[发明专利]生产卤代胺杀生物剂的方法和设备

说明书

技术领域

本发明涉及(1)在综合设备中制备卤代胺杀生物剂的多步骤方法，其 中活性卤素给体物种通过电化学产生，并随后与含胺的组合物反应形成卤 代胺杀生物剂，(2)根据该方法制备的卤代胺杀生物剂，(3)根据该方法 制备卤代胺杀生物剂的综合设备，(4)用根据该方法制备的卤代胺杀生物 剂处理液体来抑制、降低和/或控制所述受处理的液体中微生物的生长的方 法。

背景技术

在纸张和纸浆应用中循环水的生物污染是有许多文件证明的一个问 题。在循环水中的生物生长可污染管道、加速腐蚀、侵蚀木材、降低热传 递、阻塞过滤器、导致纸页中有瑕疵、分解上浆混合物、和导致其它过程 干涉。在循环水中发现的藻类、真菌、细菌和其它微生物是导致这样的污 染的主要原因。有很多因素促成生物污染并影响污染程度。这些因素包括 水温、水pH、需氧或厌氧条件、光的存在与否、来自进入到体系中的空气 或来自水中天然存在的物质或在车间运行期间持续供应的物质的无机和有 机养分的存在与否。

卤代胺是众所周知的杀生物剂，其有效降低、抑制和/或控制循环水中 导致生物污染的微生物的繁殖。卤代胺杀生物剂通常通过混合活性卤素给 体物种(例如次氯酸盐)溶液与含胺组合物(例如卤化铵溶液)来产生。 例如，Barak的美国专利5,976,386和6,132,628公开了由次氯酸盐和各种铵 盐制备卤代胺杀生物剂用于处理液体以抑制微生物的生长。在这些专利中， 次氯酸盐溶液不是在所公开的设备中就地产生的，而是从原有溶液储藏器 中抽取的。这些活性卤素给体物种例如次卤酸盐是强的腐蚀性氧化剂，这 使得它们处理起来既困难又危险，特别是在大量的情况下。而且，这些物 种随时间降解，导致活性卤素给体物种溶液的效力和功效降低。

根据本发明，用于处理液体以降低、抑制和/或控制微生物繁殖的卤代 胺杀生物剂是用一种综合设备制备的，所述综合设备包括电化学电池和混 合室，其中活性卤素给体物种在需要时在所述电化学电池中通过电化学产 生，然后在所述混合室中与含胺组合物混合。因此，降低、处理、运输和 安全问题都被最小化，因为根据本发明活性卤素给体物种溶液的储存器不 需要被装满并维持。本发明的其它优势包括很大范围可能的组成多样性、 方法灵活性、增强的方法可控性、和在需要时卤代胺的生成和停止。另外， 本领域技术人员将认识到本发明的方法可用于纸张和纸浆之外的其它应用 例如游泳池的消毒、城市用水的处理、食物处理和药物应用中的微生物控 制。所述至少一种活性卤素给体物种与至少一种含胺组合物

已经在电化学电池中通过电化学一步产生卤代胺。见例如，C.Trembley 等人的J.Chim.Phys.，90，79(1993)和C.Trembley等人的J.Chim.Phys.，91， 535(1994)。在B.V.Lyalin等人的“An Indirect Method for the Electrosynthesis of Monochloroamine”，Russian Chem.Bull.，47，1956(1998)中，尝试由氨在卤 化物盐的水溶液中通过电化学产生一氯代胺(NH₂Cl)，得到不超过0.1％的 产率。Lyalin还公开了两步制备NH₂Cl，总产率仅50％。NCl₃在四氯化碳 中的溶液由NH₄Cl在一个设备中通过电化学产生。该NCl₃溶液然后在第二 个设备中与氨混合得到NH₂Cl。Jaroslav的美国专利3,776,825公开了在装 有卤化物盐溶液和含胺化合物的电化学电池中产生的一卤代胺水溶液用于 牙科。活性卤素给体物种通过电化学产生并通过加入氢氧化物转化成次卤 酸盐。所述次卤素盐原位与含胺化合物反应形成一卤代胺。上述文献都没 有公开用包括电化学电池和混合室的综合设备制备卤代胺杀生物剂的方 法，其中活性卤素给体物种在需要时通过电化学产生。

发明内容