PL239740B1 - Szybkie wytwarzanie wodnych roztworow kwasu nadoctowego o podwyzszonej trwalosci - Google Patents
Szybkie wytwarzanie wodnych roztworow kwasu nadoctowego o podwyzszonej trwalosci Download PDFInfo
- Publication number
- PL239740B1 PL239740B1 PL432256A PL43225619A PL239740B1 PL 239740 B1 PL239740 B1 PL 239740B1 PL 432256 A PL432256 A PL 432256A PL 43225619 A PL43225619 A PL 43225619A PL 239740 B1 PL239740 B1 PL 239740B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- peracetic acid
- paa
- reaction
- solutions
- weight
- Prior art date
Links
- KFSLWBXXFJQRDL-UHFFFAOYSA-N Peracetic acid Chemical compound CC(=O)OO KFSLWBXXFJQRDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 128
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title description 10
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 46
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N Hydrogen peroxide Chemical compound OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 30
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 17
- 229960000583 acetic acid Drugs 0.000 claims description 16
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 13
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 claims description 8
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims description 7
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 5
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 5
- 239000012362 glacial acetic acid Substances 0.000 claims description 4
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims description 3
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims description 2
- 238000010791 quenching Methods 0.000 claims 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 36
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 7
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 6
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 5
- 239000012451 post-reaction mixture Substances 0.000 description 5
- 239000000047 product Substances 0.000 description 5
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 4
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 3
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 3
- 238000004587 chromatography analysis Methods 0.000 description 3
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 3
- 238000007865 diluting Methods 0.000 description 3
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 3
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 3
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 2
- 239000003377 acid catalyst Substances 0.000 description 2
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 2
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 2
- 239000012895 dilution Substances 0.000 description 2
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 2
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- ABLZXFCXXLZCGV-UHFFFAOYSA-N Phosphorous acid Chemical compound OP(O)=O ABLZXFCXXLZCGV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 238000010923 batch production Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 239000000645 desinfectant Substances 0.000 description 1
- 230000000249 desinfective effect Effects 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 150000002978 peroxides Chemical class 0.000 description 1
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 239000000376 reactant Substances 0.000 description 1
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 1
- FQENQNTWSFEDLI-UHFFFAOYSA-J sodium diphosphate Chemical compound [Na+].[Na+].[Na+].[Na+].[O-]P([O-])(=O)OP([O-])([O-])=O FQENQNTWSFEDLI-UHFFFAOYSA-J 0.000 description 1
- 229940048086 sodium pyrophosphate Drugs 0.000 description 1
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 description 1
- 238000004659 sterilization and disinfection Methods 0.000 description 1
- 239000011550 stock solution Substances 0.000 description 1
- 235000019818 tetrasodium diphosphate Nutrition 0.000 description 1
- 239000001577 tetrasodium phosphonato phosphate Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
Description
Opis wynalazku
Opis
Kwas nadoctowy (PAA) jest wydajnym i skutecznym środkiem dezynfekcyjnym. W praktyce stosowany jest w postaci wodnych roztworów o stężeniu PAA w zakresie od 0,001% do 35%. Kwas nadoctowy otrzymywany jest w reakcji kwasu octowego z nadtlenkiem wodoru. Proces produkcyjny polega na zmieszaniu wodnego roztworu kwasu octowego z wodnym roztworem nadtlenku wodoru. Oba surowce lepiej jest stosować w roztworach o dużych stężeniach tak dla przyspieszenia reakcji jak i dla uzyskania wysokich stężeń PAA w mieszaninie poreakcyjnej. Dla przyspieszenia reakcji jest ona katalizowana najczęściej dodatkiem kwasu mineralnego. PAA powstaje w reakcji (1):
CH3COOH + H2O2 ~ CH3COOOH + H2O (1)
Reakcja powstawania PAA nie przebiega do końca gdyż jest reakcją odwracalną i w środowisku reakcji osiąga ona stan równowagi chemicznej. W zależności od stężenia i proporcji użytych w reakcji substratów uzyskuje się produkt końcowy o różnym równowagowym stężeniu PAA. Poza PAA mieszanina poreakcyjna zawiera także nieprzereagowany nadtlenek wodoru i kwas octowy oraz wodę. Roztwory PAA dodatkowo można uzupełniać stabilizatorami, które hamują powolny, naturalny rozkład tak PAA jak i rozkład obecnego w roztworze nadtlenku wodoru. Do stabilizacji roztworów PAA stosuje się różne dodatki sekwestrujące takich jak pirofosforan sodu czy dodatki chelatujące. Zapewnienie wysokiej stabilności produktu jest ważne gdyż umożliwia jego dłuższe magazynowanie, transport na większe odległości od miejsca wytwarzania oraz dłuższy okres aplikowania zakupionej partii produktu bez utraty skuteczności działania dezynfekcyjnego. Handlowe roztwory PAA są to najczęściej roztwory albo o wyższym stężeniu albo rozcieńczone roztwory do bezpośredniej aplikacji o składzie korygowanym do określonych, zestandaryzowanych stężeń.
