KR100414471B1

KR100414471B1 - The Manufacturing Method Of Trichloroisocyanolic acid

Info

Publication number: KR100414471B1
Application number: KR10-2001-0057974A
Authority: KR
Inventors: 이민수; 오승호; 최영섭
Original assignee: 코스모산업 주식회사
Priority date: 2001-09-19
Filing date: 2001-09-19
Publication date: 2004-01-13
Also published as: KR20030025052A

Abstract

본 발명은 트리클로로이소시아눌산의 제조방법에 관한 것으로, (1) 시아눌산을 물과 혼합한 후 교반하며, (2) 차아염소산 나트륨 수용액을 첨가하며 염소화 반응을 진행시키고, (3) 여과 및 건조 공정을 포함하는 것을 특징으로 하며, 본 발명을 통하여 반응열을 현저히 감소시킨 고효율의 방법으로 높은 유효염소 농도를 갖는 트리클로로이소시아눌산을 얻을 수 있다.The present invention relates to a method for producing trichloroisocyanuric acid, comprising: (1) mixing cyanuric acid with water and then stirring it, (2) adding an aqueous sodium hypochlorite solution to proceed with a chlorination reaction, and (3) filtering and drying. It characterized in that it comprises a process, it is possible to obtain trichloroisocyanuric acid having a high effective chlorine concentration by a high-efficiency method that significantly reduced the heat of reaction through the present invention.

Description

Manufacturing method of trichloroisocyanolic acid

본 발명은 수영장 소독제, 각종 수처리제, 가정용배수구 세정제로 널리 사용되는 트리클로로이소시아눌산의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 차아염소산 나트륨을 염소화제로 사용하여 트리클로로이소시아눌산을 제조하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for producing trichloroisocyanuric acid widely used as a swimming pool disinfectant, various water treatment agents, and household drainage cleaners, and more particularly, to a method for producing trichloroisocyanuric acid using sodium hypochlorite as a chlorinating agent. .

트리클로로 이소시아눌산은 유기염소계 살균소독제의 하나로서, 물과 반응하여 차아염소산을 방출하며 분해되며 살균 및 소독 표백의 효과를 보이는 화합물로서, 주로 가정용 주방 배수구 세정제, 수영장의 소독제 및 용수의 처리에 사용되는 물질이다. 같은 용도로 사용되는 살균소독제는 차아염소산 칼슘, 차아염소산 나트륨, 이산화염소, 액화 염소 등이 있지만 트리클로로이소시아눌산은 이런 물질들과 비교하여 몇가지 장점을 가지고 있다.Trichloro isocyanuric acid is an organochlorine disinfectant that disintegrates hypochlorite by reacting with water and disinfects and disinfects. It is mainly used for household kitchen drain cleaners, swimming pool disinfectants and water treatment. The substance used. Disinfectant disinfectants used for the same purpose include calcium hypochlorite, sodium hypochlorite, chlorine dioxide, and liquefied chlorine, but trichloroisocyanuric acid has several advantages over these substances.

첫째로 트리클로로이소시아눌산는 고형의 염소화제로 액화염소나 이산화 염소, 차아염소산 나트륨 등에 비해 취급이 용이하고 안정성이 높은 장점을 가지고있으며, 다른 모든 염소화제 들에 비해 높은 유효염소 값을 가지고 있어 적은 양을 사용하여도 높은 효과를 얻을 수 있다. 또한 사용 후 잔탁이 남지않고 낮은 용해도와 지속적인 용해속도로 인하여 투입초기와 후기의 잔류염소량을 거의 비슷한 수준으로 지속 시킬 수 있고, 필요이상의 잔류염소를 발생시키지 않아 경제적인 염소화제이다.First, trichloroisocyanuric acid is a solid chlorinating agent, which has the advantages of easy handling and stability compared to liquefied chlorine, chlorine dioxide, sodium hypochlorite, etc., and high effective chlorine value compared to all other chlorinating agents. High effect can be obtained even if used. In addition, due to the low solubility and the continuous dissolution rate after use, it is possible to maintain the residual chlorine levels in the initial and late stages at about the same level, and it is an economical chlorinating agent because it does not generate more residual chlorine than necessary.

종래에는 트리클로로이소시아눌산(이하, "TCA"로 칭함)를 시아눌산과 가성소다를 수용액상에서 혼합하여 시아눌산의 나트륨염으로 만든 후 염소를 첨가하여 제조하거나, 시아눌산을 물과 함께 혼합한 후 저온에서 교반하며 염소가스와 가성소다를 함께 첨가하며 염소화를 진행시켜 제조하였다.Conventionally, trichloroisocyanuric acid (hereinafter referred to as "TCA") is prepared by mixing cyanuric acid and caustic soda in an aqueous solution to make sodium salt of cyanuric acid, followed by the addition of chlorine, or mixing cyanuric acid with water. The mixture was prepared by stirring at low temperature and adding chlorine gas and caustic soda to proceed with chlorination.

