一種以單質溴為溴源的液體穩定溴殺菌劑的製備方法
2023-06-03 06:03:46 1
專利名稱：一種以單質溴為溴源的液體穩定溴殺菌劑的製備方法
技術領域：
本發明屬於殺菌劑技術領域，具體涉及一種水處理領域中用作微生物控制的以單質溴為溴源的液體穩定溴殺菌劑的製備方法。背景技術：
為了控制水系統微生物的生長，需向水體中投加生物劑量的殺菌劑。按其提供的活性殺生作用方式可分為直接釋放型、間接釋放型、緩慢釋放型。目前實際生產活動中應用最為廣泛的是氧化型殺菌劑，其中以氯/溴類殺菌劑為首選。常用的氯類殺菌劑有液氯、次氯酸鹽等。液氯具有較強的刺激性氣味，易造成二次汙染，且現場使用時需要輔助一定的安全裝備，存在較大的安全隱患；次氯酸鹽的有效含量較低，投加量大，對設備具有腐蝕性，且含量衰減較快，現場貯存和操作困難。有關溴類殺菌劑主要有如下幾種
I、氯化溴。此液體揮發性很高，在自然狀態下會釋放出大量的高毒性、高腐蝕性的溴蒸汽。在運輸、貯存、投加過程中十分不便管理，造成水處理成本較高，目前已不再使用。2、溴化鈉和次氯酸鈉的同時使用。該方法是將溴化鈉配製成水溶液，同次氯酸鈉一同加入到水系統中，此時次氯酸鈉能將溴離子氧化，得到次溴酸和次溴酸根離子，以實現採用溴類殺菌劑控制水系統中微生物的目的。目前該項技術的現場應用方式有如下兩種一是採用兩套加藥控制系統，分別計量溴化鈉和次氯酸鈉溶液。該方法的不足之處是需兩套加藥系統，投加非常不方便，加之次氯酸鈉的不穩定性，需要不斷調整加藥泵以補償和維持反應物的適合比例和準確劑量。另一種使用方式是將溴化鈉和次氯酸鈉復配，加入穩定劑。該方法的主要局限在於商品次氯酸鈉在濃度方面有商購限制，致使溴殺菌劑的濃度得不到保證，復配產品的穩定性較差，不易長時間貯存. 3、固體溴氯海因溴氯海因是在水體中能釋放溴的高活性化合物，其應用的主要局限是水溶性差，釋放緩慢。
發明內容
本發明的目的是提供一種以單質溴為溴源的穩定溴液體殺菌劑的製備方法，採用本方法製備的穩定溴殺菌劑能夠有效的克服現有溴類殺菌劑的諸多不足。為實現上述目的，本發明採用的技術方案包括如下步驟
①準備反應液將複合穩定劑與水按照1-51的質量比混合；
②溴化反應在攪拌及冷卻的條件下，向步驟①所得反應液中滴加單質溴，滴加完畢後繼續反應30-60分鐘，其中滴加的單質溴與步驟①中複合穩定劑的摩爾比為I :1_2，反應溫度控制在25-35 °C之間；
③氧化反應為了充分利用溴化反應中的溴離子，向步驟②所得反應液中加入氧化劑氧化其中的溴離子，其中加入的氧化劑與步驟②中滴加的單質溴的摩爾比為I :0. 5-1. 5，反應溫度控制在25-35 °C之間；
④中和反應向步驟③所得反應液中加入鹼源進行中和反應，調節反應液的PH值大於12，其中反應溫度控制在20-50°C之間。
上述步驟①中的複合穩定劑為含氮化合物，具體為尿素、氨基磺酸鈉。上述步驟③中的氧化劑為質量濃度為50%的雙氧水、液氯。 上述步驟④中的鹼源為鹼金屬氫氧化物，具體為氫氧化鈉、氫氧化鉀，它們的質量濃度為30%-50%，優選質量濃度為40%的氫氧化鉀。調整本發明方法中各組分的配比可製得如下不同含量的組合物
a、含有氯和溴的高濃度混合滷素液體組合物，有效含量320% (以溴計)；
b、含有氯和溴的高濃度混合滷素液體組合物，有效含量為318% (以溴計)；
C、純溴產品，有效含量3 15% (以溴計)；
d、純溴產品，有效含量會10% (以溴計)。本方法中的溴化及氧化反應是在極酸性條件下完成的(pH = 2)，該合成工藝使得反應過程中滷素離子誘導的物理和化學上的不穩定性降至最低，並能確保在合成反應過程中無溴酸鹽產生，使得製備的溴殺菌劑具有較高的物理穩定性，不易形成固體沉澱，且在至少三個冰凍和融化循環內是穩定的，適宜長期貯存。同時也具有較高的化學穩定性，與常用的氧化型殺菌劑次氯酸鈉相比較，同在25°C貯存條件下，180天後有效含量只衰減了 0. 8%，而次氯酸鈉的有效含量衰減了 85%左右；在401貯存條件下，180天後有效含量只衰減了2%，而次氯酸鈉的有效含量已衰減至檢測不到。本方法製備的穩定溴殺菌劑在使用時，直接投加到水體中即可，無需進行現場活化，使用十分方便。應用的領域包括工業循環冷卻水系統，油田注水系統，空氣洗滌器系統，市政和工業廢水系統，紙漿和紙加工用水，景觀水系統等，適用範圍廣泛，填補了此類殺菌劑的空白，具有廣泛的推廣應用前景。