三氯异氰尿酸的生产工艺评述

三氯异氰尿酸的生产工艺评述
庄六星，李新民
（开封东大化工集团有限公司，河南开封475003）
摘要：评述了国内外三氯异氰尿酸的生产工艺，提出了适合国内氯碱企业采用的(种生产工艺即微分环流连续氯化生产工艺和二氯异氰尿酸钠深度氯化法生产工艺。

关键词：三氯异氰尿酸；二氯异氰尿酸钠；微分环流连续氯化；深度氯化法
三氯异氰尿酸（TCCA）是高效的消毒剂、漂白剂和氯化剂，随着该产品应用范围不断扩大，国内外市场需求呈上升趋势，许多新的生产装置拟建或在建，有必要对其主要生产工艺进行对比探讨，以期确定合适的最佳工艺。

1 氯气法
1.1 孟山都法
孟山都法是将钠盐溶液与过量10%～15%的氯气连续混合，并强力搅拌，赶排NCI3，PH值控制在3.0～4.5，以氰尿酸（CA）计，TCCA产率为80～90%。

1.2 FMC法
FMC法为二步氯化法。

CA的三钠盐溶液在PH值为12和温度5～40℃下，用过量氯气进行预氯化，部分氯化的产品再在值为1.5～3.5和温度5～20℃下用未耗掉的氯气进行最终氯化。

将CA三钠盐溶液两段氯化，据称可使副反应减少到最低程度，以CA计，TCCA产率为85～90%。

1.3 BASF法
BASF法是将溶于NaCI溶液中的三钠盐与氯气反应，氯化到PH值为3～6，加入部分碱和氯气，使PH值达到2.5～5.0。

据称将CA的三钠盐溶于NaCI中与氯气反应，可避免NCI3生成，且可获得98%的产率，产品质量分数大于99%。

1.4 氯气法的反应原理
氰尿酸与烧碱按摩尔比1.00:3.00～1.00：3.55配制成氰尿酸三钠，成盐后的浆料于氯化釜中通入氯气，在适当温度下进行氯化反应，生成三氯异氰尿酸，反应式如下：
H3(CNO)3+3NaOH+3CI2→CI3(CNO)3+3NaCI+3H2O
应注意的问题：
钠盐法由于反应激烈，对氯化反应温度控制要求较严格，反应温度不得超过20℃，否则不仅使氯化反应的危险性增加，而且易使氯化后的浆料黏性增大，造成离心脱水困难。

钠盐法生产中产生的NCI3量远较钙盐法多，所以生产过程中应特别注意安全问题，加强检测。

采用离子膜法烧碱，产品的纯度将会得到进一步提高，同时钠盐法产品的杂质较少，有利于出口和在要求较高的领域中使用。

1.5 氯气法的工艺流程
2 二氯异氰尿酸钠深度氯化法
先由烧碱和氯气反应制得10～11%的次氯酸钠溶液，然后再与精异氰尿酸在20～25℃反应，经冷却结晶生成二氯异氰尿酸钠。

收率一般为70～80%。

常州化工厂和河北楼底化工厂采用此法生产。

当冷却结晶温度不很低时，分离后的母液仍含有约20%的二氯异氰尿酸钠，若再补充通入氯气将二氯异氰尿酸钠深度氯化，控制母液PH值从6.8～7.5降至2.5～3.5，并保持30min生成溶解度较小的三氯异氰尿酸析出。

混合式氯化既可以生产二氯异氰尿酸钠，又可以生产三氯异氰尿酸，或者全部生产三氯异氰尿酸。

如需调整2种产品的产量，只要降低或提高二氯异氰尿酸钠溶液的结晶温度即可，是一种较易适应市场需要的联合生产方法。

四川乐山碱厂将采用此法生产二氯异氰尿酸钠和三氯异氰尿酸，二氯与三氯产物的比例分别为70%和30%。

3 微分环流连续氯化生产工艺
反应原理
主反应：
H3(CNO)3+3NaOH→CI3(CNO)3+3H2O
Na3(CNO)3+3CI2→CI3(CNO)3+3NaCI
副反应：
H3(CNO)3+3 H2O→NH3+3CO2
NH3+3CI2→NCI3+3HCI
微分环流连续化生产工艺流程如图2。

采用微分法进行氯化，依靠环流方式在反应器中区域化、连续化地完成反应、结晶、长晶、流出的过程。

使用催化剂既是一项工艺措施，又是一项安全措
施。

产物生成迅速，成型稳定，因此，在过滤、洗涤、干燥等后处理过程中，产品不易损失，收率高。

同时，产物的迅速形成抑制了副反应的进行，三氯化氮不易形成。

产品有效氯的质量分数稳定在90%以上，达到了出口所需求的优级品标准，产品收率为92%，优级品率98.6%，与之相比，间歇生产的不足之处在于含量不稳定，优级品率较低75～80%;，收率为66～80%。

国内生产厂家为江苏扬农化工集团有限公司和清华紫光集团扬州工厂。

4 结论
国内外的三氯异氰尿酸的各种生产工艺均较成熟，有多套工业化生产装置正常运行。

TCCA的生产工艺条件较为温和，不存在高温、高压、深冷、易燃等
危险因素，有可能产生的副产物三氯化氮极易爆炸，但只要通过控制原材料质量及工艺指标就能使三氯化氮减少到最低程度，从而确保生产安全。

4.1 微分环流连续氯化法
微分环流连续氯化法以氯气为氯化剂具有下列特点：（1）产品收率高、成本低、质量好，三氯化氮生成少，是连续化安全生产较理想的工艺，适于大规模
生产。

三氯异氰尿酸产品正处于发展期，目前主要用于出口，较高且稳定的质量和低成本有利于取得较好的经济效益。

随着国内市场的开发应用，将来也会
出现激烈的市场竞争。

较高的起点可以在激烈的市场竞争中取得较为明显的市场优势，规避市场风险。

（2）通过生产三氯异氰尿酸完全掌握连续氯化法的生产工艺，对氯碱企业其他氯产品的生产工艺产生有利的影响，对开发新的氯产品生产工艺有很大的促进作用。

4.2 二氯异氰尿酸钠深度氯化法
二氯异氰尿酸钠深度氯化法，即联合生产SDC和TCCA，也是国内厂家采用的成熟工艺。

它的特点在于（1）产品可以根据市场需求调节；（2）采用液体氯化剂低浓度次氯酸钠:有效氯10～11%；为原料，反应速度较快；（3）如果采用高浓度次氯酸钠:有效氯25～30%;则可以实现母液较大程度的回收利用，减少废水的排放量，实现较好的经济效益；（4）国内大多数氯碱企业均有低浓度次氯酸
钠生产装置，工艺成熟，质量稳定，如果有富余的生产能力，采用此工艺可以降低投资，有利于产品较快上马。

参考文献：
1. 祁宏祥. 微分环流新工艺生产三氯异氰尿酸的优势. 山西化工，200
2.（11）：18-19
2. 蒋琦. 三氯异氰尿酸合成. 化工生产与技术，2001.（4）.45-46。