三氯異氰尿酸
三氯異氰尿酸,化學式為C3O3N3Cl3,分子量為232.41,是一種有機化合物,白色結晶性粉末或粒狀固體,具有強烈的氯氣刺激味。 三氯異氰尿酸是一種極強的氧化劑和氯化劑,與銨鹽、氨、尿素混合生成易爆的三氯化氮,遇潮、受熱也放出三氯化氮,遇有機物易燃。三氯異氰尿酸對不銹鋼幾乎無腐蝕作用,對黃銅的腐蝕比對碳鋼的腐蝕強烈。
產(chǎn)品詳情
第一步:氰尿酸(CA)合成氰尿酸的生產(chǎn)主要采用尿素熱裂解脫氨法。反應式為:
根據(jù)熱裂解方法不同,又分為固相法和液相法。固相法是熱解爐中尿素在200~300℃下熔融狀態(tài)進行脫氨縮合,得含量80%~90%,的粗氰尿酸,將粗氰尿酸粉碎后加入硫酸,使副產(chǎn)物氰尿酰胺重新轉化為氰尿酸,再經(jīng)過濾、水洗、干燥等得到純度大于98%的氰尿酸。該法優(yōu)點是投資小,技術成熟,但副產(chǎn)物回收較復雜。液相法是將尿素溶解在溶劑
(如硝銨,環(huán)丁砜,N-甲基吡咯烷酮)中,再進行高溫脫氨反應,該法的關鍵是高沸點溶劑的選擇和回收利用。液相法在國外較成熟,國內生產(chǎn)開發(fā)過程中最
大難題是產(chǎn)品純度低。
第二步:堿溶
第三步:氯化
該法工藝簡單,但由于CA氯化制備TCCA過程中,CA中含有較多的副產(chǎn)二縮脲、三縮脲、氰尿酰胺及未反應的原料尿素,與氯氣反應生成NCl3,CA
在堿性溶液中易生成NCl3,TCCA產(chǎn)品在受熱或堿性條件下也會分解生成NCl3,而通氯反應在密閉容器中進行,眾所周知,NCl3,積累極易發(fā)生爆炸。
為提高氯化工藝的安全性,加強操作的穩(wěn)定性,各國研究工作者做了大量研究工作,以國外3種工
業(yè)化生產(chǎn)方法孟山都法、FMS法、BASI:’法為例。
孟山都法是將鈉鹽溶液與過量10%~15CA,的
氯氣連續(xù)混合,并強力攪拌,趕排NCl3,PH值控制在3.0~4.5,以CA計,TCCA產(chǎn)率為80%~90%。
FMC法為二步氯化法。CA的三鈉鹽溶液在pH=12,溫度5~40℃下,用過量氯氣進行預氯化,
部分氯化的產(chǎn)品再在pH=1.5~3.5和溫度5~20℃下用未耗掉的氯氣進行最終氯化。將CA三鈉鹽溶液兩段氯化,據(jù)稱可使副反應減少到最低程度,以CA計,TCCA產(chǎn)率達到85%~90%。
BASF法是將溶于NaCl溶液中的三鈉鹽與氯氣反應,氯化到pH=3~6,加入部分堿和氯氣,使pH值達到2.5~5.0。據(jù)稱將CA的三鈉鹽溶于NaCl溶液中與氯氣反應,可避免NCl3,生成,且可獲得98%的產(chǎn)率,產(chǎn)品純度大于99%。
另外,采用NaCO3、CA在pH=8~ll,溫度20~30℃下兩步連續(xù)氯化法,反應中生成的C0:在氯化中起攪拌作用,避免了產(chǎn)物的分解及副產(chǎn)物產(chǎn)生。采用惰性氣體吹掃NCl3,嚴格控制工藝條件,提高自動化程度,加強監(jiān)控手段,是避免NCl3積聚的有效方法,在先進國家大規(guī)模生產(chǎn)中用pH計和色譜聯(lián)合控制NCl3濃度。
將氰尿酸配制成漿液,用預制的氯化劑(如Cl20、HOCl、Na0Cl等),在一定pH下氯化。反應式為:
同樣,為避免產(chǎn)生NCl3,一方面對CA中間體進行精制,使雜質含量降至3%以下,一方面嚴格控制工藝條件,控制pH為3~4之間,氯化溫度20~25℃之間。該法為液液相反應,在保證進口有一定量的空氣導入時,氯化反應器設抽排氣系統(tǒng),使產(chǎn)生的微量NCl3及時排出。該法反應迅速,不污染環(huán)境。缺點是次氯酸不穩(wěn)定,導致產(chǎn)品收率降低。
另外,CA與預制的Cl20在200℃以下反應后可制得無NCl3干產(chǎn)品,不必分離干燥。 二氯異氰尿酸鈉是氯代異氰尿酸系列產(chǎn)品之一,在SDC和TAAC聯(lián)合生產(chǎn)中將氰尿酸與次氯酸鈉溶液20~25℃下反應生成SDC,再將其深度氯化生成TCCA。反應式為:
該工藝中也不可避免有NCl3產(chǎn)生。在國外,對TCCA生產(chǎn)工藝進一步完善,如加入表面活性劑,改善CA在反應溶液中的分散,從而制得質量更均勻的產(chǎn)品;加入潤濕劑、防沫劑,以控制顆粒度,使產(chǎn)品易過濾、干燥,產(chǎn)品劑型也從單純的劑型粉劑發(fā)展到棒狀、粒狀等多劑型等等。
三氯異氰尿酸(TCCA)是氯代異氰尿酸類產(chǎn)品的重要品種之一,它是新一代高效漂白劑、氯化劑和消毒劑,具有殺菌和漂白力高、儲運穩(wěn)定、使片安傘、在水中釋放有效氯時間長等特點 。