CN87106023A - 两级连续氯化法生产三氯异氰尿酸或二氯异氰尿酸工艺 - Google Patents

Abstract

一种生产三氯异氰尿酸(TCCA)和二氯异氰尿酸(DCCA)的两级氯化工艺。反应物料从一级氯化反应器顶部连续加入，由循环泵、喷射泵和一级反应器构成外环流第一级反应系统。喷射泵将二级反应器的尾气(Cl₂、NCl₃)吸入第一级反应系统，进行一级氯化反应，同时NCl3在此被分解，反应物料经溢流口连续进入二级反应器。二级反应器通入过量的氯气进行二级氯化，生成TCCA或DCCA，最后从二级反应器溢流口在常压下进入过滤器，干燥得到成品。

Description

本发明属于有机化工产品生产工艺。

三氯异氰尿酸（TCCA）和二氯异氰尿酸（DCCA）广泛应用于洗涤、漂白、消毒及植保等方面，同时也是生产三氯异氰尿酸钠（钾）的重要中间体，其生产过程主要是氯化反应（CA、DCCA和TCCA分别为氰尿酸、二氯异氰尿酸和三氯异氰尿酸的缩写）：

副反应：

在工业生产过程中，有采用间断氯化工艺，也有采用较先进的连续氯化工艺，有单级氯化工艺，也有两级氯化工艺。为了提高生产效率，同时为解决由于副反应产生的NCl₃积累而可能引起的爆炸问题是数年来一直为人们所关注的研究课题，并提出过不少解决方案。美国专利U.S 2969360介绍了两级顺流氯化工艺，氰尿酸盐与Cl₂同时通入一级反应器，控制PH＝6.5-8.5，温度5-10℃，然后反应混合物再进入第二级反应器，在PH＝1.5-3.5，温度5-20℃进一步氯化，得到成品;U.S3453274采用另一种两级氯化工艺，即Cl₂分别通入一、二级反应器，分别与氰尿酸钠盐溶液和预氯化液反应。但是这两个专利所采用的方法，通入二级反应器的Cl₂不能过量，这对正向反应和控制NCl₃生成均不利。同时一级反应器用搅拌鼓泡式，不适应Cl₂在碱性条件下快速反应的特点。法国专利FR 1363193公开两级逆流塔式氯化工艺，即氰尿酸盐液进入装有填料的第一氯化塔后，与第二氯化塔排出的氯气进行预氯化，原料液氯气化后与一塔出来的氰尿酸盐液一起喷入第二氯化塔进行反应。但是这个工艺中，第二氯化塔必须是正压操作，对安全生产不利。还有美国专利U.S4087607公开了单级氯化的工艺，为了防止NCl₃积累爆炸，需要采用复杂昂贵的气相色谱仪进行NCl₃监测和一套复杂完善的自控系统，根据分析数据控制惰性气体仪，使惰性气体进入反应器中稀释NCl₃，防止爆炸。

为了强化生产过程，提高Cl₂的利用率，使生产系统更加简单、实用、可靠以及防止NCl₃积累爆炸，保证生产安全，本发明提供了一种以氰尿酸盐溶液和氯气为原料的两级连续氯化连续生产三氯异氰尿酸和二氯异氰尿酸的工艺。

附图为本发明流程示意图。本发明的要点是由氯化反应器2、循环泵1和喷射泵3构成外环流第一级反应系统，并与另一鼓泡搅拌反应器4串联构成两级氯化反应系统，二级氯化反应器4通过管道与大气直接连通，空气可以自动补偿进入二级反应器4，二级反应器4是在常压下进行操作的，另外，二级氯化反应器4同喷射泵3的气体进口通过管道6相连接，使二级反应器4的尾气抽入第一级反应系统。本发明的生产工艺流程是氰尿酸盐溶液经管道9从一级反应器2顶部连续加入，并从反应器2的溢流口通过管道5连续进入二级反应器4，同时通过管道7向二级反应器通入过量的Cl₂鼓泡和搅拌下进行氯化反应，生成TCCA或DCCA结晶。由一级反应器2、循环泵1和喷射泵3构成一个外环流混合、吸收的第一级反应系统，由于二级氯化反应器4通过管道6同喷射泵3的气体进口相连接，使氯化反应器4中过量的Cl₂和副反应生成的NCl₃等尾气被吸入喷射泵3，由于一级反应器2中的物料PH值较高，故被吸入的Cl₂迅速与氰尿酸盐溶液快速反应，NCl₃也在此PH值下被分解。生成的TCCA或DCCA从二级反应器4中上部溢流口连续溢流进入过滤器8。

