-й концентрации водного раствора. Растворы меньшей концентрации реагируют с образованием соли азотной кислоты. НДМГ термически стабилен до 350 °C. В интервале 350—1000 °C продуктами разложения являются аммиак, амины, синильная кислота, водород, азот, метан, этан, смолистые и другие вещества.

Обладает сильным токсическим и мутагенным действием (например, он в четыре раза токсичнее синильной кислоты). Действие на организм человека: раздражение слизистых оболочек глаз, дыхательных путей и легких; сильное возбуждение центральной нервной системы; расстройство желудочно-кишечного тракта (тошнота, рвота), в больших концентрациях может наступить потеря сознания.

К преимуществам пары НДМГ+АТ относятся:

• превосходит пару кислород+керосин и пару кислород+водород по плотности (1170 против 1070 и 285 (кг/м³))
• большая взрывобезопасность по сравнению с парой водород+кислород
• самовоспламеняемость при контакте топливных компонентов
• возможность длительного хранения в заправленном виде при нормальных температурах

К недостаткам НДМГ+АТ относятся:

• токсичность
• канцерогенность
• вероятность взрыва НДМГ в присутствии окислителя
• меньший удельный импульс, чем у кислородно-керосиновой пары
• цена НДМГ заметно выше цены керосина, что существенно для больших ракет^[2]

Пожароопасные свойства

Легковоспламеняющаяся жидкость. Температура вспышки −15 °C; температура самовоспламенения 249 °C; концентрационные пределы распространения пламени 2 - 95 % об.

Средства тушения: Распыленная вода, возд.-мех. пена, порошки.^[3]

Получение в промышленности

НДМГ получают из диметиламина, являющегося крупнотоннажным продуктом органического синтеза, в две стадии через N-нитрозодиметиламин:

$\mathsf{HN(CH_3)_2 + HNO_2 \rightarrow ONN(CH_3)_2 + H_2O}$

$\mathsf{ONN(CH_3)_2 + 2H_2 \rightarrow H_2NN(CH_3)_2 + H_2O}$

N-нитрозодиметиламин $\mathsf{ONN(CH_3)_2}$ тоже является высокотоксичным и канцерогенным веществом.

Хранение НДМГ

Гидразинные горючие отличаются низкой химической стабильностью в контакте с атмосферой, однако практически не вызывают коррозии конструкционных материалов в паровой и жидкой фазах. Для хранения НДМГ используют резервуары из малоуглеродистых сталей, установленные наземно или заглубленно. Так же, как и тетраоксид азота, НДМГ хранят под давлением азота в насыщенном состоянии.

Транспортирование НДМГ

Транспортирование НДМГ осуществляют в основном железнодорожным и автотранспортом. Авиационные и водные перевозки в России крайне редки.

Гидразинные горючие транспортируют в железнодорожных и автомобильных цистернах вместимостью 40—60 м³, изготовленных из малоуглеродистых сталей. Для исключения контакта горючего с атмосферой в железнодорожных и автомобильных цистернах поддерживается избыточное давление азота 100—150 кПа.

Нейтрализация проливов НДМГ

Нейтрализация проливов гидразинных горючих осуществляется в основном химическим способом с помощью растворов гипохлорита кальция - дветретиосновной соли гипохлорита кальция (ДТС-ГК, 3Ca(OCl)₂x2Ca(OH)₂) и хлорной извести.

Бетон, грунт, различные поверхности обрабатываются кашицей из воды и хлорной извести, взятых в пропорции один к одному, и смываются водой. Расход кашицы — 4 л на квадратный метр. Кашицу на месте пролива выдерживают около 2 часов. Смывные воды обезвреживаются химическим способом теми же хлорными солями, взятыми в 15-кратном избытке.

Ссылки

• N₂O₄/UDMH
• Are pesticides posing intolerable risks?
• ВЗГЛЯД: Почему упал «Днепр» (статья от 10 августа 2006 г.)
• Названа причина падения Протона-М

Примечание

1. ↑ В действительности, гептил — это алкильный радикал C₇H₁₅-, название «гептил» применительно к НДМГ — это кодовое имя у военных ракетчиков
2. ↑ ^{1 2} Космонавтика, энциклопедия. М., 1985.
3. ↑ А. Я. Корольченко, Д. А. Корольченко. Пожаровзрывоопасность веществ и материалов и средства их тушения. Справочник: в 2-х ч. — 2-е изд., перераб. и доп. — М.: Асе. "Пожнаука", 2004. С. 436