一種二氯異氰尿酸鈉的製備方法
2023-07-26 19:54:21 1
專利名稱：一種二氯異氰尿酸鈉的製備方法
技術領域：
本發明涉及一種二氯異氰尿酸鈉的製備方法，特別是涉及一種採用通氯氯化及次氯酸 鈉氯化聯合製備二氯異氰尿酸鈉的方法。
背景技術：
二氯異氰尿酸鈉(簡稱DCCNa)是氯代異氰尿酸類產品中重要的品種之一，又名羊毛整 理劑DC、優氯淨，學名為l, 3_二氯-均三嗪三酮鈉，外觀為白色粉末狀晶體,略有氯氣味,分 子式(^1凡酤03 ,分子量219. 95 ，理論有效氯含量為64. 5 % ，熔點230 —235 。C (分解),25 。C時每100mL水可溶解本品25g ， 1呢水溶液的pH值為6. 5。粉末狀產品的體積比重為O. 50 —0. 65g/cm3 ，粒狀產品的體積比重為O. 90 —0. 96g/cm3; 二氯異氰尿酸鈉晶體中含有2個 分子結晶水,稱為二水二氯異氰尿酸鈉(簡稱DCCNa 2H20),其理論有效氯含量為55. 4 % , 穩定性大於不含結晶水的二氯異氰尿酸鈉。二氯異氰尿酸鈉在常溫下能與氨、銨鹽、醯胺、 苯胺反應放出NCl3氣體，還能與金屬氧化物和酸發生化學反應，是一種較為活潑的強氧化 劑。
目前，各國科研生產人員提出了許多合成二氯異氰尿酸鈉的方法，主要有以下幾種
1、 二氯異氰尿酸中和法工藝
二氯異氰尿酸中和法的工藝過程為先將氰尿酸與燒鹼反應，製得氰尿酸二鈉，簡稱 二鈉鹽，分子式為N&H(CN0)3。將二鈉鹽氯化，生成二氯異氰尿酸結晶。過濾後，將溼濾 餅與燒鹼或純鹼、小蘇打迅速混合進行中和反應，即可生成二氯異氰尿酸鈉。
該法的優點為原料消耗和能耗較低，生產成本較低。這是因為二氯異氰尿酸在水中的 溶解度很小(25'C時的溶解度為0.8g/100g水)，產物隨廢液排走的量較少，過濾的收率 較高；中和反應為固相反應，損失也很少；氯化溫度在20'C左右，不需低溫冷卻，用電量 少。缺點是產品有效氯和pH值波動較大，產品穩定性較差，氣味大，生產環境較差。
2、 次氯酸鈉氯化法工藝
次氯酸鈉氯化法的工藝過程為先將燒鹼與氯氣反應製取次氯酸鈉，然後與氰尿酸反 應，並加入中和劑，郎可一步生成二氯異氰尿酸鈉。由於採用液相法生產，二氯異氰尿酸鈉結晶體從溶液中析出，因此該方法生產的二氯異氰尿酸鈉產品純度較高，有效氯及PH 值波動較小，氣味小，穩定性好，溶解快而完全。但其收率相對於二氯異氰尿酸中和法的 要稍低些，能耗也要高些.
