专利名称：一步两段连续式生产三氯异氰尿酸的方法
技术领域：
本发明属于消毒杀菌剂技术领域，涉及一种一步两段连续式生产三氯异氰尿酸的方法。
背景技术：
二氯异氰尿酸钠和三氯异氰尿酸均是一种极强的消毒杀菌剂，也是化工生产中的氯化剂和氧化剂。两产品均属于高效、快速、广谱、低毒的杀菌消毒剂，能有效快速的杀灭各种细菌、真菌、芽孢、霉菌。两产品还具有灭活甲型肝炎、乙型肝炎表面抗原的作用和灭藻、除臭、净水、漂白作用。该类产品是国际上推广的无毒安全的消毒杀菌剂产品，广泛使用于游泳池消毒、工业水循环处理、食品加工业、饮食卫生业、水产养殖业、日用化学工业、医疗托幼、防疫、垃圾处理、宾馆、餐厅及天灾、人祸后的大面积灭菌，防染。
目前三氯异氰尿酸多采用一步法合成工艺，即将氰尿酸与液碱制成氰尿酸三钠(或氰尿酸二钠及氰尿酸单钠)，然后用氯气(或用次氯酸钠和氯气)进行氯化，制得三氯异氰尿酸浆状反应液，经离心甩干、洗涤、干燥后得三氯异氰尿酸。氯化方式有采用单段式氯化法、两段间歇式氯化法、两段连续式氯化法(如美国专利U.S 3,453,274；2,963,360等)。上述各种合成方法的目的就是尽可能减少三氯化氮的生成量。原始单段氯化合成三氯异氰尿酸的方法，多数采用氰尿酸与次氯酸钠溶液于酸性条件下通氯进行氯化，过量的氯尾气经增压后返回氯化。两段间歇式氯化的设备单位体积生产能力较低、操作繁锁、控制困难、操作环境差，生成三氯化氮含量高易发生爆炸。
为减少三氯化氮的生成量使生产能安全进行，国外部分生产厂家采用两步连续式氯化工艺进行三氯异氰尿酸的生产。该工艺先制取二氯异氰尿酸，将之分离再用碱中和后用氯气氯化(或用次氯酸钠与氯气氯化)制得三氯异氰尿酸。两步连续式氯化法，其优点生产较安全，产品含氯化钠较低、质量高；但生产工艺较长、设备多、两次分离中间产品和成品，其操作较繁锁、生产环境差等。
专利号为U.S3,453,274和U.S2,963,360的美国专利公开了一种氯化异氰尿酸的生产方法，该方法采用氯气一步法两段连续式氯化合成三氯异氰尿酸，由于采用的氰尿酸钠盐浆状液需进行氯化，因此丙酮不溶解的杂质偏高，外观较差；氯气消耗量较高，尤其二段氯化系在微酸性条件下氯化(pH2.4～3.8)氯气吸收率较低(68～85％)，且该专利并没有公开大量氯尾气的处理方法；一段氯化选择pH5.0，二段氯化选择pH2～4进行氯化反应，仍有三氯化氮副反应物生成，生产过程中易发生爆炸。
发明内容
本发明目的就是提供一种具有高收率、工序少又安全的一步两段连续式氯化生产高品质三氯异氰尿酸的方法。
实现本发明目的的技术方案为一步两段连续式生产三氯异氰尿酸的方法，包括下列步骤第一步氰尿酸三钠盐溶液的制备将水、氰尿酸加入到反应釜中，并加入液碱反应生成氰尿酸三钠盐溶液；第二步压滤除杂将制备的氰尿酸三钠盐溶液用压滤机压滤，除去铁及不溶性杂质；第三步尾氯吸收将除杂后的氰尿酸三钠盐溶液连续泵入至氯尾气吸收洗涤塔内进行尾氯的吸收；第四步一段氯化反应吸收尾氯气后含有氯化异氰尿酸钠盐的氰尿酸三钠盐溶液进入第一段氯化反应釜内通入氯气维持温度为20～25℃；pH值6.2～6.8搅拌下进行氯化反应；第五步二段氯化反应一段氯化后的反应液由釜底连续地泵入第二段氯化反应塔内维持温度为7～17℃和pH值2.4～3.0搅拌下连续通氯气氯化；第六步结晶甩干二段氯化后生成的含有三氯异氰尿酸结晶的悬浮液，用浆液泵泵入离心高位贮缶内，保持温度为7～17℃间搅拌下放入离心机内甩干；第七步水洗利用离心机过滤、水洗；第八步干燥于滚筒干燥机内用热风干燥得三氯异氰尿酸粉状产品。
