專利名稱：一步兩段連續(xù)式生產(chǎn)三氯異氰尿酸的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于消毒殺菌劑技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種一步兩段連續(xù)式生產(chǎn)三氯異氰尿酸的方法。
背景技術(shù)：
二氯異氰尿酸鈉和三氯異氰尿酸均是一種極強的消毒殺菌劑，也是化工生產(chǎn)中的氯化劑和氧化劑。兩產(chǎn)品均屬于高效、快速、廣譜、低毒的殺菌消毒劑，能有效快速的殺滅各種細菌、真菌、芽孢、霉菌。兩產(chǎn)品還具有滅活甲型肝炎、乙型肝炎表面抗原的作用和滅藻、除臭、凈水、漂白作用。該類產(chǎn)品是國際上推廣的無毒安全的消毒殺菌劑產(chǎn)品，廣泛使用于游泳池消毒、工業(yè)水循環(huán)處理、食品加工業(yè)、飲食衛(wèi)生業(yè)、水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)、日用化學工業(yè)、醫(yī)療托幼、防疫、垃圾處理、賓館、餐廳及天災、人禍后的大面積滅菌，防染。
目前三氯異氰尿酸多采用一步法合成工藝，即將氰尿酸與液堿制成氰尿酸三鈉(或氰尿酸二鈉及氰尿酸單鈉)，然后用氯氣(或用次氯酸鈉和氯氣)進行氯化，制得三氯異氰尿酸漿狀反應液，經(jīng)離心甩干、洗滌、干燥后得三氯異氰尿酸。氯化方式有采用單段式氯化法、兩段間歇式氯化法、兩段連續(xù)式氯化法(如美國專利U.S 3,453,274；2,963,360等)。上述各種合成方法的目的就是盡可能減少三氯化氮的生成量。原始單段氯化合成三氯異氰尿酸的方法，多數(shù)采用氰尿酸與次氯酸鈉溶液于酸性條件下通氯進行氯化，過量的氯尾氣經(jīng)增壓后返回氯化。兩段間歇式氯化的設備單位體積生產(chǎn)能力較低、操作繁鎖、控制困難、操作環(huán)境差，生成三氯化氮含量高易發(fā)生爆炸。
為減少三氯化氮的生成量使生產(chǎn)能安全進行，國外部分生產(chǎn)廠家采用兩步連續(xù)式氯化工藝進行三氯異氰尿酸的生產(chǎn)。該工藝先制取二氯異氰尿酸，將之分離再用堿中和后用氯氣氯化(或用次氯酸鈉與氯氣氯化)制得三氯異氰尿酸。兩步連續(xù)式氯化法，其優(yōu)點生產(chǎn)較安全，產(chǎn)品含氯化鈉較低、質(zhì)量高；但生產(chǎn)工藝較長、設備多、兩次分離中間產(chǎn)品和成品，其操作較繁鎖、生產(chǎn)環(huán)境差等。
專利號為U.S3,453,274和U.S2,963,360的美國專利公開了一種氯化異氰尿酸的生產(chǎn)方法，該方法采用氯氣一步法兩段連續(xù)式氯化合成三氯異氰尿酸，由于采用的氰尿酸鈉鹽漿狀液需進行氯化，因此丙酮不溶解的雜質(zhì)偏高，外觀較差；氯氣消耗量較高，尤其二段氯化系在微酸性條件下氯化(pH2.4～3.8)氯氣吸收率較低(68～85％)，且該專利并沒有公開大量氯尾氣的處理方法；一段氯化選擇pH5.0，二段氯化選擇pH2～4進行氯化反應，仍有三氯化氮副反應物生成，生產(chǎn)過程中易發(fā)生爆炸。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的就是提供一種具有高收率、工序少又安全的一步兩段連續(xù)式氯化生產(chǎn)高品質(zhì)三氯異氰尿酸的方法。
實現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)方案為一步兩段連續(xù)式生產(chǎn)三氯異氰尿酸的方法，包括下列步驟第一步氰尿酸三鈉鹽溶液的制備將水、氰尿酸加入到反應釜中，并加入液堿反應生成氰尿酸三鈉鹽溶液；第二步壓濾除雜將制備的氰尿酸三鈉鹽溶液用壓濾機壓濾，除去鐵及不溶性雜質(zhì)；第三步尾氯吸收將除雜后的氰尿酸三鈉鹽溶液連續(xù)泵入至氯尾氣吸收洗滌塔內(nèi)進行尾氯的吸收；第四步一段氯化反應吸收尾氯氣后含有氯化異氰尿酸鈉鹽的氰尿酸三鈉鹽溶液進入第一段氯化反應釜內(nèi)通入氯氣維持溫度為20～25℃；pH值6.2～6.8攪拌下進行氯化反應；第五步二段氯化反應一段氯化后的反應液由釜底連續(xù)地泵入第二段氯化反應塔內(nèi)維持溫度為7～17℃和pH值2.4～3.0攪拌下連續(xù)通氯氣氯化；第六步結(jié)晶甩干二段氯化后生成的含有三氯異氰尿酸結(jié)晶的懸浮液，用漿液泵泵入離心高位貯缶內(nèi)，保持溫度為7～17℃間攪拌下放入離心機內(nèi)甩干；第七步水洗利用離心機過濾、水洗；第八步干燥于滾筒干燥機內(nèi)用熱風干燥得三氯異氰尿酸粉狀產(chǎn)品。