本发明的优点是由于采用了循环泵1、喷射泵3和一级反应器2构成的混合-吸收系统，由于喷射泵3的吸收作用能自动地从二级反应器4抽取尾气，并强化了氰尿酸盐溶液与Cl₂的反应过程，反应速度大为提高，缩短了物料的停留时间，减少一级反应器2的容积和氰尿酸在碱性条件下的分解。由于二级反应器4通过管道与大气连通，反应器4溢流出料口处于常压环境下，所以出料部份不需要增加特殊脱气装置，同时也简化了二级反应器4的密封装置，使设备可靠性大为提高。更为有利的是，当操作不当造成二级反应器4中Cl₂不足，副反应生成的NCl₃无法由过量的Cl₂稀释和带到二级反应器2时，由循环泵1、喷射泵3和反应器2构成的一级混合-吸收系统可以自动地从外部抽入空气进入二级反应器4中，使二级反应器4中的NCl₃得到稀释，并带入一级反应器后被分解破坏，使其达不到爆炸极限，这就可不需用价格昂贵的气相色谱仪对NCl₃进行监测，而且更为可靠。

本发明将通过如下实例予以阐述。

〔实施例1〕

将浓度为5-9%的氰尿酸三钠盐溶液通过管道9连续加入一级反应器2，控制其流量，使其在反应器2中停留时间在1-3小时之间，一级反应温度为5-30℃，然后物料经溢流口经管道5进入二级反应器4，同时将纯度≥95%的氯气通过管道7连续加入反应器4，在鼓泡和搅拌下，进行氯化反应。二级反应器温度控制在5-25℃。通过控制氰尿酸盐溶液和氯化的配比，使一级反应器2PH稳定在8-13之间。二级反应器4中PH≤3.5，由于一级反应器2、循环泵1和喷射泵3构成外环流一级混合-吸收系统，二级反应器中的过量Cl₂和副反应生成的NCl₃等尾气通过管道6被喷射泵3吸入第一级反应器2，由于一级反应器2中物料PH值较高，NCl₃立即被分解，氯气同氰尿酸盐在此条件下快速反应，反应过程很稳定，反应器2出来的尾气几乎不含氯气，也闻不到NCl₃气味。生成的TCCA从反应器4溢流口进入过滤器8过滤。干燥后即得到TCCA成品。产品有效率氯＞85%，对氰尿酸收率＞85%。

〔实施例2〕

将浓度8-10%的氰尿酸二钠盐溶液连续加入一级反应器2，控制其流量，使其在反应器中停留在0.7-2.5小时之间，同时将纯度≥95%的氯气连续加入反应器4，其它条件与实施例1相同。产品有效氯＞65%，对氰尿酸收率＞87%。

Claims (3)

1、一种以氰尿酸盐溶液和氯气为原料的两级连续氯化连续性生产三氯异氰尿酸或二氯异氰尿酸的工艺，其氯化流程包括反应物料进入一级反应器2，通过管道5溢流进入二级氯化反应器4，其特征在于由反应器2、循环泵1和喷射泵3构成外环流式第一级氯化反应系统，并与另一鼓泡搅拌反应器4串联构成两级氯化反应系统。

2、如权利要求1所述的方法，其特征在于二级反应器4通过管道与大气直接连通，空气可以自动补偿进入二级反应器4，反应器4在常压下操作。

3、一种适用于权利要求1所述的方法，其特征在于二级氯化反应器4同喷射泵3的气体进口通过管道6相连接，使二级反应器4的尾气能进入第一级反应系统。