Do wytwarzania PAA można użyć różnych ilości substratów w różnych proporcjach. W rezultacie także różne mogą być później stężenia PAA oraz ilości nieprzereagowanych substratów w równowagowej mieszaninie poreakcyjnej. Pociąga to za sobą nadmierne i nieefektywne zużycie substratów na wytworzenie produktowego roztworu PAA. Pociąga to za sobą nadmierny koszt produktu poprzez zużywanie do jego jednostkowego wytworzenia nadmiernych ilości kwasu octowego i perhydrolu.
Przedmiotem wynalazku jest sposób wygodnego i szybkiego wytwarzania stabilnych roztworów PAA o stężeniu przynajmniej 15% nadających się do przedłużonego magazynowania i transportowania bez obserwowania w nich redukcji zawartości PAA.
Metoda wytwarzania PAA jest znana od dawna i polega na zmieszaniu roztworu kwasu octowego i perhydrolu. Przyspieszeniu reakcji sprzyja podwyższenie temperatury oraz zastosowanie katalizatorów kwasowych. W opisie US 5349083 przedstawiona jest metoda prowadzenia reakcji pomiędzy względnie rozcieńczonymi roztworami kwasu octowego i wody utlenionej a produktem końcowym jest względnie rozcieńczony roztwór PAA. Uzyskiwane roztwory PAA są niestabilne i zawarty w nich PAA ulega stopniowemu rozkładowi co prowadzi do utraty jego własności użytkowych. Z tego powodu w WO 1994015465 opisany jest sposób przygotowania osobno roztworów reagentów i mieszanie ich w różnych proporcjach w celu przygotowania roboczego roztworu PAA. W mieszaninie reagentów stosowanych do syntezy PAA stopniowo dochodzi do równowagi chemicznej w której ustalają się końcowe proporcje wszystkich składników takich roztworów. Aby skrócić czas syntezy PAA postuluje się w niektórych rozwiązaniach jak US 5,368,897 wykonanie przyspieszonej syntezy PAA wobec reagentów o podwyższonym stężeniu a następnie rozcieńczaniu mieszaniny reakcyjnej. Do rozcieńczania mieszaniny reakcyjnej proponowane jest wykorzystanie wody i/lub jej roztworów z kwasem octowym i wodą utlenioną jak w US 4,297,298. Aby zapewnić większą stabilność PAA w wytwarzanych roztworach zaleca się w US 0194735 rozcieńczanie będącego w równowadze stężonego roztworu PAA za pomocą odpowiednich roztworów dla osiągnięcia po zmieszaniu ponownie składu równowagowego. Metoda taka komplikuje proces produkcyjny i wymaga ścisłej kontroli aktualnych stężeń używanych roztworów. W US 5,349,084 także opisany jest sposób przygotowania rozcieńczonych roztworów PAA o maksymalnym stężeniu 12,5% wag. drogą rozcieńczania bardziej stężonych, wyjściowych roztworów PAA. Podobnie rozcieńczenie roztworu PAA przy użyciu wody, perhydrolu i kwasu octowego zalecane jest w US 5,977,403 gdzie zaleca się także na etapie syntezy PAA stosowanie podwyższonej temperatury a jako katalizatora użycie organicznego kwasu fosfoniowego. Po rozcieńczeniu wyjściowej mieszaniny reakcyjnej zalecane jest tam osiąganie molowej proporcji kwasu octowego do wody utlenionej równej 1,4:1,8.