除了上述2種生產方法外，還有三氯異氰尿酸氯化成鹽法、次氯酸氯化法、食鹽法、 碳酸鹽法等。三氯異氰尿酸氯化成鹽法雖然產品純度高、質量好，但由於工藝流程長、收 率低、能耗高、生產成本高，在20世紀80年代中期前我國有部分廠家採用該法，現大都 改為上述介紹的2種方法生產或者停產，而後幾種方法未見我國有工業化規模生產的報 道。
如何在得到高質量(色澤好、有效氯含量高)的二氯異氰尿酸鈉，又能夠降低氯氣的 消耗和排放，解決上述方法中存在的產品生產消耗高或生產現場氣味大、環境汙染嚴重的 問題，是近年來科研、生產人員一直在思索和研究的難題。採用異氰尿酸二鈉鹽部分氯化， 使中間產物有效氯達到一定的水平。然後採用次氯酸鈉繼續氯化達到要求的有效氯含量。 使用的次氯酸鈉由尾氣吸收得到，如果能夠解決產品質量不穩定的問題，應該能夠較好地 解決以上存在的難題。國內外未見採用類似方法生產二氯異氰尿酸鈉的相關生產企業，在 國內外文獻中也未見相關報導。
根據我們的研究，在國內主要的合成二氯異氰尿酸鈉工藝中，目前主要使用的是氰尿 酸直接氯化法工藝。在此工藝中，氰尿酸部分溶於液鹼中，在一定的溫度下滴鹼通氯製備 二氯異氰尿酸，然後把製成的二氯異氰尿酸與純鹼幹法混合製備二氯異氰尿酸鈉。此工藝 過程中第一步通氯合成收率一般不足90%,同時氯氣不能全部被氰尿酸鈉鹽溶液吸收造成 氯氣洩漏。此過程一方面造成二氯異氰尿酸合成成本增加，另一方面造成生產環境及周邊 環境受氯氣汙染嚴重。第二步二氯異氰尿酸與純鹼混合製備二氯異氰尿酸鈉也由於有大量 的刺激性氣體(主要是氯氣和三氯化氮)產生造成環境汙染。目前，生產企業還沒有解決 以上兩個方面問題的成熟方法，使部分生產企業由於汙染嚴重、消耗過高而處於停產或半 停產狀態。
發明內容
本發明的目的是提供一種高收率的二氯異氰尿酸鈉的工業合成方法，同時解決在直接 通氯工藝中氯氣不能完全利用而造成的生產環境氣味大，對周邊環境影響嚴重的問題。 本發明是這樣實現的
1、 二氯異氰尿酸的合成在反應容器中投入一定數量的氰尿酸，按摩爾比1: 2. 0-2. 4
投入含量30%的液鹼，控制反應溫度15 4(TC，攪拌使氰尿酸完全溶解轉化為氰尿酸二鈉 鹽溶液(溶液呈澄清透明)。緩緩通入氯氣，當溶液pH由大於13降至4.5左右時，停止 通氯，以檢驗成品二氯異氰尿酸鈉的方法測定中間體的有效氯含量。此時有效氯含量應當 在20%至50%之間。控制溫度在20 40'C滴加8 10%次氯酸鈉溶液(由未反應氯氣用液鹼 吸收製備)，當溶液pH降至3.5左右，產物有效氯含量達到65 70%時，反應物放入抽濾 槽中抽濾製得二氯異氰尿酸產物，產物為純白色晶體，收率95%以上。
2、 二氯異氰尿酸鈉的製備步驟l中製得的二氯異氰尿酸和純鹼以摩爾比l: 0.4 0.55混合，充分攪拌製得二氯異氰尿酸鈉成品。此過程中產生的廢氣由引風機引入尾氣 吸收塔吸收處理。
3、 尾氣的吸收和次氯酸鈉的製備尾氣吸收塔為增強聚丙烯材質填料吸收塔，尾氣 吸收為二級吸收。在一塔塔釜中加入適量的30%液鹼，用水稀釋到15 20%， 二塔塔釜加 入30%液鹼，二氯異氰尿酸製備通氯過程中未吸收的尾氯以引風機引入吸收塔，開啟吸收 塔循環泵，當一塔塔釜液體次氯酸鈉含量達到8%以上時，將一塔液體打入反應計量高位 槽，二塔液體打入一塔，二塔打入新的30%液鹼。
另外二氯異氰尿酸合成尾氣吸收塔和步驟2中尾氣吸收塔共用。
具體實施例方式
實施例h
在一個500ml帶電動攪拌的四口瓶中分別加入100g氰尿酸、300g水，裝好通氯管、 溫度計、恆壓滴液漏鬥和尾氣吸收裝置。在攪拌狀態下加入200g含量30%的液鹼，繼續 攪拌至氰尿酸完全溶解，控制反應溫度2(TC，緩緩通入氯氣直至溶液pH降至4.5。控制 反應體系溫度25'C，滴加10%次氯酸鈉溶液50g，繼續攪拌10分鐘。抽濾得到白色結晶。 乾重143. 2g,有效氯含量68. 5%。