具體實施例方式 實施例I :將55. 2克氨基磺酸鈉與30. 5克水混合，開啟攪拌及循環冷卻系統，滴加30克單質溴，進行溴化反應，過程中控制溫度在25-35°C之間；單質溴滴加完，繼續反應30分鐘後，向反應液中通入25克液氯，溫度控制在25-35°C之間；在攪拌和冷卻條件下向反應液中加入質量濃度為40%的氫氧化鉀，過程中控制溫度在30-50°C之間，使反應液的pH值大於12，終產品的有效含量為20. 5%。實施例2 :將50. 5克氨基磺酸鈉與35克水混合，開啟攪拌及循環冷卻系統，滴加27克單質溴，進行溴化反應，過程中控制溫度在25-35°C之間；單質溴滴加完，繼續反應30分鐘後，向反應液中通入18克液氯，溫度控制在25-35°C之間；在攪拌和冷卻條件下向反應液中加入質量濃度為40%的氫氧化鉀，過程中控制溫度在30-50°C之間，使反應液的pH 值大於12，終產品的有效含量為18. 4%。實施例3 :將43. 6克氨基磺酸鈉與15. 5克水混合，開啟攪拌及循環冷卻系統，滴加22. 3克單質溴，進行溴化反應，過程中控制溫度在25-35°C之間；單質溴滴加完，繼續反應30分鐘後，向反應液中通入10克液氯，過程中控制溫度在25-35°C之間；在攪拌和冷卻條件下向反應液中加入質量濃度為40%的氫氧化鉀，過程中控制溫度在30-50°C之間，使反應液的PH值大於12，終產品的有效含量為15. 2%。實施例4 :將15克尿素與15克水混溶製成漿狀物，向體系中同時滴加21克單質溴和12克質量濃度為50%的雙氧水，過程中控制溫度在25-35°C之間，單質溴滴加完，繼續反應30分鐘後，在攪拌和冷卻條件下向反應液中加入質量濃度為50%的氫氧化鈉，過程中控制溫度在30-50°C之間 ，使反應液的PH值大於12，終產品的有效含量為10. 3%。
權利要求
1.一種以單質溴為溴源的液體穩定溴殺菌劑的製備方法，該方法包括如下步驟 ①準備反應液將複合穩定劑與水按照1-51的質量比混合； ②溴化反應在攪拌及冷卻的條件下，向步驟①所得反應液中滴加單質溴，滴加完畢後繼續反應30-60分鐘，其中滴加的單質溴與步驟①中複合穩定劑的摩爾比為I :1_2，反應溫度控制在25-35 °C之間； ③氧化反應向步驟②所得反應液中加入氧化劑氧化其中的溴離子，其中加入的氧化劑與步驟②中滴加的單質溴的摩爾比為I :0. 5-1. 5，反應溫度控制在25-35°C之間； ④中和反應向步驟③所得反應液中加入鹼源進行中和反應，調節反應液的PH值大於12，其中反應溫度控制在20-50°C之間。
2.根據權利要求I所述的一種以單質溴為溴源的液體穩定溴殺菌劑的製備方法，其特徵是步驟①中的複合穩定劑為含氮化合物，具體為尿素、氨基磺酸鈉。
3.根據權利要求I或2所述的一種以單質溴為溴源的液體穩定溴殺菌劑的製備方法，其特徵是步驟③中的氧化劑為質量濃度為50%的雙氧水、液氯。
4.根據權利要求I或2所述的一種以單質溴為溴源的液體穩定溴殺菌劑的製備方法，其特徵是步驟④中的鹼源為鹼金屬氫氧化物，具體為氫氧化鈉、氫氧化鉀，它們的質量濃度為 30%-50%。
5.根據權利要求4所述的一種以單質溴為溴源的液體穩定溴殺菌劑的製備方法，其特徵是步驟④中的鹼源為質量濃度為40%的氫氧化鉀。
全文摘要
本發明公開了一種以單質溴為溴源的液體穩定溴殺菌劑的製備方法，包括①準備反應液；②溴化反應；③氧化反應；④中和反應四個步驟，所製備的穩定溴殺菌劑具有較高的物理穩定性，適宜長期貯存。同時也具有較高的化學穩定性，在25℃貯存條件下，180天後有效含量只衰減了0.8%；在40℃貯存條件下，180天後有效含量只衰減了2%。本方法製備的穩定溴殺菌劑使用時，直接投加到水體中即可，無需進行現場活化，使用十分方便，可應用的領域包括工業循環冷卻水系統，油田注水系統，空氣洗滌器系統，市政和工業廢水系統，紙漿和紙加工用水，景觀水系統等，適用範圍廣泛，填補了此類殺菌劑的空白，值得廣泛的推廣應用。
文檔編號A01N59/00GK102771513SQ20121025296
公開日2012年11月14日 申請日期2012年7月21日 優先權日2012年7月21日
發明者張健, 張志紅 申請人:遼寧力普工業技術有限公司