其附加技術(shù)特征為所述的壓濾機為UF管式壓濾機；在所述的氰尿酸三鈉鹽溶液的制備工序中，添加液堿的速度為先快后慢的添加；在所述的尾氯吸收工序中，多余的尾氯經(jīng)液堿噴淋吸收塔吸收制成次氯酸鈉副產(chǎn)品；在所述的二段氯化反應工序中的尾氯經(jīng)管道返回至尾氯吸收工序中再利用；在所述的一段氯化反應工序中，將冷卻所得到的一段氯化液的結(jié)晶物經(jīng)離心過濾、干燥得二水合二氯異氰尿酸鈉；取得所述的二水合二氯異氰尿酸鈉經(jīng)二次干燥得無水二氯異氰尿酸鈉產(chǎn)品；在所述的離心過濾工序中，所取得的濾液再添加液堿一并泵入到第二段氯化反應塔內(nèi)；所述的濾液和添加的液堿的比例為SDIC∶NaOH＝1∶0.1-0.3(mol比)；所述的液堿的濃度為10-30％。
本發(fā)明所提供的一步兩段連續(xù)式生產(chǎn)三氯異氰尿酸的方法與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點1、調(diào)整氰尿酸三鈉制備的配比使氰尿酸三鈉鹽形成飽和溶液，然后壓濾除去鐵等雜質(zhì)使產(chǎn)品外觀改善，丙酮不溶性雜質(zhì)降低；2、以氰尿酸三鈉鹽溶液代替液堿進行氯化合成氯尾氣的吸收，節(jié)省了燒堿氯氣；3、避開生成三氯化氮最多的pH值(pH4～6)，采用固定pH值下(一段pH6.2～6.8；二段2.4～3.0)氯化，減少了三氯化氮生成量；4、采用氯代異氰尿酸類產(chǎn)品的氯化反應釜和氯化反應塔，作為氯化反應器，在引風條件下于反應器液面上導入空氣將生成的二氯化氮稀釋至安全濃度后以引風機引出去吸收，解決了該工藝生產(chǎn)中安全防爆的問題；5、使三氯異氰尿酸與二氯異氰尿酸形成聯(lián)產(chǎn)。
一步兩段連續(xù)式氯化生產(chǎn)三氯異氰尿酸的方法具有生產(chǎn)流程短、設備少、收率高、操作簡便易控制的特點。
工藝流程附圖及流程說明


圖1一步兩段連續(xù)式氯化生產(chǎn)三氯異氰尿酸的工藝流程圖；圖2利用一步兩段連續(xù)式氯化生產(chǎn)三氯異氰尿酸的工藝聯(lián)合制備二氯異氰尿酸鈉的工藝流程圖。
工藝流程說明如
圖1所示，在氰尿酸三鈉反應釜內(nèi)按配比加入水、氰尿酸、燒堿溶液配制成氰尿酸三鈉溶液。將此溶液用泵壓入到UF管式壓濾機內(nèi)壓濾，除去鐵及不溶性雜質(zhì)，將此氰尿酸三鈉鹽溶液連續(xù)定量地泵入至氯尾氣吸收洗滌塔內(nèi)進行尾氯的吸收，吸收尾氯氣后含有氯化異氰尿酸鈉鹽的氰尿酸三鈉鹽溶液進入第一段防爆氯化反應釜內(nèi)，通入氯氣維持溫度為20～25℃；pH值6.2～6.8攪拌下進行氯化反應。一段氯化后的反應液由釜底定量連續(xù)地泵入第二段防爆氯化反應塔內(nèi)，維持溫度為7～17℃和pH值2.4～3.0攪拌下連續(xù)通入氯氣氯化。二段氯化后生成的含有三氯異氰尿酸結(jié)晶的懸浮液，用漿液泵連續(xù)泵入離心高位貯缶內(nèi)，保持溫度為7～17℃攪拌下放入自動刮刀離心機內(nèi)甩干、水洗、脫水。于滾筒干燥機內(nèi)用熱風干燥得三氯異氰尿酸。
如圖2所示，聯(lián)產(chǎn)二氯異氰尿酸鈉的工藝流程，將一段氯化后的反應液氯化至pH5.8～6.2后，用泵泵入到二氯異氰尿酸鈉冷凍結(jié)晶釜內(nèi)，冷凍至2～5℃后離心過濾，得濕品二氯異氰尿酸鈉，于旋流閃蒸干燥機低溫烘干得二水合二氯異氰尿酸鈉。將二水合二氯鈉鹽于轉(zhuǎn)筒烘干機內(nèi)，用高溫熱風干燥則得無水二氯異氰尿酸鈉。
