专利名称：利用碳酸钙生产三氯异氰尿酸的工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种利用碳酸钙为原料生产三氯异氰尿酸的生产工艺。
背景技术：
目前三氯异氰尿酸的生产工艺主要是采用液碱法生产，即液碱(如NaOH溶液)和 氰尿酸反应生产三钠盐，再通氯生成三氯异氰尿酸。该工艺使用的液碱的用量大，且价格远 远高于碳酸钙，所以这样的生产工艺成本高。而且氰尿酸在碱性条件下遇氯时容易破环生 成三氯化氮，三氯化氮在气相中的浓度达到5 %就会发生爆炸，所以这样的工艺安全性差。
发明内容
本发明的主要目的是提供一种利用碳酸钙生产三氯异氰尿酸的工艺，该工艺安全 可靠，生产成本低。为实现上述发明目的，本发明所采用的技术方案是一种利用碳酸钙生产三氯异 氰尿酸的工艺，其特征在于反应物为碳酸钙、氰尿酸、水和氯气。采用上述技术方案时四种反应物中，首先氯气与水发生水解反应，然后水解产物 与碳酸钙和氰尿酸分别反应生成副产物氯化钙和三氯异氰尿酸，由于整个反应中没有使用 氢氧化钠等强碱性物质，反应体系呈中性或弱碱性，这样就避免了氯气与氰尿酸发生破环 衍生物反应生成三氯化氮的风险，生产工艺的安全性大大提高，而且本工艺中使用的碳酸 钙成本较碱液显著降低，而且对碳酸钙的粒径也没有任何要求，所以本发明的工艺的成本 显著降低。
具体实施例方式一种利用碳酸钙生产三氯异氰尿酸的工艺，该工艺利用碳酸钙、氰尿酸、水和氯气 为反应物，四者的反应机理为首先氯气与水发生水解反应，然后水解产物与碳酸钙和氰尿 酸分别反应生成副产物氯化钙和产品三氯异氰尿酸。因为四种物质的化学性质本身所决定 了物料之间的反应过程为上述的顺序，所以该工艺的加料顺序没有严格要求，其反应温度 压力也都是常温常压即可。该工艺方法通常主要有三种实施方式一种是先将碳酸钙加入到氰尿酸水溶液 中，因水在反应体系主要起载体的作用，用于将反应物分散均勻，水的量几乎不减少，所以 氰尿酸的浓度或者说是反应的用水量没有严格要求；通常氰尿酸水溶液的浓度在5 18% 之间为好，既能保证反应物分散均勻，又保证反应物具有足够浓度保证反应速率较高。氰尿 酸与碳酸钙的摩尔比最好是在1 1.5 1.7之间，使得反应物反应更彻底，便于后续的分 离纯化。然后通氯气到溶液中进行反应，反应最好在5 30°C的条件下进行，当溶液的PH 在3. 0 3. 5之间即可判定为反应终点。该反应温度和反应终点的判定与现有的利用碱液 生产三氯异氰尿酸的工艺相同。反应结束后先固液分离出产品，然后从母液也就是滤液中 回收酸、氯气和氯化钙，通常先回收母液中的酸、氯气，然后回收氯化钙。
另一种操作方式就是先将碳酸钙与水混合，水的加入量没有严格要求，可以参照 第一种实施方式的用水量适当确定；当溶液PH值在4. 4 4. 6之间即可判定氯气的通入量 足够。再将氰尿酸或氰尿酸溶液与该溶液混合，反应物即会快速反应至终点；该反应的温 度、压力等条件与现有技术也是相同的，即在5 30°C的温度条件下反应。所使用的氰尿酸 与碳酸钙的摩尔比最好是在1 1.5 1.7之间。或者为了适应不同浓度的氰尿酸溶液，也可以采用碳酸钙与适量水混合，然后通 入氯气反应，再将生成的次氯酸提取出来加入到氰尿酸水溶液中反应至终点。通入氯气 是否足量的判断与第二种实施方式相同，所使用的氰尿酸与碳酸钙的摩尔比也最好是在 1 1.5 1.7之间。因为不论生产采用何种实施方式，反应机理都是水与氯气反生成的次 氯酸与氰尿酸接触后立即反应生成三氯异氰尿酸，所以将次氯酸提取出来之后与氰尿酸溶 液反应的操作方式中，有效物质浓度最高，反应效率也最高；而且氰尿酸溶液的浓度可以任 意选择。然后先固液分离出产品，再从母液中回收氯化钙等有经济价值的副产物或原料。