其附加技术特征为所述的压滤机为UF管式压滤机；在所述的氰尿酸三钠盐溶液的制备工序中，添加液碱的速度为先快后慢的添加；在所述的尾氯吸收工序中，多余的尾氯经液碱喷淋吸收塔吸收制成次氯酸钠副产品；在所述的二段氯化反应工序中的尾氯经管道返回至尾氯吸收工序中再利用；在所述的一段氯化反应工序中，将冷却所得到的一段氯化液的结晶物经离心过滤、干燥得二水合二氯异氰尿酸钠；取得所述的二水合二氯异氰尿酸钠经二次干燥得无水二氯异氰尿酸钠产品；在所述的离心过滤工序中，所取得的滤液再添加液碱一并泵入到第二段氯化反应塔内；所述的滤液和添加的液碱的比例为SDIC∶NaOH＝1∶0.1-0.3(mol比)；所述的液碱的浓度为10-30％。
本发明所提供的一步两段连续式生产三氯异氰尿酸的方法与现有技术相比具有以下优点1、调整氰尿酸三钠制备的配比使氰尿酸三钠盐形成饱和溶液，然后压滤除去铁等杂质使产品外观改善，丙酮不溶性杂质降低；2、以氰尿酸三钠盐溶液代替液碱进行氯化合成氯尾气的吸收，节省了烧碱氯气；3、避开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，减少了三氯化氮生成量；4、采用氯代异氰尿酸类产品的氯化反应釜和氯化反应塔，作为氯化反应器，在引风条件下于反应器液面上导入空气将生成的二氯化氮稀释至安全浓度后以引风机引出去吸收，解决了该工艺生产中安全防爆的问题；5、使三氯异氰尿酸与二氯异氰尿酸形成联产。
一步两段连续式氯化生产三氯异氰尿酸的方法具有生产流程短、设备少、收率高、操作简便易控制的特点。
工艺流程附图及流程说明
图1一步两段连续式氯化生产三氯异氰尿酸的工艺流程图；图2利用一步两段连续式氯化生产三氯异氰尿酸的工艺联合制备二氯异氰尿酸钠的工艺流程图。
工艺流程说明如
图1所示，在氰尿酸三钠反应釜内按配比加入水、氰尿酸、烧碱溶液配制成氰尿酸三钠溶液。将此溶液用泵压入到UF管式压滤机内压滤，除去铁及不溶性杂质，将此氰尿酸三钠盐溶液连续定量地泵入至氯尾气吸收洗涤塔内进行尾氯的吸收，吸收尾氯气后含有氯化异氰尿酸钠盐的氰尿酸三钠盐溶液进入第一段防爆氯化反应釜内，通入氯气维持温度为20～25℃；pH值6.2～6.8搅拌下进行氯化反应。一段氯化后的反应液由釜底定量连续地泵入第二段防爆氯化反应塔内，维持温度为7～17℃和pH值2.4～3.0搅拌下连续通入氯气氯化。二段氯化后生成的含有三氯异氰尿酸结晶的悬浮液，用浆液泵连续泵入离心高位贮缶内，保持温度为7～17℃搅拌下放入自动刮刀离心机内甩干、水洗、脱水。于滚筒干燥机内用热风干燥得三氯异氰尿酸。
如图2所示，联产二氯异氰尿酸钠的工艺流程，将一段氯化后的反应液氯化至pH5.8～6.2后，用泵泵入到二氯异氰尿酸钠冷冻结晶釜内，冷冻至2～5℃后离心过滤，得湿品二氯异氰尿酸钠，于旋流闪蒸干燥机低温烘干得二水合二氯异氰尿酸钠。将二水合二氯钠盐于转筒烘干机内，用高温热风干燥则得无水二氯异氰尿酸钠。
二氯异氰尿酸钠离心甩干后的结晶母液，按SDIC∶NaOH＝1∶0.10.3(mol比)连续定量地用泵将结晶母液和液碱(既烧碱溶液)泵入二段三氯异氰尿酸防爆氯化反应塔内，维持温度为7～17℃和pH值2.4～3.0连续通入氯气进行氯化，二段的氯化后生成的含有三氯异氰尿酸结晶的悬浮液，用浆液泵连续泵入离心高位贮缶内，保持温度为7～17℃搅拌下放入自动刮刀离心机内甩干、水洗、脱水。于滚筒干燥机内用热风干燥得三氯异氰尿酸。