二氯異氰尿酸鈉離心甩干后的結(jié)晶母液，按SDIC∶NaOH＝1∶0.10.3(mol比)連續(xù)定量地用泵將結(jié)晶母液和液堿(既燒堿溶液)泵入二段三氯異氰尿酸防爆氯化反應塔內(nèi)，維持溫度為7～17℃和pH值2.4～3.0連續(xù)通入氯氣進行氯化，二段的氯化后生成的含有三氯異氰尿酸結(jié)晶的懸浮液，用漿液泵連續(xù)泵入離心高位貯缶內(nèi)，保持溫度為7～17℃攪拌下放入自動刮刀離心機內(nèi)甩干、水洗、脫水。于滾筒干燥機內(nèi)用熱風干燥得三氯異氰尿酸。
具體實施例方式
實施例一(一)三氯異氰尿酸的生產(chǎn)(年產(chǎn)三氯異氰尿酸3000噸)1、氰尿酸三鈉鹽溶液的制備在具有攪拌、溫度計、加料口、夾套換熱45立方米不銹鋼制氰尿酸三鈉鹽溶解反應器內(nèi)，加入水28565kg，于攪拌下加入粉細的含量≥98.5％氰尿酸3000.0kg，攪拌使其成為均勻的漿狀懸浮液。于攪拌下維持反應溫度不高于35℃條件下，于6～6.5hr之內(nèi)緩緩加入20％液堿14689kg，加液堿的速度應先快后慢，初始加液堿速度約為3200立升/hr，中間控制加液堿速度為1800立升/hr；后期降至800～820立升/hr。液堿加完后，維持反應36～38℃攪拌下使物料全部溶解，呈現(xiàn)透明后，繼續(xù)攪拌30min。然后緩緩加入含量≥99.0％碳酸鈉240kg，攪拌使酸鈉溶解完全。
將上述制備的氰尿酸三鈉鹽溶液用離心泵壓入到3臺過濾面積為20m2并連的UF管式壓濾機內(nèi)壓濾除去不溶性雜質(zhì)，濾液于35℃保溫貯缶內(nèi)存放備用。
管式壓濾機過濾速度減慢需返吹除清洗時，將機內(nèi)雜質(zhì)殘留的溶液放入2m2過濾面積的吸濾槽內(nèi)真空抽濾，殘渣水洗后棄去；濾液及洗水于揚液器內(nèi)壓入到氰尿酸三鈉鹽溶解反應器內(nèi)回收利用。
2、連續(xù)氯化制取三氯異氰尿酸(1)連續(xù)氯化反應裝置一段防爆氯化反應器為具有攪拌、溫度計、工業(yè)酸度計、通氯管及分布器、液位指示器、防爆裝置、直達液面的進氣管、夾套換熱的5000立升，型號為EPFK-160-5000型特制的搪玻璃防爆氯化反應釜。釜體上部側(cè)面設有進料口與一級氯尾氣噴淋吸收裝置的出料口相接。反應器底部出料口通過控制閥和泵及工業(yè)酸度計連接二段氯化反應器。尾氯氣出口連接氯尾氣噴淋吸收裝置和引風系統(tǒng)。
二段氯化反應器與一段氯化反應器配置完全相同的夾套換熱的7000立升，型號為EPFK-160-7000型特制的搪玻璃防爆氯化反應釜。釜體上部側(cè)面設有進料口通過控制閥和泵及工業(yè)酸度計連接一段氯化反應器底部出料口相連接。反應器底部出料口通過控制閥和泵及工業(yè)酸度計與離心高位貯缶進料口相接。尾氯氣出口聯(lián)接氯尾氣噴淋吸收裝置和引風系統(tǒng)。
(2)、連續(xù)氯化反應氯化前首先啟動引風機和氯尾氣噴淋吸收系統(tǒng)。啟動攪拌電機。
①一段氯化反應將上述制備的氰尿酸三鈉溶液用離心泵以4000立升/hr的速度，泵入以氰尿酸三酸鈉溶液噴淋吸收氯尾氣的吸收塔內(nèi)，吸收氯尾氣后的含氯化異氰尿酸鈉的氰尿酸三鈉溶液由一段氯反應釜側(cè)面進料口連續(xù)地進入一段防爆氯化反應釜內(nèi)，同時于夾套內(nèi)通入-15～-18℃冷凍鹽水，于攪拌下由釜底部通氯管及分布器通過轉(zhuǎn)子流量計以每小時382kg/hr的速度連續(xù)通入含量≥99％的氯氣(或氯堿廠干燥脫水后的原料氯氣)?？刂仆葰獾乃俣群蛫A套內(nèi)通入冷凍鹽水量，使氯化反應液的pH值始終維持在6.2～6.8，溫度為20～25℃進行氯化反應。氯化反應時物料與氯氣成逆流接觸。在保持反應釜穩(wěn)定的液位下，由釜底放料口通過控制閥和酸度計電極用漿液泵，連續(xù)定量地將氯化后pH6.2～6.8，溫度為20～25℃的完成液泵入二段防爆氯化反應釜內(nèi)。
