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三氯異氰尿酸

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三氯異氰尿酸,有機化合物,白色結晶性粉末或粒狀固體,具有強烈的氯氣刺激味。三氯異氰尿酸是一種極強的氧化劑和氯化劑,具有高效、廣譜、較為安全的消毒作用,對細菌、病毒、真菌、芽孢等都有殺滅作用,對球蟲卵囊也有一定殺滅作用。

1簡介

中文名稱:三氯異氰脲酸;三氯異氰尿酸;強氯精;三氯乙氰脲酸;三氯三嗪三酮
CAS:87-90-1
分子式:C3N3O3Cl3
分子質量:232.41
熔點:247-251℃
英文名:Trichloroisocyanuric acid (TCCA)
英文別名:Trichloroisocyanuric acid;3,5-Triazine-2,4,6(1H,3H,5H)-trione,;1,3,5-trichloro-1;6(1h,3h,5h)-trione;1,3,5-trichloro-s-triazine-4;5-triazine-2,4,6(1h,3h,5h)-trione;1,3,5-trichloro-3;1,3,5-trichloro-1,3,5-triazinetrione;1,3,5-trichloro-2,4,6-trioxohexahydro-s-triazine;1,3,5-trichloro-s-triazine-2,4,6(1h,3h,5h)-trione。
類別:消毒防腐葯·鹵素類
(一)藥物特點
白色結晶性粉末或粒狀固體,具有強烈的氯氣刺激味,含有效氯在90%以上,25度時水中的溶解度為1.2克,遇酸或鹼易分解。
(二)使用方法
用於環境、飲水、畜禽飼槽等的消毒。用粉劑配製4-6毫克/千克濃度飲水消毒,用200-400毫克/千克濃度的溶液進行環境、用具消毒。
(三)用途
該品具有極強的殺菌、漂白作用,具有速效緩釋作用的特點,畜牧養殖業以及棉、麻化纖織物的洗滌漂白劑,羊毛防縮劑,也可用於橡膠氯化,電池材料、有機合成工業以及衣物的干法漂白等。該品比二氯異氰尿酸鈉的殺菌、漂白功能更強,效果更好。

2結構性質

一、基本理化性質。
分子式:C3Cl3N3O3
分子量:232.41
有效氯含量(%):(優等品)≥90.0;(合格品)≥88.0
水分含量(%):≤0.5
外觀:白色結晶粉劑、粒劑、塊劑 (200克片,500克片等)
性狀:有刺激性氣味
比重:0.95(輕質)/1.20(重質)
pH值(1%水溶液):2.6~3.2
溶解度(25℃水):1.2g/100g
溶解度(30℃丙酮):36g/100g
三氯異氰尿酸是氯代異氰尿酸系列產品之一,學名三氯-均三嗪2,4,6(1H,3H,5H)三酮,英文名稱Trichl0ID-isocyantlric Acid.簡稱TCCA,純品為粉末狀白色結晶,有效氯理論含量91.54%,工業品有效氯含量不低於85%,活性氯含量比漂白粉高2~3倍,三氯異氰尿酸是漂白粉、漂白精的更新換代產品,三廢比漂白精大大降低,先進國家有用它替代漂白精的趨勢。三氯異氰尿酸是漂白粉、漂白精的更新換代產品,三廢比漂白精大大降低,先進國家有用它替代漂白精的趨勢。化學結構式為[1-2]
三氯異氰尿酸結構式

