專利名稱：制造穩定的氧化型殺生劑的方法
技術領域：
本發明涉及用作殺生組合物的穩定的氯胺的制造。本發明說明了供制造、存儲和運輸氯胺用的穩定型氯胺的制造方法。本發明說明了制造允許氯胺作為殺生組合物用在水處理系統和各種各樣的其它處理系統中而不會迅速劣化的穩定的功能性氯胺的方法。
背景技術：
在此描述的本發明涉及生物垢控制劑的制造。本發明的基礎是反應物的組合物和使用濃縮的反應物將兩種液體溶液從它們的天然化學形態轉變成具有改變的殺生性能的另一種的制造條件。全世界有很多不同類型的工業水系統。工業水系統存在使得能夠進行必要的化學、機械和生物過程以達到期望的結果。積垢甚至在用現行最好的水處理方案處理的工業水系統中也會產生。為了本專利申請的目的，“積垢”定義為“任何有機或無機材料在表面上的沉積”。如果這些工業水系統不進行微生物積垢控制處理，那么它們將變得積垢更嚴重。 積垢對工業水系統具有負面影響。例如，嚴重的礦物垢(無機材料)能集結在水接觸面上和有垢的任何地方，那是微生物生長的理想環境。積垢通過包括氣載和水載以及水成污染物的沉積、水停滯、工藝泄漏和其它因素的多種機理而產生。如果任其發展，該系統會遭受與微生物積垢有關的降低的操作效率、過早的設備故障、生產率的損失、產品質量的損失和增加的有關健康風險。由于微生物污染也會產生積垢。工業水系統中的微生物污染源眾多，且可包括但不限于氣載污染、水補給、工藝泄漏和不正確地清洗設備。這些微生物能在水系統的任何潤濕或半潤濕表面迅速建立微生物群落。一旦這些微生物種群以多于水內存在微生物的99% 存在于體相水內，就會以生物薄膜的形式出現在表面上。由于微生物群落在表面生長，所以由微生物分泌的胞外聚合物促進生物薄膜的形成。這些生物薄膜為建立濃縮營養素的手段并提供生長保護的復合生態系統。生物薄膜能加速水垢、腐蝕和其他積垢過程。生物薄膜不但促使系統效率降低，而且它們還對包括病原菌的微生物增殖提供優良環境。因此，生物薄膜和其它積垢過程降低至可最大程度地最大化工藝效率并最小化來自水載病原體健康相關風險很重要。幾個因素有助于生物積垢問題并控制其范圍。水溫、水的pH、有機和無機營養素、生長條件如有氧或厭氧條件、以及在一些情況下存在或缺少陽光等能起到重要作用。這些因素也有助于決定哪種類型的微生物可能存在于水系統內。如之前描述的，生物積垢能引起不必要的工藝干擾，因此必須得到控制。對于工業過程中的生物積垢控制，采用多種不同的方法。最常用的方法是將殺生化合物應用于工藝用水。應用的殺生劑在性質上可為氧化型或非氧化型。由于涉及幾個不同因素如經濟和環境，優選氧化型殺生劑。氧化型殺生劑如氯氣、次氯酸、溴衍生的殺生劑和其它氧化型殺生劑廣泛用在工業水系統的處理中。確定氧化型殺生劑效能的一個因素是在要構成“氯需求量”或氧化型殺生劑需求量的水基質內組分的存在。“氯需求量”定義為被水中的物質還原或相反轉換為氯的惰性形式的氯量。耗氯物質包括但不限于微生物、有機分子、氨和氨基衍生物、硫化物、氰化物、可氧化陽離子、紙漿木質素、淀粉、糖類、油、水處理添加劑如水垢和腐蝕抑制劑等。水和生物薄膜內的微生物生長有助于水的氯需求量和要處理的系統的氯需求量。常規氧化型殺生劑發現在包含高氯需求量、包括大量礦泥的水中是無效的。通常推薦非氧化型殺生劑用于這種水中。氯胺是有效的，且通常用在對氧化型殺生劑的高需求量如氯存在下的條件下或者在受益于“氧化型”殺生劑持久性的條件下。正日益增加使用氯胺處理生活用水系統。氯胺通常在游離氯與存在或加入水中的氨反應時形成。許多不同的氯胺制造方法已被證明。氯和氮源之間反應的某些關鍵參數決定所制造的殺生化合物的穩定性和有效性。先前描述的方法依賴任何一個反應物稀溶液的預形成，隨后將它們混合生成氯胺溶液。上述反應物為銨鹽(硫酸鹽、溴化物或氯化物)形式的銨胺源和氣體形式或同堿土金屬(Na或Ca)相結合的Cl供體(氯供體)。而且，所描述的方法依賴于通過在高pH下加入反應物、或者單獨加入苛性堿溶液控制反應混合物的PH。由于殺菌劑迅速降解，因此所生成的殺菌劑必須立即送入被處理的系統。殺菌劑溶液在被處理的系統的外部產生，然后送入水系統進行處理。 在先前描述的控制生物積垢的液體處理的制造方法中，顯著問題產生于由于活性殺生成分化學不穩定且隨著PH的快速下降引起的快速分解，出現重要的問題。殺生組分成分的迅速劣化導致有效性的損失。而且還觀察到活性殺生成分的PH由于殺生組分成分的迅速分解， 而活性殺生組分的PH從未> 8. 0(參考US5976386)。然而在制造氯胺作為聯氨制造中前體的氯胺的其它方法中，由于在初始反應混合物中氫氧離子的存在，從未獲得大于3. 5%的濃縮物(參考US3254952)。