②二段氯化反應連續(xù)定量地將一段氯化后pH6.2～6.8、溫度為20～25℃的完成液，由釜上部側(cè)面進料口泵入二段防爆氯化反應釜內(nèi)后。同時啟動攪拌，于夾套內(nèi)通入-15～-18℃冷凍鹽水，于攪拌下由釜底部通氯管及分布器通過轉(zhuǎn)子流量計以每小時234kg/hr的速度連續(xù)通入含量≥99％的氯氣(或氯堿廠干燥脫水后的原料氯氣)?？刂仆葰獾乃俣群蛫A套內(nèi)通入冷凍鹽水量，使氯化反應液pH液值始終維持2.4～3.0、維持溫度保持7～17℃持進行氯化反應。氯化反應時物料與氯氣成逆流接觸。在保持反應釜穩(wěn)定的液位下，由釜底放料口通過控制閥和酸度計電極用漿液泵，連續(xù)定量地將氯化后pH2.4～3.0，溫度為7～17℃，含三氯異氰尿酸結(jié)晶的懸浮液泵入離心高位貯缶內(nèi)。
3、離心過濾和水洗將氯化后pH2.4～3.0、溫度為7～17℃、含三氯異氰尿酸結(jié)晶的懸浮液泵入3臺并連的具有攪拌、溫度計、液位指示器、直達液面的進氣管、引風排氣管、夾套換熱的5000立升搪玻璃離心高位貯缶內(nèi)。于夾套內(nèi)通入冷凍鹽水保持溫度為7～17℃，攪拌下放入由3臺GK-1250臥式自動刮刀離心機組成的離心過濾系統(tǒng)，于引風排氣下進行離心甩干、水洗(7次)、離心脫水、刮刀下料得濕品三氯異氰尿酸。
4、干燥離心脫水后的濕品三氯異氰尿酸，于轉(zhuǎn)筒烘干機內(nèi)于進口風溫190℃、出口風溫80～90℃、出口物料溫度65～75℃引風的條件下進行干燥(干燥也可采用快速氣干燥機、旋轉(zhuǎn)閃蒸干燥機、脈沖式氣流干燥機等)，經(jīng)旋風分離器和袋濾器分離，最后制得三氯異氰尿酸粉劑干品。平均每小時生產(chǎn)三氯異氰尿酸產(chǎn)品量為440kg/hr；產(chǎn)品有效氣含量≥90.5％，產(chǎn)品收率(以氰尿酸計)85％。
5、造粒和成型造粒干燥后的三氯異氰尿酸粉劑產(chǎn)品，于干法對輥式造粒機組內(nèi)經(jīng)脫氣、輥壓成型、破碎、整粒、篩選制成規(guī)定視密度和粒度的顆粒劑產(chǎn)品。
沖壓成型根據(jù)要求采用不用同規(guī)格的模具于不同的壓力的沖壓機上，沖壓成各種規(guī)格的或塊，包裝后則為片或塊市售消毒殺菌劑商品。
(二)三氯異氰尿酸與二氯異氰尿酸鈉聯(lián)合生產(chǎn)采用三氯異氰尿酸與二氯異氰尿酸鈉聯(lián)合生產(chǎn)時，按以下程序進行1、二氯異氰尿酸鈉的生產(chǎn)(年產(chǎn)二氯異氰尿酸鈉1800噸)(1)、二氯異氰尿酸鈉冷凍結(jié)晶將上述一段氯化液氯化至pH5.8～6.2溫度為20～25℃的完成液，用離心泵連續(xù)定量地分別泵入到由12臺高位并連的具有攪拌、溫度計、液位指示器、引風排氣管、夾套換熱的5000立升搪玻璃結(jié)晶釜內(nèi)，按順序充滿一臺換一臺。然后于夾套內(nèi)通入冷凍鹽水，攪拌下于5～8小時之內(nèi)降溫到2～5℃，使二氯異氰尿酸鈉結(jié)晶析出。維持2～5℃攪拌60～90分鐘后則可離心過濾。
(2)、二氯異氰尿酸鈉離心過濾和干燥冷凍結(jié)晶后的二氯異氰尿酸鈉于3臺GK-1250臥式自動刮刀離心機內(nèi)離心脫除母液，離心甩干至無母液流出時，啟動刮刀將料卸出。母液收集后送三氯異氰尿酸二段氯化反應系統(tǒng)。
濕品二氯異氰尿酸鈉于旋流閃蒸干燥機內(nèi)用低溫熱風(進口風溫T1＝80～120℃)，維持出口物料溫度＜50℃的條件下烘干結(jié)晶表面的游離水，得含有兩個結(jié)晶水的二水合二氯異氰尿酸鈉結(jié)晶288～300kg/hr。有效氯含量≥54.0％。
將脫除游離水的二水合二氯異氰尿酸鈉于轉(zhuǎn)筒烘干機內(nèi)，用180～190℃熱風(進口風溫T1＝180～190℃)維持出口物料溫度t1＝80～100℃，物料停留時間＞3小時的條件下烘除結(jié)晶水，得無水二氯異氰尿酸鈉，產(chǎn)品得量為每小時254～265kg/hr。有效氯含量≥60％(有效氯含量根據(jù)需要調(diào)整進口風溫、物料出口溫度、物料停留時間可制得有效氯含量不同的品牌產(chǎn)口，有效氯含量可達到≥62％。)收率平均為52～54％左右。