  三氯異氰尿酸結構式

3性狀描述

TCCA的殺菌性能優異,是新一代的廣譜、高效、低毒的殺菌劑,漂白劑和防縮劑。主要用於飲用水,工業循環水、游泳池、餐館,旅店、公共場所,家庭、醫院、禽蛋和防治魚病變等的消毒殺菌。
幾乎對所有的真菌、細菌、病毒芽孢都有殺滅作用,對殺滅甲肝、乙肝病毒具有特效,對性病毒和艾滋病毒也具有良好的消毒效果,使用安全方便,該產品還可以廣泛應用於食品,奶製品,水稻種子處理,水果保鮮、纖維漂白、羊毛防縮,日用化工脫色,木材防霉造紙,橡膠氧化和電池材料等方面。
用途:該品具有極強的殺菌、漂白作用,廣泛用於民用衛生,畜牧養殖業以及植保等作高效殺菌消毒劑,棉、麻化纖織物的洗滌漂白劑,羊毛防縮劑,也可用於橡膠氯化,電池材料,有機合成工業以及衣物的干法漂白等。
200克片主要用於游泳池消毒劑 

4貯運事項

⑴產品貯存:產品應貯存在陰涼、乾燥、通風良好的倉庫內,防潮、防水、防水淋、防火、隔離火源和熱源,禁止與易燃易爆、自燃自爆等物質混放,不可和氧化劑,還原劑,易被氯化、氧化物質混貯存,絕對禁止與液氨、氨水、碳銨、硫酸銨、氯化銨尿素等含有氨、銨、胺的無機鹽和有機物混合和混放,否則易發生爆炸或燃燒,不可和非離子表面活性劑接觸,否則易燃燒。
⑵產品運輸:產品可用火車、汽車、輪船等各種運輸工具運輸,裝運時,防止包裝破裂,防火、防水、防潮,不得和氨、氨水、銨鹽、醯胺、尿素、氧化劑、非離子表面活性劑,易燃、易爆等危險品混運。
⑶消防:三氯異氰尿酸不自燃不易燃,當與銨、氨、銨混合后易發生燃燒和爆炸,同時該物質因火災波及影響,致使其分解,放出有害氣體,因此發生火災時,消防人員必須戴防毒面具,穿工作服並在上風頭進行滅火,因其遇水會生成大量有害氣體,一般採用消防沙進行滅火。

5歷史發展

國外三氯異氰尿酸主要消費和生產在美國、日本、西歐,國內目前需求量6kt左右,隨著該產品應用範圍不斷擴大,需求呈上升趨勢。在中國60年代開始研究,70年代有了中試和小批量生產,80年代已有20多家試製或試生產這類產品,目前有30家生產廠。

6產品用途

現己在工業片水、游泳池水、清洗劑、醫院、餐具等用作消菌劑:在養蠶及其他養殖中用作滅菌劑:在氰上業巾片於羊毛防縮織物和紙張的漂[j等,是傳統消毒產品的理想升級換代產品。三氯異氰尿酸是一種高效的消毒漂白劑,儲存穩定,使用方便、安全,廣泛用於食品加工、飲用水消毒,養蠶業和水稻種子的消毒,可用作紡織、造紙行業的漂白劑, 水果保鮮,日用化工的脫色、脫臭及殺菌,羊毛防縮。在聚胺酯合成革鞋的生產、橡膠氯化、電池材料及有機合成方面也有大量的應用。

7合成方法

三氯異氰尿酸的主要合成方法有氯氣法、液體氯化劑法、溶劑法、二氯異氰尿酸鈉(sDc)深度氯化法4種。
1、氯氣法
第一步:氰尿酸(CA)合成氰尿酸的生產主要採用尿素熱裂解脫氨法。反應式為:
尿素熱裂解脫氨法

  尿素熱裂解脫氨法

根據熱裂解方法不同,又分為固相法和液相法。固相法是熱解爐中尿素在200~300℃下熔融狀態進行脫氨縮合,得含量80%~90%,的粗氰尿酸,將粗氰尿酸粉碎后加入硫酸,使副產物氰尿醯胺重新轉化為氰尿酸,再經過濾、水洗、乾燥等得到純度大於98%的氰尿酸。該法優點是投資小,技術成熟,但副產物回收較複雜。液相法是將尿素溶解在溶劑
(如硝銨,環丁碸,N-甲基吡咯烷酮)中,再進行高溫脫氨反應,該法的關鍵是高沸點溶劑的選擇和回收利用。液相法在國外較成熟,國內生產開發過程中最
大難題是產品純度低。
第二步:鹼溶
鹼溶