本发明的优点在于可以使用廉价的任意粒径的普通碳酸钙，碳酸钙可以轻质也 可以是重质的，通常碳酸钙粒径越小其表面积越大，反应速率越高，但其并不是呈线性关系 的，实际上碳酸钙的粒径只要小于1毫米就可以达到很好的效果；而这样的普通碳酸钙的 成本较氢氧化钠液体或粒径小于0. 1微米的碳酸钙显著降低。而且碳酸钙取代氢氧化钠生 产三氯异氰尿酸过程中，溶液呈中性，PH在6. 3左右，所以氰尿酸不会发生破环，通入氯气 后也不会与氯气生成三氯化氮，这也就避免了生成副产物三氯化氮和发生爆炸的危险。这 样的工艺安全性大大提高。实施例1在5000ml容器中，加入129g氰尿酸，150g碳酸钙，加入1620g水，通氯反应，在搅 拌条件下控制反应温度5°C，PH值3.0时过滤、水洗、烘干得三氯异氰尿酸208g，产品的有 效氯90.9%。符合有氯> 90%的出口检验标准。实施例2在5000ml容器中，加入129g氰尿酸，165g碳酸钙，加入1800g水，通氯反应，在搅 拌条件下控制反应温度30°C，PH值3. 2时过滤、水洗、烘干得三氯异氰尿酸212g，产品的有 效氯91.4%。符合有氯彡90%的出口检验标准。实施例3在5000ml容器中，加入碳酸钙160g及水1500g，在25°C条件下通氯气至溶液PH 在4. 4，然后加入260毫升浓度50 %的氰尿酸溶液进行反应，过滤烘干后得三氯异氰尿酸 200. 58g，有效氰 91. 2%0实施例4在5000ml容器中，加入碳酸钙150g及水2700g，在15°C条件下通氯气至溶液PH 在4. 6，然后提取出次氯酸加入到650毫升浓度20%的氰尿酸溶液进行反应，过滤烘干后得 三氯异氰尿酸232g，有效氰91.7%。实施例5在5000ml容器中，加入碳酸钙160g及水3000g，在22°C条件下通氯气至溶液PH 在4. 5，然后加入260毫升浓度50 %的氰尿酸溶液进行反应，过滤烘干后得三氯异氰尿酸235g，有效氰 91.4%。
权利要求
一种利用碳酸钙生产三氯异氰尿酸的工艺，其特征在于反应物为碳酸钙、氰尿酸、水和氯气。
2.根据权利要求1所述的一种利用碳酸钙生产三氯异氰尿酸的工艺，其特征在于所 述的氰尿酸与碳酸钙的摩尔比为1 1.5 1.7。
3.根据权利要求2所述的一种利用碳酸钙生产三氯异氰尿酸的工艺，其特征在于先 将碳酸钙与氰尿酸溶液混合，氰尿酸溶液的浓度在5 18%之间，然后向溶液中通入氯气 反应至终点。
4.根据权利要求2所述的一种利用碳酸钙生产三氯异氰尿酸的工艺，其特征在于先 将碳酸钙与水混合，然后向体系中通入氯气，溶液PH值在4. 4 4. 6时停通入氯气，再将其 与氰尿酸或氰尿酸溶液混合后反应至终点。
5.根据权利要求2所述的一种利用碳酸钙生产三氯异氰尿酸的工艺，其特征在于先 将碳酸钙与水混合，然后向体系中通入氯气，溶液PH值在4. 4 4. 6时停通入氯气，再提取 反应产生的次氯酸与氰尿酸溶液反应至终点。
6.根据权利要求3或4或5所述的一种利用碳酸钙生产三氯异氰尿酸的工艺，其特征 在于所述的反应温度为5 30°C。
全文摘要
本发明涉及一种利用碳酸钙为原料生产三氯异氰尿酸的生产工艺，其特征在于反应物为碳酸钙、氰尿酸、水和氯气；该技术方案中首先氯气与水发生水解反应，然后水解产物与碳酸钙和氰尿酸分别反应生成副产物氯化钙和三氯异氰尿酸，由于整个反应中没有使用氢氧化钠等强碱性物质，反应体系呈中性或弱碱性，这样就避免了氯气与氰尿酸发生破环衍生物反应生成三氯化氮的风险，生产工艺的安全性大大提高，而且本工艺中使用的碳酸钙成本较碱液显著降低，而且对碳酸钙的粒径也没有任何要求，所以本发明的工艺的成本显著降低。
文档编号C07D251/36GK101899015SQ20101025495
公开日2010年12月1日 申请日期2010年8月11日 优先权日2010年8月11日
发明者唐银华 申请人:唐银华