(3)、造粒與成型造粒干燥后的二氯異氰尿酸鈉粉劑產(chǎn)品于干法對輥式造粒機組內(nèi)經(jīng)脫氣、輥壓成型、破碎、整粒、篩選制成規(guī)定密度和粒度的顆粒劑產(chǎn)品。
沖壓成型根據(jù)要求，采用不同規(guī)格的模具于不同壓力的沖壓機上噴灑脫模劑后沖壓成各種夫格的片或塊，包裝后則為片或塊市售消毒殺菌劑商口。
2、三氯異氰尿酸的生產(chǎn)(年產(chǎn)三氯異氰尿酸1200t/a)(1)、二段連續(xù)氯化反應將上述二氯異氰尿酸鈉結(jié)晶離心過濾后的母液，通過流量計以4000～4100立升/hr的速度流入離心泵的入口，同時將20％液堿以每小時44～45立升/hr的速度壓入離心泵入口，使母液與液堿在離心泵內(nèi)混合后，泵入到二段防爆氯化反應釜內(nèi)。同時于夾套內(nèi)通入冷凍鹽水，于攪拌下由釜底部通氯管及分布器通過轉(zhuǎn)子流量計以每小時139kg/hr左右的速度，連續(xù)通入含量≥99％的氯氣(或氯堿廠干燥脫水后的原料氯氣)?？刂仆葰獾乃俣群蛫A套內(nèi)通入冷凍鹽水量，使氯化反應液pH液值始終維持2.4～3.0、維持溫度保持7～17℃進行氯化反應。氯化反應時物料與氯氣成逆流接觸。在保持反應釜穩(wěn)定的液位下，由釜底放料口通過控制閥和酸度計電極用漿液泵，連續(xù)地將氯化后pH 2.4～3.0、溫度為7～17℃含三氯異氰尿酸結(jié)晶的懸浮液泵入離心高位貯缶內(nèi)。
(2)、離心過濾和水洗，(3)干燥(4)造粒和成型按“實施例一，(一)3，離心過濾和水洗，4，干燥；5，造粒和成型”的操作程序進行。
平均每小時生產(chǎn)三氯異氰尿酸產(chǎn)品量為167～178kg/hr產(chǎn)品有效氯含量≥90.3％。產(chǎn)品收率(以氰尿酸計)32.3～34.4％。總收率平均為86％左右。
調(diào)整二氯異氰尿酸鈉冷凍結(jié)晶溫度，來控制二氯異氰尿酸鈉和三氯異氰尿酸的產(chǎn)量比例，結(jié)晶溫度升高則二氯異氰尿酸鈉產(chǎn)量降低而三氯異氰尿酸產(chǎn)量提高。
實施例二
(一)三氯異氰尿酸的生產(chǎn)(年產(chǎn)三氯異氰尿酸5000噸)1、氰尿酸三鈉鹽溶液的制備在具有攪拌、溫度計、加料口、夾套換熱45立方米不銹鋼制氰尿酸三鈉鹽溶解反應器內(nèi)，加入水28008kg，于攪拌下加入粉細的含量≥98.5％氰尿酸3000.0kg，攪拌使其成為均勻的漿狀懸浮液。于夾套內(nèi)通入溫水，攪拌下維持反應溫度不高于35℃條件下，于6～6.5hr之內(nèi)緩緩加入20％燒堿溶液15595kg，加液堿的速度應先快后慢，初始加液堿速度約為3200立升/hr，中間控制加液堿速度為1800立升/hr；后期降至800～820立升/hr。液堿加完后，維持反應溫度36℃左右攪拌下使物料全部溶解，呈現(xiàn)透明后，繼續(xù)攪拌30min。
將上述制備的氰尿酸三鈉鹽溶液用離心泵壓入到5臺，過濾面積為20m2/臺，并連UF管式壓濾機內(nèi)，壓濾除去不溶性雜質(zhì)。濾液于35℃保溫貯缶內(nèi)存放備用。
管式壓濾機過濾速度減慢需返吹除清洗時，將機內(nèi)雜質(zhì)和殘留的溶液入2m2過濾面積的吸濾槽內(nèi)真空抽濾，殘渣水先后棄去；濾液及洗水吸入揚液器內(nèi)，然后壓入到氰尿酸三鈉鹽溶液反應器內(nèi)回收利用。
45立方米不銹鋼制氰尿酸三鈉鹽溶解反應器，需兩臺替進行氰尿酸三鈉鹽溶液的制備。
2、連續(xù)氯化制取三氯異氰尿酸(1)連續(xù)氯化反應裝置一段防爆氯化反應器為具有攪拌、溫度計、工業(yè)酸度計、通氯管及分布器、液位指示器、防爆裝置、直達液面的進氣管、鈦盤管與夾套換熱的有效容積為7000立升，型號為EPFK-160-7000型特制的搪玻璃防爆氯化反應釜。釜體上部側(cè)面設有進料口與一級氯尾氣噴淋吸收裝置的出料口相接。反應器底部出料口通過控制閥和泵及工業(yè)酸度計連接二段氯化反應塔。尾氯氣出口聯(lián)接氯尾氣噴淋吸收裝置和引風系統(tǒng)。
