CN102771513A - 一种以单质溴为溴源的液体稳定溴杀菌剂的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种以单质溴为溴源的液体稳定溴杀菌剂的制备方法，包括：①准备反应液；②溴化反应；③氧化反应；④中和反应四个步骤，所制备的稳定溴杀菌剂具有较高的物理稳定性，适宜长期贮存。同时也具有较高的化学稳定性，在25℃贮存条件下，180天后有效含量只衰减了0.8%；在40℃贮存条件下，180天后有效含量只衰减了2%。本方法制备的稳定溴杀菌剂使用时，直接投加到水体中即可，无需进行现场活化，使用十分方便，可应用的领域包括：工业循环冷却水系统，油田注水系统，空气洗涤器系统，市政和工业废水系统，纸浆和纸加工用水，景观水系统等，适用范围广泛，填补了此类杀菌剂的空白，值得广泛的推广应用。

Description

一种以单质溴为溴源的液体稳定溴杀菌剂的制备方法

一、技术领域

本发明属于杀菌剂技术领域，具体涉及一种水处理领域中用作微生物控制的以单质溴为溴源的液体稳定溴杀菌剂的制备方法。

二、背景技术

为了控制水系统微生物的生长，需向水体中投加生物剂量的杀菌剂。按其提供的活性杀生作用方式可分为：直接释放型、间接释放型、缓慢释放型。目前实际生产活动中应用最为广泛的是氧化型杀菌剂，其中以氯/溴类杀菌剂为首选。

常用的氯类杀菌剂有液氯、次氯酸盐等。液氯具有较强的刺激性气味，易造成二次污染，且现场使用时需要辅助一定的安全装备，存在较大的安全隐患；次氯酸盐的有效含量较低，投加量大，对设备具有腐蚀性，且含量衰减较快，现场贮存和操作困难。

有关溴类杀菌剂主要有如下几种：

1、氯化溴。此液体挥发性很高，在自然状态下会释放出大量的高毒性、高腐蚀性的溴蒸汽。在运输、贮存、投加过程中十分不便管理，造成水处理成本较高，目前已不再使用。

2、溴化钠和次氯酸钠的同时使用。该方法是将溴化钠配制成水溶液，同次氯酸钠一同加入到水系统中,此时次氯酸钠能将溴离子氧化，得到次溴酸和次溴酸根离子，以实现采用溴类杀菌剂控制水系统中微生物的目的。目前该项技术的现场应用方式有如下两种：一是采用两套加药控制系统，分别计量溴化钠和次氯酸钠溶液。该方法的不足之处是需两套加药系统，投加非常不方便，加之次氯酸钠的不稳定性，需要不断调整加药泵以补偿和维持反应物的适合比例和准确剂量。另一种使用方式是将溴化钠和次氯酸钠复配，加入稳定剂。该方法的主要局限在于商品次氯酸钠在浓度方面有商购限制，致使溴杀菌剂的浓度得不到保证，复配产品的稳定性较差，不易长时间贮存．

3、固体溴氯海因：溴氯海因是在水体中能释放溴的高活性化合物，其应用的主要局限是水溶性差，释放缓慢。

三、发明内容

本发明的目的是提供一种以单质溴为溴源的稳定溴液体杀菌剂的制备方法，采用本方法制备的稳定溴杀菌剂能够有效的克服现有溴类杀菌剂的诸多不足。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案包括如下步骤：

①准备反应液: 将复合稳定剂与水按照1-5：1的质量比混合；

②溴化反应：在搅拌及冷却的条件下，向步骤①所得反应液中滴加单质溴，滴加完毕后继续反应30-60分钟,其中滴加的单质溴与步骤①中复合稳定剂的摩尔比为1：1-2，反应温度控制在25-35℃之间；

③氧化反应：为了充分利用溴化反应中的溴离子，向步骤②所得反应液中加入氧化剂氧化其中的溴离子，其中加入的氧化剂与步骤②中滴加的单质溴的摩尔比为1：0.5-1.5，反应温度控制在25-35℃之间；