具体实施例方式
实施例一(一)三氯异氰尿酸的生产(年产三氯异氰尿酸3000吨)1、氰尿酸三钠盐溶液的制备在具有搅拌、温度计、加料口、夹套换热45立方米不锈钢制氰尿酸三钠盐溶解反应器内，加入水28565kg，于搅拌下加入粉细的含量≥98.5％氰尿酸3000.0kg，搅拌使其成为均匀的浆状悬浮液。于搅拌下维持反应温度不高于35℃条件下，于6～6.5hr之内缓缓加入20％液碱14689kg，加液碱的速度应先快后慢，初始加液碱速度约为3200立升/hr，中间控制加液碱速度为1800立升/hr；后期降至800～820立升/hr。液碱加完后，维持反应36～38℃搅拌下使物料全部溶解，呈现透明后，继续搅拌30min。然后缓缓加入含量≥99.0％碳酸钠240kg，搅拌使酸钠溶解完全。
将上述制备的氰尿酸三钠盐溶液用离心泵压入到3台过滤面积为20m2并连的UF管式压滤机内压滤除去不溶性杂质，滤液于35℃保温贮缶内存放备用。
管式压滤机过滤速度减慢需返吹除清洗时，将机内杂质残留的溶液放入2m2过滤面积的吸滤槽内真空抽滤，残渣水洗后弃去；滤液及洗水于扬液器内压入到氰尿酸三钠盐溶解反应器内回收利用。
2、连续氯化制取三氯异氰尿酸(1)连续氯化反应装置一段防爆氯化反应器为具有搅拌、温度计、工业酸度计、通氯管及分布器、液位指示器、防爆装置、直达液面的进气管、夹套换热的5000立升，型号为EPFK-160-5000型特制的搪玻璃防爆氯化反应釜。釜体上部侧面设有进料口与一级氯尾气喷淋吸收装置的出料口相接。反应器底部出料口通过控制阀和泵及工业酸度计连接二段氯化反应器。尾氯气出口连接氯尾气喷淋吸收装置和引风系统。
二段氯化反应器与一段氯化反应器配置完全相同的夹套换热的7000立升，型号为EPFK-160-7000型特制的搪玻璃防爆氯化反应釜。釜体上部侧面设有进料口通过控制阀和泵及工业酸度计连接一段氯化反应器底部出料口相连接。反应器底部出料口通过控制阀和泵及工业酸度计与离心高位贮缶进料口相接。尾氯气出口联接氯尾气喷淋吸收装置和引风系统。
(2)、连续氯化反应氯化前首先启动引风机和氯尾气喷淋吸收系统。启动搅拌电机。
①一段氯化反应将上述制备的氰尿酸三钠溶液用离心泵以4000立升/hr的速度，泵入以氰尿酸三酸钠溶液喷淋吸收氯尾气的吸收塔内，吸收氯尾气后的含氯化异氰尿酸钠的氰尿酸三钠溶液由一段氯反应釜侧面进料口连续地进入一段防爆氯化反应釜内，同时于夹套内通入-15～-18℃冷冻盐水，于搅拌下由釜底部通氯管及分布器通过转子流量计以每小时382kg/hr的速度连续通入含量≥99％的氯气(或氯碱厂干燥脱水后的原料氯气)。控制通氯气的速度和夹套内通入冷冻盐水量，使氯化反应液的pH值始终维持在6.2～6.8，温度为20～25℃进行氯化反应。氯化反应时物料与氯气成逆流接触。在保持反应釜稳定的液位下，由釜底放料口通过控制阀和酸度计电极用浆液泵，连续定量地将氯化后pH6.2～6.8，温度为20～25℃的完成液泵入二段防爆氯化反应釜内。