二段氯化反應器為具有上傳動攪拌和下傳動攪拌、溫度計、工業(yè)酸度計、通氯管及分布器、液位指示器、防爆裝置、直達液面的進氣管、鈦盤管與夾套換熱的有效體積為為15000立升，型號為EPFK-160-15000型特制的搪玻璃防爆氯化反應塔。氯化反應塔由塔釜、塔節(jié)和塔帽三部分組成。塔節(jié)外有夾套，內(nèi)裝盤管換熱器和上傳動漿葉攪拌。塔節(jié)上部側(cè)面設有進料口，通過控制閥和泵及工業(yè)酸度計與一段氯化反應器底部出料口相連接。塔釜外有夾套，內(nèi)裝有下傳動復合密封鈦鋼漿葉攪拌。塔釜底設有通氯管及分布器。塔釜底部出料口通過控制閥和泵及工業(yè)酸度計與離心高位貯缶進料口相接。塔帽防爆筒側(cè)面設尾氯氣出口，聯(lián)接氯尾氣噴淋吸收裝置和引風系統(tǒng)。
(2)連續(xù)氯化反應氯化前首先啟動引風機和氯尾氣噴淋吸叫系統(tǒng)。啟動攪拌電機。
①一段氯化反應將上述制備的氰尿酸三鈉溶液用離心泵以每小時7100立升/hr的速度，泵入以氰尿酸三鈉溶液噴淋吸收氯尾氣的吸收塔內(nèi)，吸收氯尾氣后的含氯化異氰尿酸鈉的氰尿酸三鈉溶液，由一段氯化反應釜側(cè)面進料口，連續(xù)地進入一段防爆氯化反應釜內(nèi)，同時于盤管和夾套內(nèi)通入-15～-18℃冷凍鹽水，于攪拌下由釜底部通氯管及分布器通過轉(zhuǎn)子流量計以每小時679kg/hr的速度連續(xù)通入含量≥99％的氯氣(或氯堿廠干燥脫水后的原料氯氣)。控制通氯氣的速度和盤管與夾套內(nèi)通入冷凍鹽水量，使氯化反應時物料與氯氣成逆流接觸。在保持反應釜穩(wěn)定的液位下，由釜底放料口通過控制閥和酸度計電極用離心泵，連續(xù)地將氯化后的pH6.2～6.8溫度保持20～25℃完成液泵入至二段防爆氯化反應塔內(nèi)。
②二段氯化反應連續(xù)地將一段氯化后pH6.2～6.8、溫度為20～25℃的完成液由塔節(jié)上部側(cè)面進料口泵入到二段防爆氯化反應塔內(nèi)。同時啟動攪拌，于盤管和夾套內(nèi)通-15～-18℃冷凍鹽水，于攪拌下由塔釜底部通氯管及分布器通過轉(zhuǎn)子流量計以每小時416kg/hr的速度連續(xù)通入含量≥99％的氯氣?？刂仆葰獾乃俣群蛫A套內(nèi)通入冷凍鹽水量，使氯化反應的的pH值始終維持2.4～3.0持溫度保持在7～17℃進行氯化反應。氯化反應時物料與氯氣成逆流接觸。在保持反應塔穩(wěn)定的液位下，由塔釜底放料口，通過控制閥和酸度計電極用漿液泵，連續(xù)地將氯化后pH2.4～3.0、溫度為7～17℃，含三氯異氰尿酸結(jié)晶的懸浮液泵入離心高位貯缶內(nèi)。
3、離心過濾和水洗將氯后pH2.4～3.0、溫度為7～17℃的含三氯異氰尿酸結(jié)晶懸浮液，連續(xù)地泵入4臺并連的具有攪拌、溫度計、液位指示器、直達液面的進氣管、引風排氣管、夾套換熱的5000立升搪玻璃離心高位貯缶內(nèi)。于夾套內(nèi)通入冷凍鹽水保持溫度為7～17℃攪拌下放入由5臺GK-1250臥式自動刮刀離心機組成的離心過濾系統(tǒng)，于引風排氣下進行離心甩干、水洗7次、離心脫水、刮刀下料得濕品三氯異氰尿酸。
4、干燥和造粒成型，均按“實施例一，(一)4，干燥5，造粒成型”的操作條件和程度進行。
干燥后，平均每小時得三氯異氰尿酸粉劑產(chǎn)品量為780kg/hr；產(chǎn)品有效氯含量≥90.5％。產(chǎn)品平均收率(以氰尿酸計)為85％。
(二)三氯異氰尿酸與二氯異氰尿酸鈉聯(lián)合生產(chǎn)三氯異氰尿酸與二氯異氰尿酸鈉聯(lián)合生產(chǎn)時，按以下程度進行1、二氯異氰尿酸鈉的生產(chǎn)(年聯(lián)產(chǎn)二氯異氰尿酸鈉300t/a)(1)二氯異氰尿酸鈉冷凍結(jié)晶將上述一段氯化液氯化至pH5.8～6.2、溫度為20～25℃的完成液，用離心泵連續(xù)分別泵入到由10臺高位并連連的具有攪拌、溫度計、液位指示器、直達液面的進氣管、引風排氣管、夾套換熱的10000立升搪玻璃結(jié)晶釜內(nèi)，按順序充滿一臺換一臺。然于夾套內(nèi)通入-15～-18℃冷凍鹽水，攪拌下于5～8小時之內(nèi)降溫至2～5℃使二氯異氰尿酸鈉結(jié)晶析出。維持2～5℃攪拌60～90分鐘后則可離心過濾。