하지만 이러한 방법들은 여러 가지 문제점들을 가지고 있다. 먼저 염소가스를 사용함으로써 동반되는 보관, 운반 등에서의 안정성 문제점과 염소가스의 반응액에서의 짧은 체류시간으로 인한 염소의 낮은 효율성, 미반응 염소의 처리 등의 문제가 있고, 염소화 과정에서 일정범위의 pH 에서 일부 TCA가 분해하여 삼염화질소와 같은 유독한 가스가 발생하여 매우 위험하며, 또한 가성소다의 융해열과 염소화 반응의 반응열로 인해 높은 열이 발생하는 등의 문제점이 있다.However, these methods have various problems. First of all, there are problems of stability in storage, transportation, etc. by using chlorine gas, low efficiency of chlorine due to short residence time in chlorine gas reaction, and treatment of unreacted chlorine. At the pH, some TCA decomposes and toxic gas such as nitrogen trichloride is generated, which is very dangerous. Also, high heat is generated due to heat of fusion of caustic soda and reaction heat of chlorination reaction.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 차아염소산나트륨을 염소화제로 사용하여 시아눌산을 염소화 하여 고효율로 TCA를 제조하는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. 본 발명의 다른 목적은 염소가스의 사용을 피하고 관련된 위험을 감소시키는 것이다. 본 발명의 또 다른 목적은 발열량을 현저히 감소시켜 다른 냉각 장치를 사용하지 않는 TCA의 제조방법을 제공하는 것이다.The present invention is to solve the above problems, an object of the present invention is to provide a method for producing TCA with high efficiency by chlorination of cyanuric acid using sodium hypochlorite as a chlorinating agent. Another object of the present invention is to avoid the use of chlorine gas and to reduce the associated risks. It is still another object of the present invention to provide a method for producing a TCA which significantly reduces the calorific value and does not use another cooling device.

본 발명은 (1) 시아눌산을 물과 혼합한 후 교반하며, (2) 차아염소산 나트륨 수용액을 첨가하며 염소화 반응을 진행시키고, (3) 여과 및 건조를 통하여 TCA를 얻는 것으로 구성된다.The present invention consists of (1) mixing cyanuric acid with water, followed by stirring, (2) adding an aqueous sodium hypochlorite solution to proceed with the chlorination reaction, and (3) obtaining TCA through filtration and drying.

이하 본 발명을 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail.

단계 (1)에서 시아눌산을 물과 혼합할 때, 사용되는 물의 양은 시아눌산의 농도가 5-25 % 가 되도록 하는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 10-20 % 의 농도가 되도록 한다. 시아눌산의 농도가 너무 높으면 pH의 조절이 용이하지 않고, 농도가 너무 낮으면 반응액의 전체 부피가 지나치게 증가하여 후처리 과정 등에도 어려움이 있다.When mixing cyanuric acid with water in step (1), the amount of water used is preferably such that the concentration of cyanuric acid is 5-25%, more preferably 10-20%. If the concentration of cyanuric acid is too high, it is not easy to control the pH. If the concentration is too low, the total volume of the reaction solution is excessively increased, and thus there is a difficulty in the post-treatment process.

단계 (2)에서 차아염소산 나트륨 수용액을 첨가하여 염소화 반응을 진행시킴에 있어서, 차아염소산 나트륨 수용액은 5-13% 의 유효 염소농도를 갖도록 하는 것이 적절하며, 보다 바람직하게는 10-12% 의 유효염소를 갖도록 하는 것이다. 이 때 염산 또는 황산 수용액을 첨가하여 pH 를 4 이하로 유지시키는 것이 필요하다. 유효염소가 너무 낮은 차아염소산 나트륨 수용액을 사용하면 역시 전체 부피가 증가하며 유효염소량이 너무 높은 것을 사용하면 발열량이 커서 반응온도의 제어가 용이하지 않다. 또한 pH가 4 이상이 될 경우에는 반응 중 부산물로 발생하는 가성소다에 의해 TCA가 일부 분해되어 다시 시아눌산이 되고 일부는 유독한 가스인 삼염화질소로 분해되는 문제점이 발생하게 된다.In proceeding with the chlorination reaction by adding an aqueous sodium hypochlorite solution in step (2), it is appropriate that the aqueous sodium hypochlorite solution has an effective chlorine concentration of 5-13%, more preferably an effective amount of 10-12% It is to have chlorine. At this time, it is necessary to add hydrochloric acid or sulfuric acid aqueous solution to maintain the pH at 4 or less. When the sodium hypochlorite aqueous solution having an effective chlorine is too low, the total volume also increases, and when the effective chlorine amount is too high, the calorific value is large, which makes it difficult to control the reaction temperature. In addition, when the pH is 4 or more, TCA is partially decomposed by caustic soda generated as a by-product during the reaction, and thus cyanuric acid is partially decomposed into nitrogen trichloride, which is a toxic gas.

