[发明专利]一种制备过氧乙酸消毒剂的方法

说明书

技术领域

本发明属于化工领域，涉及一种制备过氧乙酸消毒剂的方法，具体以凹凸棒土负载磺化生物质碳固体酸为催化剂，采用冰醋酸和过氧化氢水溶液为原料，液固相催化获得过氧乙酸消毒剂的方法。

背景技术

作为消毒剂，过氧乙酸具有广谱、高效、速效、分解产物无毒无残留等优点，可用于食品工业器具，医疗器械及其他医疗用品的消毒。玻璃、塑料、搪瓷、不锈钢、化纤等耐腐蚀物品一般均可用过氧乙酸消毒。也可以用于消毒地面、污水、淤泥等。低浓度过氧乙酸溶液及其气雾剂可用于消毒橡胶制品、棉纺织品、水果蔬菜及皮肤等。该品是强氧化剂，可以杀灭一切微生物，对病毒、细菌、真菌及芽孢均能迅速杀灭。0.2%溶液接触10分钟基本可达到灭菌目的。用于空气、环境消毒、预防消毒。

国内外工业化生产过氧乙酸多采用过氧化氢、冰醋酸为原料，以浓硫酸为催化剂。国外代表性的过氧乙酸商品有FMC公司的Vigorox，Solvary公司的Proxitane，Degussa公司的Peraclean等。例如德国Kemira公司新专利采用过氧化氢、冰醋酸为原料、硫酸为催化剂，吡啶二羧酸为稳定剂生产过氧乙酸。德国MGC公司专利采用乙酸酐和过氧化氢反应，通过乙酸酐与过氧化氢中水的摩尔比小于1来获得较高浓度的过氧乙酸平衡液，反应中采用硫酸为催化剂。

硫酸作为过氧乙酸合成的催化剂具有廉价的优点，但是带来过氧乙酸消毒剂一系列使用上的缺陷。首先，由于浓硫酸催化效率高，为了避免反应速度过快引起温度快速上升，从而加速过氧乙酸和过氧化氢分解带来爆炸的危险，因此生产一般通过长时间静置来进行。其次，产品包装完成后，由于产品体系中残留的浓硫酸会继续催化过氧乙酸合成以及分解反应，在运输储存过程中容易造成产品泄漏、爆炸等危险。第三，由于过氧乙酸消毒剂产品中残留的硫酸催化剂，在产品使用过程中，会因为强酸性带来消毒目标物的腐蚀，造成使用上的不便以及使用范围受到限制。

发明内容

针对目前制备过氧乙酸消毒剂制备过程中存在的问题，本发明提供一种以凹凸棒土负载磺化生物质碳固体酸为催化剂，采用冰醋酸和过氧化氢水溶液为原料液固相催化获得过氧乙酸消毒剂的方法。

本发明所述的凹凸棒土负载磺化生物质碳固体酸催化剂以葡萄糖为原料通过水热反应获得负载生物质碳，然后通过浓硫酸磺化过程获得负载生物质碳固体酸。

优选的，凹凸棒土负载磺化生物质碳固体酸催化剂的合成过程最佳条件如下：等质量的凹凸棒土与葡萄糖分散在水中，搅拌均匀后将混合物转移到水热反应釜当中，200 ^oC水热碳化15 h，经反复过滤、洗涤、干燥，获得负载生物质碳，在浓硫酸的作用下磺化处理，产品经洗涤干燥获得最终的凹凸棒土负载磺化生物质碳固体酸催化剂。

本发明通过对催化剂的筛选，可以看到凹凸棒土负载磺化生物质碳催化剂对过氧乙酸合成的催化效果较好，使用这类耐水固体酸可以替代硫酸催化剂的使用，不仅提高生产效率，降低残留在产品中硫酸引发的二次反应及不良后果，而且可以消除过氧乙酸消毒剂产品中残留硫酸带来的对消毒目标物的腐蚀问题。同时该催化剂属于多相催化剂，反应结束后可以从反应体系分离和回收。本发明采用凹凸棒土负载磺化生物质碳为催化剂，以固定床或批次反应釜为反应器进行过氧乙酸消毒剂合成，并且该工艺路线尚未见文献报道。具体可按照以下步骤进行。

将凹凸棒土负载磺化生物质碳固体酸催化剂装入固定床反应器，催化剂床层保温在30-70度，优选40-60度，将反应物冰醋酸和过氧化氢水溶液以一定的比例恒速注入反应器，反应器出口收集的产物即为过氧乙酸溶液，加入1%的稳定剂即为过氧乙酸消毒剂产品。

上述的过氧化氢溶液的浓度为30-50%，冰醋酸与双氧水的体积流速比为1：1-1：5，混合反应物在反应器的停留时间为1-100 h^-1。

本发明所述的以凹凸棒土负载磺化生物质碳为催化剂，采用批次反应釜方式制备过氧乙酸消毒剂的方法，包括以下步骤：

将凹凸棒土负载磺化生物质碳固体酸催化剂与反应物混合，在反应釜中以批次反应方式进行，控制反应器温度为30-70度，优选40-60度，恒速机械搅拌反应一定的时间，反应结束后催化剂过滤后的产物，加入1%的稳定剂后即为过氧乙酸消毒剂产品。

上述的反应过程优选工艺如下：催化剂的加入量为总反应物质量比的2-10%，反应时间为2-24h。

在本发明优选的一个实施方案中，