將上述白色結晶與40g純鹼混合得到白色二氯異氰尿酸鈉產物157g，產品水溶液pH 為6.6，有效氯含量62.3%。
實施例2:
在一個兩噸帶攪拌的反應釜中分別加入200kg氰尿酸、600kg水，打開尾氣吸收裝置。 在攪拌狀態下加入400kg含量3(^的液鹼，攪拌至氰尿酸完全溶解，打開冰鹽水控制反應 溫度18 22°C ，緩緩通入氯氣直至溶液pH降至4. 4 4. 6。控制反應體系溫度25 30°C ， 滴加10%次氯酸鈉溶液100kg，繼續攪拌30分鐘。真空抽濾得到白色結晶。乾重285kg,
有效氯含量67. 3%。
將上述白色結晶與80kg純鹼混合得到白色二氯異氰尿酸鈉產物310kg，產品水溶液 pH為6.5，有效氯含量62. 1%。 比較例1:
在一個500ml帶電動攪拌的四口瓶中分別加入100g氰尿酸、300g水，裝好通氯管、 溫度計、恆壓滴液漏鬥和尾氣吸收裝置。在攪拌狀態下加入60g含量3(m的液鹼，控制反 應溫度25'C，繼續滴加30%液鹼160g，同時緩緩通入氯氣直至溶液pH降至2.2。繼續攪 拌10分鐘，抽濾得到白色結晶。乾重134.7g,有效氯含量65W。
將上述白色結晶與37g純鹼混合得到白色二氯異氰尿酸鈉產物145g，產品水溶液pH 為6.2，有效氯含量58.7%。
權利要求
1、一種二氯異氰尿酸鈉的製備方法，其特徵在於異氰尿酸的氯化採用通氯氯化和次氯酸鈉輔助氯化。
2、 根據權利要求1所述的二氯異氰尿酸鈉的製備方法，其特徵在於氯化所使用的次氯酸 鈉由氯化過程中未吸收完的氯氣通過尾氣吸收得到。
3、 根據權利要求1或2所述的二氯異氰尿酸鈉的製備方法，其特徵在於採用吸收塔兩級 吸收尾氣。
4、 根據權利要求1所述的二氯異氰尿酸鈉的製備方法，其特徵在於它包括步驟(1)異氰 尿酸溶於液鹼製取氰尿酸二鈉鹽；步驟(2)向氰尿酸二鈉鹽溶液中通氯氣氯化；步驟(3)向步驟(2)所得懸濁液中滴加次氯酸鈉製取二氯異氰尿酸；步驟(4)離心分離 所得二氯異氰尿酸；步驟(5)以純鹼中和二氯異氰尿酸得到二氯異氰尿酸鈉；步驟(6) 後處理。
5、 根據權利要求4所述的二氯異氰尿酸鈉的製備方法，其特徵在於步驟(2)所得到的 中間產物有效氯含量在20% 50%，步驟(3)所得到的產物有效氯在65 70%。
6、 根據權利要求4所述的二氯異氰尿酸鈉的製備方法，其特徵在於最終所得二氯異氰 尿酸鈉的有效氯含量>62% (幹基)。
7、 根據權利要求4的方法，其特徵在於步驟(2)的氯化溫度控制在15 4(TC，步驟(3)所要求的氯化溫度20 40。C，總反應時間為1 4小時。
全文摘要
本發明涉及一種二氯異氰尿酸鈉的製備方法。本方法以異氰尿酸和氯氣、燒鹼為主要原料，採用通氯氯化及次氯酸鈉氯化聯合方法生產二氯異氰尿酸鈉。與異氰尿酸直接氯化法相比，產品收率由不足90％提高到95％以上，產品色度有明顯改善，單釜產品合成時間由3.5～4小時降至2小時以下；產品單耗中氰尿酸由0.68噸降至0.65噸以下，氯氣單耗由0.72噸降至0.70噸以下，燒鹼(30％)單耗由1.4噸降到1.3噸以下，純鹼單耗與直接氯化法相近。與直接氯化法相比，未完全吸收的氯氣通過液鹼吸收轉化為次氯酸鈉，生成的次氯酸鈉含量10％左右，可以直接用於目標產品的生產回用。本發明從根本上解決了二氯異氰尿酸鈉產品生產過程中氯氣消耗過高引起的成本過高及環境汙染嚴重兩方面的問題。
文檔編號C07D251/36GK101186595SQ20061007023
公開日2008年5月28日 申請日期2006年11月17日 優先權日2006年11月17日
發明者劉思全, 李懷谷, 許慶峰 申請人:濟南大學