②二段氯化反应连续定量地将一段氯化后pH6.2～6.8、温度为20～25℃的完成液，由釜上部侧面进料口泵入二段防爆氯化反应釜内后。同时启动搅拌，于夹套内通入-15～-18℃冷冻盐水，于搅拌下由釜底部通氯管及分布器通过转子流量计以每小时234kg/hr的速度连续通入含量≥99％的氯气(或氯碱厂干燥脱水后的原料氯气)。控制通氯气的速度和夹套内通入冷冻盐水量，使氯化反应液pH液值始终维持2.4～3.0、维持温度保持7～17℃持进行氯化反应。氯化反应时物料与氯气成逆流接触。在保持反应釜稳定的液位下，由釜底放料口通过控制阀和酸度计电极用浆液泵，连续定量地将氯化后pH2.4～3.0，温度为7～17℃，含三氯异氰尿酸结晶的悬浮液泵入离心高位贮缶内。
3、离心过滤和水洗将氯化后pH2.4～3.0、温度为7～17℃、含三氯异氰尿酸结晶的悬浮液泵入3台并连的具有搅拌、温度计、液位指示器、直达液面的进气管、引风排气管、夹套换热的5000立升搪玻璃离心高位贮缶内。于夹套内通入冷冻盐水保持温度为7～17℃，搅拌下放入由3台GK-1250卧式自动刮刀离心机组成的离心过滤系统，于引风排气下进行离心甩干、水洗(7次)、离心脱水、刮刀下料得湿品三氯异氰尿酸。
4、干燥离心脱水后的湿品三氯异氰尿酸，于转筒烘干机内于进口风温190℃、出口风温80～90℃、出口物料温度65～75℃引风的条件下进行干燥(干燥也可采用快速气干燥机、旋转闪蒸干燥机、脉冲式气流干燥机等)，经旋风分离器和袋滤器分离，最后制得三氯异氰尿酸粉剂干品。平均每小时生产三氯异氰尿酸产品量为440kg/hr；产品有效气含量≥90.5％，产品收率(以氰尿酸计)85％。
5、造粒和成型造粒干燥后的三氯异氰尿酸粉剂产品，于干法对辊式造粒机组内经脱气、辊压成型、破碎、整粒、筛选制成规定视密度和粒度的颗粒剂产品。
冲压成型根据要求采用不用同规格的模具于不同的压力的冲压机上，冲压成各种规格的或块，包装后则为片或块市售消毒杀菌剂商品。
(二)三氯异氰尿酸与二氯异氰尿酸钠联合生产采用三氯异氰尿酸与二氯异氰尿酸钠联合生产时，按以下程序进行1、二氯异氰尿酸钠的生产(年产二氯异氰尿酸钠1800吨)(1)、二氯异氰尿酸钠冷冻结晶将上述一段氯化液氯化至pH5.8～6.2温度为20～25℃的完成液，用离心泵连续定量地分别泵入到由12台高位并连的具有搅拌、温度计、液位指示器、引风排气管、夹套换热的5000立升搪玻璃结晶釜内，按顺序充满一台换一台。然后于夹套内通入冷冻盐水，搅拌下于5～8小时之内降温到2～5℃，使二氯异氰尿酸钠结晶析出。维持2～5℃搅拌60～90分钟后则可离心过滤。
(2)、二氯异氰尿酸钠离心过滤和干燥冷冻结晶后的二氯异氰尿酸钠于3台GK-1250卧式自动刮刀离心机内离心脱除母液，离心甩干至无母液流出时，启动刮刀将料卸出。母液收集后送三氯异氰尿酸二段氯化反应系统。
湿品二氯异氰尿酸钠于旋流闪蒸干燥机内用低温热风(进口风温T1＝80～120℃)，维持出口物料温度＜50℃的条件下烘干结晶表面的游离水，得含有两个结晶水的二水合二氯异氰尿酸钠结晶288～300kg/hr。有效氯含量≥54.0％。
将脱除游离水的二水合二氯异氰尿酸钠于转筒烘干机内，用180～190℃热风(进口风温T1＝180～190℃)维持出口物料温度t1＝80～100℃，物料停留时间＞3小时的条件下烘除结晶水，得无水二氯异氰尿酸钠，产品得量为每小时254～265kg/hr。有效氯含量≥60％(有效氯含量根据需要调整进口风温、物料出口温度、物料停留时间可制得有效氯含量不同的品牌产口，有效氯含量可达到≥62％。)收率平均为52～54％左右。