  鹼溶

第三步:氯化
該法工藝簡單,但由於CA氯化製備TCCA過程中,CA中含有較多的副產二縮脲、三縮脲、氰尿醯胺及未反應的原料尿素,與氯氣反應生成NCl3,CA
在鹼性溶液中易生成NCl3,TCCA產品在受熱或鹼性條件下也會分解生成NCl3,而通氯反應在密閉容器中進行,眾所周知,NCl3,積累極易發生爆炸。
為提高氯化工藝的安全性,加強操作的穩定性,各國研究工作者做了大量研究工作,以國外3種工
業化生產方法孟山都法、FMS法、BASI:』法為例。
孟山都法是將鈉鹽溶液與過量10%~15CA,的
氯氣連續混合,並強力攪拌,趕排NCl3,PH值控制在3.0~4.5,以CA計,TCCA產率為80%~90%。
FMC法為二步氯化法。CA的三鈉鹽溶液在pH=12,溫度5~40℃下,用過量氯氣進行預氯化,
部分氯化的產品再在pH=1.5~3.5和溫度5~20℃下用未耗掉的氯氣進行最終氯化。將CA三鈉鹽溶液兩段氯化,據稱可使副反應減少到最低程度,以CA計,TCCA產率達到85%~90%。
BASF法是將溶於NaCl溶液中的三鈉鹽與氯氣反應,氯化到pH=3~6,加入部分鹼和氯氣,使pH值達到2.5~5.0。據稱將CA的三鈉鹽溶於NaCl溶液中與氯氣反應,可避免NCl3,生成,且可獲得98%的產率,產品純度大於99%。
另外,採用NaCO3、CA在pH=8~ll,溫度20~30℃下兩步連續氯化法,反應中生成的C0:在氯化中起攪拌作用,避免了產物的分解及副產物產生。採用惰性氣體吹掃NCl3,嚴格控制工藝條件,提高自動化程度,加強監控手段,是避免NCl3積聚的有效方法,在先進國家大規模生產中用pH計和色譜聯合控制NCl3濃度。
2、 液體氯化劑法
將氰尿酸配製成漿液,用預製的氯化劑(如Cl20、HOCl、Na0Cl等),在一定pH下氯化。反應式為:
液體氯化劑法

  液體氯化劑法

同樣,為避免產生NCl3,一方面對CA中間體進行精製,使雜質含量降至3%以下,一方面嚴格控制工藝條件,控制pH為3~4之間,氯化溫度20~25℃之間。該法為液液相反應,在保證進口有一定量的空氣導入時,氯化反應器設抽排氣系統,使產生的微量NCl3及時排出。該法反應迅速,不污染環境。缺點是次氯酸不穩定,導致產品收率降低。
另外,CA與預製的Cl20在200℃以下反應后可製得無NCl3乾產品,不必分離乾燥。
3、溶劑法
用不與水混溶、無反應活性、能溶解TccA的惰性溶劑如甲烷氯化物,該法具有連續化、自動化、規模大、污染小的優點,發達國家大規模生產亦採用該法。
4、二氯異氰尿酸鈉(SDC)深度氯化法
二氯異氰尿酸鈉是氯代異氰尿酸系列產品之一,在SDC和TAAC聯合生產中將氰尿酸與次氯酸鈉溶液20~25℃下反應生成SDC,再將其深度氯化生成TCCA。反應式為:
深度氯化法