(2)二氯異氰尿酸鈉離心過濾和干燥冷凍結(jié)晶后的二氯異氰尿酸鈉的結(jié)晶液，于4臺GK-1250臥式自動刮刀離心機內(nèi)離心脫除母液，離心甩至無母液流出時，啟動刮刀將料卸出。母液收集后送三氯異氰尿酸二段氯化反應系統(tǒng)。
濕品低溫干燥制取二水合二氯異氰尿酸鈉結(jié)晶產(chǎn)品與轉(zhuǎn)筒烘干機內(nèi)干燥制取無水二氯異氰尿酸鈉，均按“實施例一，(二)1、(2)”的操作條件和程序進行。
產(chǎn)品得量每小時可生產(chǎn)二水合二氯異氰尿酸鈉511～533kg/hr。有效氯含量≥51.0％，收率(以氰尿酸計)為52～52.7％左右。
若生產(chǎn)無水二氯異氰尿酸鈉時，以每小時可制得無水物451～470kg/hr，有效氯含量≥60％，收率(以氰尿酸計)為52～54％左右。
有效氯含量根據(jù)需要調(diào)整進口風溫、物料出口溫度、物料停留時間可制得有效氯含量不同的品牌產(chǎn)品。最高有效率可達到62～63％。
(3)造粒與成型造粒與成型均按“實施例一，(二)1、(3)”的操作和程序進行。
2、三氯異氰尿酸的生產(chǎn)(年聯(lián)產(chǎn)三氯異氰尿酸2000t/a)(1)二段連續(xù)氯化反應將上述二氯異氰尿酸鈉結(jié)晶離心過濾后的母液，通過流量計以每小時7000～7100立升/hr的速度流入離心泵入口，同時將20％的堿液以每小時78立升/hr的速度也壓入離心泵入口，使母液與堿液在離心泵內(nèi)混合后，泵入至二段氯化反應塔內(nèi)。同時于夾套內(nèi)通入-15～-18℃冷凍鹽水，于攪拌下由塔底部通氯管及分布器通過轉(zhuǎn)子流量計以每小時247kg/hr的速度連續(xù)通入含量≥99％的氯氣?？刂仆葰獾乃俣群蛫A套有盤管內(nèi)通入冷凍鹽水量，使氯化反應液的pH值始終維持在2.4～3.0、溫度保持在7～17℃進行氯化反應。氯化反應時物料與氯氣成逆流接觸。在保持反應塔穩(wěn)定的液位下，由塔釜底放料口通過控制閥和酸度計電極用漿液泵，連續(xù)地將氯化后pH 2.4～3.0、溫度為7～17℃的含三氯異氰尿酸結(jié)晶懸浮液泵入離心高位貯缶內(nèi)。
(2)離心過濾和水洗、干燥、造粒成型按“實施例二，(一)3，離心過濾和水洗，4、干燥5，造粒和成型”的操作條件和程序進行。
平均每小時生產(chǎn)三氯異氰尿酸產(chǎn)品量為296～316kg/hr；產(chǎn)品有效氯含量≥90.5％。產(chǎn)品收率(以氰尿酸計)32.3～34.4％?？偸章室郧枘蛩嵊嬈骄鶠?6％左右。
調(diào)整二氯異氰尿酸鈉冷凍結(jié)晶溫度，來控制二氯異氰尿酸鈉和三氯異氰尿酸的產(chǎn)量比例，結(jié)晶溫度升高則二氯異氰尿酸鈉產(chǎn)量降低而三氯異氰尿酸產(chǎn)量提高。
生產(chǎn)所設備和工藝管道及器皿材質(zhì)，除氰尿酸三鈉溶液配制和物料輸送系統(tǒng)可采用不銹鋼材質(zhì)外，其余接觸氯代異氰尿酸類產(chǎn)品的固體和溶液的設備及輸送系統(tǒng)均采用耐氯、次氯酸腐蝕的鈦鋼、鋼襯鈦，搪玻璃、硬質(zhì)聚氯乙烯、聚丙烯、聚乙烯、聚四氟乙烯、鋼襯上述PVC、PP、PE、PTFE等。氣相部分除上述材質(zhì)外，也可選用襯氯丁橡膠、環(huán)氧樹脂玻璃鋼等。
權(quán)利要求
1.一步兩段連續(xù)式生產(chǎn)三氯異氰尿酸的方法，包括下列步驟第一步氰尿酸三鈉鹽溶液的制備將水、氰尿酸加入到反應釜中，并加入液堿反應生成氰尿酸三鈉鹽溶液；第二步壓濾除雜將制備的氰尿酸三鈉鹽溶液用壓濾機壓濾，除去鐵及不溶性雜質(zhì)；第三步尾氯吸收將除雜后的氰尿酸三鈉鹽溶液連續(xù)泵入至氯尾氣吸收洗滌塔內(nèi)進行尾氯的吸收；第四步一段氯化反應吸收尾氯氣后含有氯化異氰尿酸鈉鹽的氰尿酸三鈉鹽溶液進入第一段氯化反應釜內(nèi)通入氯氣維持溫度為20～25℃；pH值6.2～6.8攪拌下進行氯化反應；第五步二段氯化反應一段氯化后的反應液由釜底連續(xù)地泵入第二段氯化反應塔內(nèi)維持溫度為7～17℃和pH值2.4～3.0攪拌下連續(xù)通氯氣氯化；第六步結(jié)晶甩干二段氯化后生成的含有三氯異氰尿酸結(jié)晶的懸浮液，用漿液泵泵入離心高位貯缶內(nèi)，保持溫度為7～17℃間攪拌下放入離心機內(nèi)甩干；第七步水洗利用離心機過濾、水洗；第八步干燥于滾筒干燥機內(nèi)用熱風干燥得三氯異氰尿酸粉狀產(chǎn)品。