(3)、造粒与成型造粒干燥后的二氯异氰尿酸钠粉剂产品于干法对辊式造粒机组内经脱气、辊压成型、破碎、整粒、筛选制成规定密度和粒度的颗粒剂产品。
冲压成型根据要求，采用不同规格的模具于不同压力的冲压机上喷洒脱模剂后冲压成各种夫格的片或块，包装后则为片或块市售消毒杀菌剂商口。
2、三氯异氰尿酸的生产(年产三氯异氰尿酸1200t/a)(1)、二段连续氯化反应将上述二氯异氰尿酸钠结晶离心过滤后的母液，通过流量计以4000～4100立升/hr的速度流入离心泵的入口，同时将20％液碱以每小时44～45立升/hr的速度压入离心泵入口，使母液与液碱在离心泵内混合后，泵入到二段防爆氯化反应釜内。同时于夹套内通入冷冻盐水，于搅拌下由釜底部通氯管及分布器通过转子流量计以每小时139kg/hr左右的速度，连续通入含量≥99％的氯气(或氯碱厂干燥脱水后的原料氯气)。控制通氯气的速度和夹套内通入冷冻盐水量，使氯化反应液pH液值始终维持2.4～3.0、维持温度保持7～17℃进行氯化反应。氯化反应时物料与氯气成逆流接触。在保持反应釜稳定的液位下，由釜底放料口通过控制阀和酸度计电极用浆液泵，连续地将氯化后pH 2.4～3.0、温度为7～17℃含三氯异氰尿酸结晶的悬浮液泵入离心高位贮缶内。
(2)、离心过滤和水洗，(3)干燥(4)造粒和成型按“实施例一，(一)3，离心过滤和水洗，4，干燥；5，造粒和成型”的操作程序进行。
平均每小时生产三氯异氰尿酸产品量为167～178kg/hr产品有效氯含量≥90.3％。产品收率(以氰尿酸计)32.3～34.4％。总收率平均为86％左右。
调整二氯异氰尿酸钠冷冻结晶温度，来控制二氯异氰尿酸钠和三氯异氰尿酸的产量比例，结晶温度升高则二氯异氰尿酸钠产量降低而三氯异氰尿酸产量提高。
实施例二
(一)三氯异氰尿酸的生产(年产三氯异氰尿酸5000吨)1、氰尿酸三钠盐溶液的制备在具有搅拌、温度计、加料口、夹套换热45立方米不锈钢制氰尿酸三钠盐溶解反应器内，加入水28008kg，于搅拌下加入粉细的含量≥98.5％氰尿酸3000.0kg，搅拌使其成为均匀的浆状悬浮液。于夹套内通入温水，搅拌下维持反应温度不高于35℃条件下，于6～6.5hr之内缓缓加入20％烧碱溶液15595kg，加液碱的速度应先快后慢，初始加液碱速度约为3200立升/hr，中间控制加液碱速度为1800立升/hr；后期降至800～820立升/hr。液碱加完后，维持反应温度36℃左右搅拌下使物料全部溶解，呈现透明后，继续搅拌30min。
将上述制备的氰尿酸三钠盐溶液用离心泵压入到5台，过滤面积为20m2/台，并连UF管式压滤机内，压滤除去不溶性杂质。滤液于35℃保温贮缶内存放备用。
管式压滤机过滤速度减慢需返吹除清洗时，将机内杂质和残留的溶液入2m2过滤面积的吸滤槽内真空抽滤，残渣水先后弃去；滤液及洗水吸入扬液器内，然后压入到氰尿酸三钠盐溶液反应器内回收利用。
45立方米不锈钢制氰尿酸三钠盐溶解反应器，需两台替进行氰尿酸三钠盐溶液的制备。
2、连续氯化制取三氯异氰尿酸(1)连续氯化反应装置一段防爆氯化反应器为具有搅拌、温度计、工业酸度计、通氯管及分布器、液位指示器、防爆装置、直达液面的进气管、钛盘管与夹套换热的有效容积为7000立升，型号为EPFK-160-7000型特制的搪玻璃防爆氯化反应釜。釜体上部侧面设有进料口与一级氯尾气喷淋吸收装置的出料口相接。反应器底部出料口通过控制阀和泵及工业酸度计连接二段氯化反应塔。尾氯气出口联接氯尾气喷淋吸收装置和引风系统。