發明內容
本發明描述了以下關鍵方面1.用于制造“更穩定”殺菌劑溶液的反應物組合物，2. “更穩定”形式的殺生組分的制造條件，和3.制造所述殺菌劑的方法。
具體實施例方式本發明涉及一種用于制造穩定的氯胺的方法，其中將濃縮氯源與濃縮胺源混合， 并攪拌以制造PH大于5的穩定氯胺。本發明的氯源包括堿土金屬氫氧化物，其中優選的氯源為次氯酸鈉或次氯酸鈣，且上述胺源優選為硫酸銨(NH4) 2S04或氫氧化銨NH40H。本發明的方法包括反應介質，其中上述氯源和胺源發生反應形成氯胺。反應介質為優選為水的液體。本發明的產物為穩定的氯胺。本發明詳述了用于制造穩定的氯胺的方法，其中將濃縮氯源與濃縮胺源以及反應介質混合，并攪拌以制造PH為7或更高的穩定氯胺。實施例通過參考以下實施例可更好理解上文，以下實施例旨在說明實施本發明的方法， 并非要限制本發明的范圍。實施例1在了解所制造的氯胺溶液的制造和穩定性的實驗中，制備次氯酸鹽、(NH4)2SO4和 NH4OH的新鮮溶液并用于制造氯胺。單獨測試制備的次氯酸鹽溶液并發現包括 IlOppm的游離Cl2,如同從稀釋物所預期的。通過測量產物的游離Cl2和全部Cl2估計制造的氯胺量。 由實驗結果表明，觀察到100%轉換為氯胺(全部Cl2)。此外，用(NH4)2SO4和NH4OH制造的產物的PH仍大于7。制造的氯胺溶液保存在黑暗中并在一天后再分析。再次測量游離Cl2和全部Cl2 以了解氯胺溶液的穩定性，該氯胺溶液在50ml管的封閉空間內制造并保存。該數據和制造時間數據對比，且全部Cl2量的損失為氯胺從溶液中損失的測度。使用來源于(NH4)2SO4* NH4OH的胺制造的氯胺產品顯示僅輕微劣化，一天后分別為7. 7%和5. 9%。作為觀察，使用來源于溴化銨(NILtBr)的胺制造的氯胺溶液產品顯示出一天后大于90%的損失/劣化。應理解的是，本文描述的目前優選的實施方式的多種變更或者修改對本領域技術人員是顯而易見的。可進行這些變更和修改而不脫離本發明的精神和范圍，并不減少其預期優點。因此，希望所附權利要求覆蓋這些變更和修改。
權利要求
1.一種在連續流內制造穩定的氯胺的方法，其中將室溫下的濃縮氯源與室溫下的濃縮胺源混合，并攪拌以制造pH為7至10. 5的穩定的氯胺。
2.如權利要求1所述的方法，其中所述氯源包括堿土金屬氫氧化物。
3.如權利要求1所述的方法，其中所述胺源為硫酸銨。
4.如權利要求1所述的方法，其中所述胺源為氫氧化銨。
5.如權利要求1所述的方法，氯源與胺源的摩爾比為1 0.755至1 6，更優選為 1 0. 755 至 1 2。
6.如權利要求1所述的方法，氯源與胺源的摩爾比為1 0.755至1 2。
7.如權利要求6所述的方法，其中所述反應介質為液體。
8.如權利要求6所述的方法，其中氫氧化物的量增加。
9.如權利要求1所述的方法，其中所述穩定的氯胺的PH為8至10。
10.如權利要求2所述的方法，其中所述氯源為次氯酸鈉或次氯酸鈣。
11.一種制造穩定的氯胺的方法，其中將濃縮氯源與濃縮胺源以及反應介質混合，并攪拌以制造pH為7至10. 5的穩定的氯胺。
12.如權利要求11所述的方法，其中所述氯源包括堿土金屬氫氧化物。
13.如權利要求12所述的方法，其中所述氯源為次氯酸鈉或次氯酸鈣。
14.如權利要求11所述的方法，其中所述胺源為硫酸銨。
15.如權利要求11所述的方法，其中所述胺源為氫氧化銨。
全文摘要
本發明涉及制造穩定的氯胺的制造方法。該方法使用濃縮氯源和濃縮胺源并在制造過程攪拌而制造穩定的氯胺。該方法生成pH至少為5且更優選至少為7或更高的氯胺。
文檔編號C01B21/09GK102471063SQ201080035724
公開日2012年5月23日 申請日期2010年8月19日 優先權日2009年8月24日
發明者蘭道爾·埃利奧特, 阿米特·古普塔, 馬尼安·拉梅什 申請人:納爾科公司