④中和反应：向步骤③所得反应液中加入碱源进行中和反应，调节反应液的pH值大于12，其中反应温度控制在20-50℃之间。

上述步骤①中的复合稳定剂为含氮化合物,具体为尿素、氨基磺酸钠。

上述步骤③中的氧化剂为质量浓度为50%的双氧水、液氯。

上述步骤④中的碱源为碱金属氢氧化物，具体为氢氧化钠、氢氧化钾，它们的质量浓度为30%-50%，优选质量浓度为40%的氢氧化钾。

调整本发明方法中各组分的配比可制得如下不同含量的组合物：

a、含有氯和溴的高浓度混合卤素液体组合物，有效含量≧20%（以溴计）；

b、含有氯和溴的高浓度混合卤素液体组合物，有效含量为≧18%（以溴计）；

c、纯溴产品，有效含量≧15%（以溴计）；

d、纯溴产品，有效含量≧10%（以溴计）。

本方法中的溴化及氧化反应是在极酸性条件下完成的（pH≦2），该合成工艺使得反应过程中卤素离子诱导的物理和化学上的不稳定性降至最低，并能确保在合成反应过程中无溴酸盐产生，使得制备的溴杀菌剂具有较高的物理稳定性，不易形成固体沉淀，且在至少三个冰冻和融化循环内是稳定的，适宜长期贮存。同时也具有较高的化学稳定性，与常用的氧化型杀菌剂次氯酸钠相比较，同在25℃贮存条件下，180天后有效含量只衰减了0.8%，而次氯酸钠的有效含量衰减了85%左右；在40℃贮存条件下，180天后有效含量只衰减了2%，而次氯酸钠的有效含量已衰减至检测不到。

本方法制备的稳定溴杀菌剂在使用时, 直接投加到水体中即可，无需进行现场活化，使用十分方便。应用的领域包括：工业循环冷却水系统，油田注水系统，空气洗涤器系统，市政和工业废水系统，纸浆和纸加工用水，景观水系统等，适用范围广泛，填补了此类杀菌剂的空白，具有广泛的推广应用前景。

四、具体实施方式

实施例１：将55.2克氨基磺酸钠与30.5克水混合，开启搅拌及循环冷却系统，滴加30克单质溴，进行溴化反应，过程中控制温度在25-35℃之间；单质溴滴加完，继续反应30分钟后，向反应液中通入25克液氯，温度控制在25-35℃之间；在搅拌和冷却条件下向反应液中加入质量浓度为40%的氢氧化钾, 过程中控制温度在30-50℃之间,使反应液的pH值大于12，终产品的有效含量为20.5%。

实施例2：将50.5克氨基磺酸钠与35克水混合，开启搅拌及循环冷却系统，滴加27克单质溴，进行溴化反应，过程中控制温度在25-35℃之间；单质溴滴加完，继续反应30分钟后，向反应液中通入18克液氯，温度控制在25-35℃之间；在搅拌和冷却条件下向反应液中加入质量浓度为40%的氢氧化钾, 过程中控制温度在30-50℃之间,使反应液的pH值大于12，终产品的有效含量为18.4%。

实施例3：将43.6克氨基磺酸钠与15.5克水混合，开启搅拌及循环冷却系统，滴加22.3克单质溴，进行溴化反应，过程中控制温度在25-35℃之间；单质溴滴加完，继续反应30分钟后，向反应液中通入10克液氯，过程中控制温度在25-35℃之间；在搅拌和冷却条件下向反应液中加入质量浓度为40%的氢氧化钾, 过程中控制温度在30-50℃之间,使反应液的PH值大于12，终产品的有效含量为15.2%。

实施例4：将15克尿素与15克水混溶制成浆状物，向体系中同时滴加21克单质溴和12克质量浓度为50%的双氧水，过程中控制温度在25-35℃之间，单质溴滴加完，继续反应30分钟后，在搅拌和冷却条件下向反应液中加入质量浓度为50%的氢氧化钠，过程中控制温度在30-50℃之间,使反应液的PH值大于12，终产品的有效含量为10.3%。

Claims (5)

1.一种以单质溴为溴源的液体稳定溴杀菌剂的制备方法，该方法包括如下步骤：

①准备反应液: 将复合稳定剂与水按照1-5：1的质量比混合；

②溴化反应：在搅拌及冷却的条件下，向步骤①所得反应液中滴加单质溴，滴加完毕后继续反应30-60分钟,其中滴加的单质溴与步骤①中复合稳定剂的摩尔比为1：1-2，反应温度控制在25-35℃之间；

③氧化反应：向步骤②所得反应液中加入氧化剂氧化其中的溴离子，其中加入的氧化剂与步骤②中滴加的单质溴的摩尔比为1：0.5-1.5，反应温度控制在25-35℃之间；

④中和反应：向步骤③所得反应液中加入碱源进行中和反应，调节反应液的pH值大于12，其中反应温度控制在20-50℃之间。

2.根据权利要求1所述的一种以单质溴为溴源的液体稳定溴杀菌剂的制备方法，其特征是：步骤①中的复合稳定剂为含氮化合物,具体为尿素、氨基磺酸钠。

3.根据权利要求1或2所述的一种以单质溴为溴源的液体稳定溴杀菌剂的制备方法，其特征是：步骤③中的氧化剂为质量浓度为50%的双氧水、液氯。

4.根据权利要求1或2所述的一种以单质溴为溴源的液体稳定溴杀菌剂的制备方法，其特征是：步骤④中的碱源为碱金属氢氧化物，具体为氢氧化钠、氢氧化钾，它们的质量浓度为30%-50%。

5.根据权利要求4所述的一种以单质溴为溴源的液体稳定溴杀菌剂的制备方法，其特征是：步骤④中的碱源为质量浓度为40%的氢氧化钾。