二段氯化反应器为具有上传动搅拌和下传动搅拌、温度计、工业酸度计、通氯管及分布器、液位指示器、防爆装置、直达液面的进气管、钛盘管与夹套换热的有效体积为为15000立升，型号为EPFK-160-15000型特制的搪玻璃防爆氯化反应塔。氯化反应塔由塔釜、塔节和塔帽三部分组成。塔节外有夹套，内装盘管换热器和上传动浆叶搅拌。塔节上部侧面设有进料口，通过控制阀和泵及工业酸度计与一段氯化反应器底部出料口相连接。塔釜外有夹套，内装有下传动复合密封钛钢浆叶搅拌。塔釜底设有通氯管及分布器。塔釜底部出料口通过控制阀和泵及工业酸度计与离心高位贮缶进料口相接。塔帽防爆筒侧面设尾氯气出口，联接氯尾气喷淋吸收装置和引风系统。
(2)连续氯化反应氯化前首先启动引风机和氯尾气喷淋吸叫系统。启动搅拌电机。
①一段氯化反应将上述制备的氰尿酸三钠溶液用离心泵以每小时7100立升/hr的速度，泵入以氰尿酸三钠溶液喷淋吸收氯尾气的吸收塔内，吸收氯尾气后的含氯化异氰尿酸钠的氰尿酸三钠溶液，由一段氯化反应釜侧面进料口，连续地进入一段防爆氯化反应釜内，同时于盘管和夹套内通入-15～-18℃冷冻盐水，于搅拌下由釜底部通氯管及分布器通过转子流量计以每小时679kg/hr的速度连续通入含量≥99％的氯气(或氯碱厂干燥脱水后的原料氯气)。控制通氯气的速度和盘管与夹套内通入冷冻盐水量，使氯化反应时物料与氯气成逆流接触。在保持反应釜稳定的液位下，由釜底放料口通过控制阀和酸度计电极用离心泵，连续地将氯化后的pH6.2～6.8温度保持20～25℃完成液泵入至二段防爆氯化反应塔内。
②二段氯化反应连续地将一段氯化后pH6.2～6.8、温度为20～25℃的完成液由塔节上部侧面进料口泵入到二段防爆氯化反应塔内。同时启动搅拌，于盘管和夹套内通-15～-18℃冷冻盐水，于搅拌下由塔釜底部通氯管及分布器通过转子流量计以每小时416kg/hr的速度连续通入含量≥99％的氯气。控制通氯气的速度和夹套内通入冷冻盐水量，使氯化反应的的pH值始终维持2.4～3.0持温度保持在7～17℃进行氯化反应。氯化反应时物料与氯气成逆流接触。在保持反应塔稳定的液位下，由塔釜底放料口，通过控制阀和酸度计电极用浆液泵，连续地将氯化后pH2.4～3.0、温度为7～17℃，含三氯异氰尿酸结晶的悬浮液泵入离心高位贮缶内。
3、离心过滤和水洗将氯后pH2.4～3.0、温度为7～17℃的含三氯异氰尿酸结晶悬浮液，连续地泵入4台并连的具有搅拌、温度计、液位指示器、直达液面的进气管、引风排气管、夹套换热的5000立升搪玻璃离心高位贮缶内。于夹套内通入冷冻盐水保持温度为7～17℃搅拌下放入由5台GK-1250卧式自动刮刀离心机组成的离心过滤系统，于引风排气下进行离心甩干、水洗7次、离心脱水、刮刀下料得湿品三氯异氰尿酸。
4、干燥和造粒成型，均按“实施例一，(一)4，干燥5，造粒成型”的操作条件和程度进行。
干燥后，平均每小时得三氯异氰尿酸粉剂产品量为780kg/hr；产品有效氯含量≥90.5％。产品平均收率(以氰尿酸计)为85％。