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一步兩段連續(xù)式生產(chǎn)三氯異氰尿酸的方法，其特征在于所述的壓濾機為UF管式壓濾機。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一步兩段連續(xù)式生產(chǎn)三氯異氰尿酸的方法，其特征在于在所述的氰尿酸三鈉鹽溶液的制備工序中，添加液堿的速度為先快后慢的添加。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一步兩段連續(xù)式生產(chǎn)三氯異氰尿酸的方法，其特征在于在所述的尾氯吸收工序中，多余的尾氯經(jīng)液堿噴淋吸收塔吸收制成次氯酸鈉副產(chǎn)品。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一步兩段連續(xù)式生產(chǎn)三氯異氰尿酸的方法，其特征在于在所述的二段氯化反應工序中的尾氯經(jīng)管道返回至尾氯吸收工序中再利用。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一步兩段連續(xù)式生產(chǎn)三氯異氰尿酸的方法，其特征在于在所述的一段氯化反應工序中，將冷卻所得的一段氯化液的結(jié)晶物經(jīng)離心過濾、干燥得二水合二氯異氰尿酸鈉。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一步兩段連續(xù)式生產(chǎn)三氯異氰尿酸的方法，其特征在于取得所述的二水合二氯異氰尿酸鈉經(jīng)二次干燥得無水二氯異氰尿酸鈉產(chǎn)品。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一步兩段連續(xù)式生產(chǎn)三氯異氰尿酸的方法，其特征在于在所述的離心過濾工序中，所取得的濾液再添加液堿一并泵入到第二段氯化反應塔內(nèi)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一步兩段連續(xù)式生產(chǎn)三氯異氰尿酸的方法，其特征在于所述的濾液和添加的液堿的比例為SDIC∶NaOH＝1∶0.1-0.3(mol比)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1、3、4、8或9所述的一步兩段連續(xù)式生產(chǎn)三氯異氰尿酸的方法，其特征在于所述的液堿的濃度為10-30％。
全文摘要
本發(fā)明屬于消毒殺菌劑技術(shù)領(lǐng)域，公開了一種利用一步兩段式生產(chǎn)三氯異氰尿酸的方法。其生產(chǎn)方法包括以下步驟氰尿酸三鈉鹽溶液的制備、壓濾除雜、尾氯吸收、一段氯化反應和二段氯化反應、結(jié)晶甩干、水洗和干燥等步驟得三氯異氰尿酸產(chǎn)品；同時還可以聯(lián)產(chǎn)二氯異氰尿酸鈉。該一步兩段連續(xù)式生產(chǎn)三氯異氰尿酸的方法，產(chǎn)品不溶性雜質(zhì)含量低、在生產(chǎn)過程中減少了三氯化氮生成量，解決了該工藝生產(chǎn)中安全防爆的問題；實現(xiàn)了三氯異氰尿酸與二氯異氰尿酸形成聯(lián)產(chǎn)。該方法具有生產(chǎn)流程短、設備少、收率高、操作簡便易控制的特點。
文檔編號A01P1/00GK1803781SQ20051004818
公開日2006年7月19日 申請日期2005年12月10日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月10日
發(fā)明者柴如行, 韓伯睿, 徐可宸, 李俊娟, 李英剛, 劉榮新 申請人:河北冀衡化學股份有限公司