단계 (3)에서 건조는 진공건조를 통하여 열원과의 접촉시간을 감소시킨다. 수분을 함유한 상태에서 열원과의 접촉시간이 길어지면 자체분해가 일어나 결과물의 유효염소가 떨어지고 분해시 발생하는 염소가스로 인하여 건조기 등의 장비가 부식되는 결과를 초래한다.Drying in step (3) reduces the contact time with the heat source through vacuum drying. If the contact time with the heat source is prolonged in the water-containing state, self-decomposition occurs and the effective chlorine of the resultant drops, resulting in corrosion of equipment such as dryer due to chlorine gas generated during decomposition.

본 발명의 실시예는 아래와 같다.An embodiment of the present invention is as follows.

(실시예)(Example)

물 400 ml 에 시아눌산 100 g 을 반응기에 넣고 교반한 다음, 유효염소농도가 12%인 차아염소산 나트륨 457.8 g (3.0 당량)을 적첨하며 반응을 진행시켰다. 이 때 1N 염산수용액을 사용하여 pH를 3 3.5로 유지시켰다. 이 때 반응계의 온도는 30도를 넘지 않았으며, 차아염소산 나트륨의 첨가가 끝난 후 10분 간 추가로 교반하고 여과 건조를 통해 트리클로로이소시아눌산을 얻었다. 결과물의 수율은 92 % 이었고 유효염소는 90.2 % 이었다.100 g of cyanuric acid was added to a reactor in 400 ml of water, followed by stirring. Then, 457.8 g (3.0 equiv) of sodium hypochlorite having an effective chlorine concentration of 12% was added dropwise to proceed with the reaction. At this time, the pH was maintained at 3 3.5 using 1N aqueous hydrochloric acid solution. At this time, the temperature of the reaction system did not exceed 30 degrees, and after the addition of sodium hypochlorite was further stirred for 10 minutes, and trichloroisocyanuric acid was obtained by filtration and drying. The yield was 92% and the effective chlorine was 90.2%.

(비교예 1)(Comparative Example 1)

물 400 ml와 시아눌산 100 g 을 반응기에 넣고 교반한 다음, 냉각장치를 이용하여 반응기의 온도를 20도 이하로 유지하며 50 % 가성소다 수용액 193 g(3.05 당량)과 염소 170.30 g (3.1 당량) 을 동시에 첨가하였다. 이 때 pH는 4 이하로 유지되도록 하였다. 반응이 완결된 후 여과 건조를 통해 트리클로로이소시아눌산을 얻는다. 이 때, 결과물의 수율은 87.5 % 이었고 유효염소는 87.5 % 이었다.400 ml of water and 100 g of cyanuric acid were added to the reactor, followed by stirring. The reactor was kept at a temperature of 20 ° C. or lower using a cooling device, and 193 g (3.05 equivalents) of 50% aqueous sodium hydroxide solution and 170.30 g (3.1 equivalents) of chlorine Were added simultaneously. At this time, the pH was maintained at 4 or less. After the reaction is completed, trichloroisocyanuric acid is obtained through filtration and drying. At this time, the yield was 87.5% and effective chlorine was 87.5%.

(비교예 2)(Comparative Example 2)

물 400 ml와 시아눌산 100 g, 50 % 가성소다 수용액 193 g을 반응기에 넣고 반응기의 온도를 10도로 유지하면서 교반한 다음, 염소가스170.30 g (3.1 당량) 을 첨가하였다. 이 때 pH는 4 이하로 유지되도록 하였다. 결과물의 수율은 88.5 % 이었고 유효염소는 89.7 % 이었다.400 ml of water, 100 g of cyanuric acid, and 193 g of a 50% aqueous solution of caustic soda were added to the reactor and stirred while maintaining the temperature of the reactor at 10 ° C, followed by addition of 170.30 g (3.1 equivalents) of chlorine gas. At this time, the pH was maintained at 4 or less. The yield was 88.5% and effective chlorine was 89.7%.

이상의 실시예를 통하여 확인되는 바와 같이, 본 발명을 통하여 반응열을 현저히 감소시킨 고효율의 방법으로 높은 유효염소 농도를 갖는 트리클로로이소시아눌산을 얻을 수 있다.As can be seen from the above examples, trichloroisocyanuric acid having a high effective chlorine concentration can be obtained by a high-efficiency method that significantly reduces the heat of reaction through the present invention.

Claims

(1) mixing cyanuric acid with water, followed by stirring, (2) adding an aqueous sodium hypochlorite solution to proceed with the chlorination reaction, and (3) preparing trichloroisocyanuric acid, which comprises a filtration and drying process. Way.

The method for producing trichloroisocyanuric acid according to claim 1, wherein the effective chlorine concentration of sodium hypochlorite is 5-13%.

The method of claim 1, wherein the pH of the reaction is maintained at 4 or less.