(二)三氯异氰尿酸与二氯异氰尿酸钠联合生产三氯异氰尿酸与二氯异氰尿酸钠联合生产时，按以下程度进行1、二氯异氰尿酸钠的生产(年联产二氯异氰尿酸钠300t/a)(1)二氯异氰尿酸钠冷冻结晶将上述一段氯化液氯化至pH5.8～6.2、温度为20～25℃的完成液，用离心泵连续分别泵入到由10台高位并连连的具有搅拌、温度计、液位指示器、直达液面的进气管、引风排气管、夹套换热的10000立升搪玻璃结晶釜内，按顺序充满一台换一台。然于夹套内通入-15～-18℃冷冻盐水，搅拌下于5～8小时之内降温至2～5℃使二氯异氰尿酸钠结晶析出。维持2～5℃搅拌60～90分钟后则可离心过滤。
(2)二氯异氰尿酸钠离心过滤和干燥冷冻结晶后的二氯异氰尿酸钠的结晶液，于4台GK-1250卧式自动刮刀离心机内离心脱除母液，离心甩至无母液流出时，启动刮刀将料卸出。母液收集后送三氯异氰尿酸二段氯化反应系统。
湿品低温干燥制取二水合二氯异氰尿酸钠结晶产品与转筒烘干机内干燥制取无水二氯异氰尿酸钠，均按“实施例一，(二)1、(2)”的操作条件和程序进行。
产品得量每小时可生产二水合二氯异氰尿酸钠511～533kg/hr。有效氯含量≥51.0％，收率(以氰尿酸计)为52～52.7％左右。
若生产无水二氯异氰尿酸钠时，以每小时可制得无水物451～470kg/hr，有效氯含量≥60％，收率(以氰尿酸计)为52～54％左右。
有效氯含量根据需要调整进口风温、物料出口温度、物料停留时间可制得有效氯含量不同的品牌产品。最高有效率可达到62～63％。
(3)造粒与成型造粒与成型均按“实施例一，(二)1、(3)”的操作和程序进行。
2、三氯异氰尿酸的生产(年联产三氯异氰尿酸2000t/a)(1)二段连续氯化反应将上述二氯异氰尿酸钠结晶离心过滤后的母液，通过流量计以每小时7000～7100立升/hr的速度流入离心泵入口，同时将20％的碱液以每小时78立升/hr的速度也压入离心泵入口，使母液与碱液在离心泵内混合后，泵入至二段氯化反应塔内。同时于夹套内通入-15～-18℃冷冻盐水，于搅拌下由塔底部通氯管及分布器通过转子流量计以每小时247kg/hr的速度连续通入含量≥99％的氯气。控制通氯气的速度和夹套有盘管内通入冷冻盐水量，使氯化反应液的pH值始终维持在2.4～3.0、温度保持在7～17℃进行氯化反应。氯化反应时物料与氯气成逆流接触。在保持反应塔稳定的液位下，由塔釜底放料口通过控制阀和酸度计电极用浆液泵，连续地将氯化后pH 2.4～3.0、温度为7～17℃的含三氯异氰尿酸结晶悬浮液泵入离心高位贮缶内。
(2)离心过滤和水洗、干燥、造粒成型按“实施例二，(一)3，离心过滤和水洗，4、干燥5，造粒和成型”的操作条件和程序进行。
平均每小时生产三氯异氰尿酸产品量为296～316kg/hr；产品有效氯含量≥90.5％。产品收率(以氰尿酸计)32.3～34.4％。总收率以氰尿酸计平均为86％左右。
调整二氯异氰尿酸钠冷冻结晶温度，来控制二氯异氰尿酸钠和三氯异氰尿酸的产量比例，结晶温度升高则二氯异氰尿酸钠产量降低而三氯异氰尿酸产量提高。
生产所设备和工艺管道及器皿材质，除氰尿酸三钠溶液配制和物料输送系统可采用不锈钢材质外，其余接触氯代异氰尿酸类产品的固体和溶液的设备及输送系统均采用耐氯、次氯酸腐蚀的钛钢、钢衬钛，搪玻璃、硬质聚氯乙烯、聚丙烯、聚乙烯、聚四氟乙烯、钢衬上述PVC、PP、PE、PTFE等。气相部分除上述材质外，也可选用衬氯丁橡胶、环氧树脂玻璃钢等。
权利要求