  深度氯化法

該工藝中也不可避免有NCl3產生。在國外,對TCCA生產工藝進一步完善,如加入表面活性劑,改善CA在反應溶液中的分散,從而製得質量更均勻的產品;加入潤濕劑、防沫劑,以控制顆粒度,使產品易過濾、乾燥,產品劑型也從單純的劑型粉劑發展到棒狀、粒狀等多劑型等等。
三氯異氰尿酸(TCCA)是氯代異氰尿酸類產品的重要品種之一,它是新一代高效漂白劑、氯化劑和消毒劑,具有殺菌和漂白力高、儲運穩定、使片安傘、在水中釋放有效氯時間長等特點。
市場消費狀況
國外市場:
美國是三氯異氰尿酸最大的消費國,每年消費量超過8萬噸,其次為日本,年消耗量約為3萬噸。國外三氯異氰尿酸消費以衛生消毒為主。
其巾游泳池消毒片量最多,約佔80%左右,以美國為例,游泳池消毒每年消費量約為7萬噸:其次為飲片水、醫院和其他公共設施的衛生消毒。
資料顯示,國外的消費每年以14%的速度增長。
國內市場:
養蠶業和水產養殖業的消毒殺菌是目前中國三氯異氰尿酸的主要消費領域,佔總消費量的50%~60%,隨著人民生活水平的提高,絲綢與水產品數量的增加必將帶動三氯異氰尿酸需求量的增加。目前,中國飲水嚴重污染問題己引起人們的高度重前,為了保證水的質量,該產品片用於飲用水消毒將備受關注。另外它片鹼於上業循環水殺菌除藻,效果良好,不僅能提高循環水利用率,凈化水質,節約用水量,而且能保證循環水系統正常、穩定、安全運行,大大降低綜合能耗。
據統計,2002年中國實際消費三氯異氰尿酸約3萬噸,養蠶及水產養殖業消毒用量佔總耗量的50%,醫療餐飲業消毒用量15%,日常消毒用10%,生活水、循環水處理耗片用佔8%。農業、漁業、紡織、造紙及游泳池等方向的耗量在今後辦會增加。
由於國外生產三氯異氰尿酸的成本相對較高,加上國外對氯系化上產品的生產有一定限制,國外部分巾小企業己經停至生產三氯異氰尿酸,轉而從發展中國家進口,進而生產其復配製劑,形成最終產品。因此,中國近幾年來該產品的出口量呈上升勢態。

8安全要求

類別:氧化劑。
毒性分級:中毒。
急性毒性:口服-大鼠 LD50: 406 毫克/公斤。
刺激數據:皮膚-兔子 500 毫克/24小時 中度; 眼睛-兔子 50 微克/24小時 重度。
爆炸物危險特性:與銨鹽、氨、尿素混合生成易爆三氯化氮。
可燃性危險特性:遇有機物易燃; 遇潮、受熱放齣劇毒三氯化氮。
儲運特性:庫房通風低溫乾燥:與燃料、有機物、易氧化物分開存放。
滅火劑:消防干沙。

9使用方法

1.飲用水消毒::每100公斤水加入0.4克,攪勻靜置一段時間。
2.游泳池消毒:游泳池內每立方米每天投入3~5克。
3.工業循環冷卻水的處理:每1m3水加0.5克,冷卻水中遊離氯濃度一般控制在0.25~0.5ppm之間,pH值在7~8為宜。
4.其他:
(1)餐具消毒。每5公斤水加入0.25克,將已洗凈的餐具浸泡5分鐘。
(2)污水、糞便處理。投藥按每立方米污水或糞便加入5克,即可消除臭味。
(3)種子殺菌消毒。用TCCA作種子消毒可打破種子的休眠期,提高種子發芽率,抑制病害的發生,也重要的是它不存在環境污染問題,對人畜無害。方法是用0.2%TCCA水溶液浸種12小時。
(4)養殖業殺菌消毒。
(5)用於醫院污水、尿布、便盂、葯碗及器械消毒。與常用的新潔爾滅、石碳酸、洗必太、氯胺T相比較,對同一消毒對象,TCCA用量僅為上述常規消毒劑的1/10~1/100,而且殺菌速度快、效果好。
(6)用於家庭及公共場所垃圾污物的消毒除臭劑。其配方為:TCCA25%,去污粉25~65%,對二氯苯10~15%,適合於便具和垃圾以及陰井水溝的消毒去臭。
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