1.一步两段连续式生产三氯异氰尿酸的方法，包括下列步骤第一步氰尿酸三钠盐溶液的制备将水、氰尿酸加入到反应釜中，并加入液碱反应生成氰尿酸三钠盐溶液；第二步压滤除杂将制备的氰尿酸三钠盐溶液用压滤机压滤，除去铁及不溶性杂质；第三步尾氯吸收将除杂后的氰尿酸三钠盐溶液连续泵入至氯尾气吸收洗涤塔内进行尾氯的吸收；第四步一段氯化反应吸收尾氯气后含有氯化异氰尿酸钠盐的氰尿酸三钠盐溶液进入第一段氯化反应釜内通入氯气维持温度为20～25℃；pH值6.2～6.8搅拌下进行氯化反应；第五步二段氯化反应一段氯化后的反应液由釜底连续地泵入第二段氯化反应塔内维持温度为7～17℃和pH值2.4～3.0搅拌下连续通氯气氯化；第六步结晶甩干二段氯化后生成的含有三氯异氰尿酸结晶的悬浮液，用浆液泵泵入离心高位贮缶内，保持温度为7～17℃间搅拌下放入离心机内甩干；第七步水洗利用离心机过滤、水洗；第八步干燥于滚筒干燥机内用热风干燥得三氯异氰尿酸粉状产品。
2.根据权利要求1所述的一步两段连续式生产三氯异氰尿酸的方法，其特征在于所述的压滤机为UF管式压滤机。
3.根据权利要求1所述的一步两段连续式生产三氯异氰尿酸的方法，其特征在于在所述的氰尿酸三钠盐溶液的制备工序中，添加液碱的速度为先快后慢的添加。
4.根据权利要求1所述的一步两段连续式生产三氯异氰尿酸的方法，其特征在于在所述的尾氯吸收工序中，多余的尾氯经液碱喷淋吸收塔吸收制成次氯酸钠副产品。
5.根据权利要求1所述的一步两段连续式生产三氯异氰尿酸的方法，其特征在于在所述的二段氯化反应工序中的尾氯经管道返回至尾氯吸收工序中再利用。
6.根据权利要求1所述的一步两段连续式生产三氯异氰尿酸的方法，其特征在于在所述的一段氯化反应工序中，将冷却所得的一段氯化液的结晶物经离心过滤、干燥得二水合二氯异氰尿酸钠。
7.根据权利要求6所述的一步两段连续式生产三氯异氰尿酸的方法，其特征在于取得所述的二水合二氯异氰尿酸钠经二次干燥得无水二氯异氰尿酸钠产品。
8.根据权利要求6所述的一步两段连续式生产三氯异氰尿酸的方法，其特征在于在所述的离心过滤工序中，所取得的滤液再添加液碱一并泵入到第二段氯化反应塔内。
9.根据权利要求8所述的一步两段连续式生产三氯异氰尿酸的方法，其特征在于所述的滤液和添加的液碱的比例为SDIC∶NaOH＝1∶0.1-0.3(mol比)。
10.根据权利要求1、3、4、8或9所述的一步两段连续式生产三氯异氰尿酸的方法，其特征在于所述的液碱的浓度为10-30％。
全文摘要
本发明属于消毒杀菌剂技术领域，公开了一种利用一步两段式生产三氯异氰尿酸的方法。其生产方法包括以下步骤氰尿酸三钠盐溶液的制备、压滤除杂、尾氯吸收、一段氯化反应和二段氯化反应、结晶甩干、水洗和干燥等步骤得三氯异氰尿酸产品；同时还可以联产二氯异氰尿酸钠。该一步两段连续式生产三氯异氰尿酸的方法，产品不溶性杂质含量低、在生产过程中减少了三氯化氮生成量，解决了该工艺生产中安全防爆的问题；实现了三氯异氰尿酸与二氯异氰尿酸形成联产。该方法具有生产流程短、设备少、收率高、操作简便易控制的特点。
文档编号A01P1/00GK1803781SQ20051004818
公开日2006年7月19日 申请日期2005年12月10日 优先权日2005年12月10日
发明者柴如行, 韩伯睿, 徐可宸, 李俊娟, 李英刚, 刘荣新 申请人:河北冀衡化学股份有限公司