PL 239 740 B1
W trakcie własnych badań nad syntezą kwasu nadoctowego (PAA) stwierdzono niespodziewanie, że bardzo wysoką prędkość reakcji powstawania PAA oraz wysoką stabilność otrzymanych roztworów uzyskuje się stosując do reakcji lodowaty kwas octowy wobec nadmiaru stężonego, 60% roztworu wody utlenionej (perhydrolu) ponad ilość stechiometryczną odpowiadającą ilości użytego do reakcji kwasu octowego. Dla bardziej efektywnego przyspieszenia reakcję syntezy PAA należy dodatkowo prowadzić w podwyższonej temperaturze i korzystnie wobec homogenicznego kwasowego katalizatora. Doskonale rolę katalizatora spełnia w mieszaninie reakcyjnej kwas siarkowy użyty w ilości maksymalnie do 1.0% wag. Niespodziewanie okazało się także że nadmiar wody utlenionej używanej dla przyspieszenia reakcji powstawania PAA zapewnia także poprawę stabilności roztworów o stężeniu 15% wag. PAA i dzięki temu roztwory te nadają się do wygodnego magazynowania w dłuższym okresie i do rozprowadzania do odbiorców gdzie mogą być dalej rozcieńczane wodą bezpośrednio przed użyciem do celów dezynfekcyjnych. Jednocześnie metoda wytwarzania PAA jest bardzo szybka a proces wytwarzania kończy się szybkim schłodzeniem mieszaniny reakcyjnej poprzez dodanie zimnej wody służącej jednocześnie do korekcji końcowego stężenia PAA. W tak prowadzonym procesie wytwarzania PAA do rozcieńczania mieszaniny reakcyjnej używana jest wyłącznie woda demineralizowana i/lub destylowana a nie wodne roztwory nadtlenku wodom i kwasu octowego wymagające wcześniejszego starannego i pracochłonnego przygotowania.
Sposób przygotowania handlowych roztworów 15% PAA przedstawiony jest na przykładach wykonania. W przykładzie 1 proces wytwarzania roztworu PAA jest procesem okresowym a w przykładzie 2 jest realizowany w sposób ciągły.
P r z y k ł a d 1
Do zaizolowanego termicznie reaktora ze stali nierdzewnej o objętości 0,85 m3 z mieszadłem wprowadzono mieszaninę 250 kg lodowatego kwasu octowego i 1,5 kg stężonego kwasu siarkowego zagrzaną wstępnie do 60°C a następnie 114 kg 60% roztwór perhydrolu zagrzanego wstępnie do temperatury 45°C przy włączonym mieszadle. Po upływie 5 minut przerwano reakcję dodając do reaktora 100 kg wody destylowanej o temperaturze 2,0°C przy włączonym mieszadle. W rezultacie w reaktorze uzyskano gotowy, końcowy roztwór PAA będący mieszaniną reagentów i produktów reakcji o temperaturze 38,6°C. Próbkę mieszaniny poreakcyjnej pobraną z reaktora poddano analizie na zawartość kwasu nadoctowego metodą chromatograficzną. Uzyskano wynik 15,1% wagowych kwasu nadoctowego.
P r z y k ł a d 2
Do zaizolowanego termicznie przepływowego mieszalnika statycznego ze stali nierdzewnej o objętości 50 dm3 wprowadzano w sposób ciągły kontrolowany strumień lodowatego kwasu octowego zawierający 0,4% wag. kwasu siarkowego zagrzanego wstępnie do 65°C z natężeniem 3 kg/min oraz strumień 60% perhydrolu zagrzany wstępnie do 47°C z natężeniem 5 kg/min. Mieszanina reakcyjna opuszczała mieszalnik statyczny łącznym strumieniem masowym 8 kg/min i przechodziła od razu do drugiego identycznego mieszalnika statycznego. Do drugiego mieszalnika statycznego wprowadzany był także strumień zimnej wody o temperaturze 3°C w ilości 1 kg/min. Produkt końcowy na wyjściu z drugiego mieszalnika miał temperaturę 42,1°C. Próbkę mieszaniny poreakcyjnej poddano badaniu na zawartość kwasu nadoctowego metodą analizy chromatograficznej. Uzyskano wynik 15,2% wagowych kwasu nadoctowego.
P r z y k ł a d 3
Ocena stabilności roztworów kwasu nadoctowego.
Aby ocenić stabilność uzyskiwanych roztworów kwasu nadoctowego w czasie pobrano jednocześnie do zamykanych naczyń szklanych próbki produktu z Przykładu 1 w ilości 6 sztuk o objętościach po ok. 0,5 dm3 każda i poddano je przyspieszonemu starzeniu. W tym celu próbki przetrzymywano w cieplarce w temperaturze 40°C i poddawano je kolejno oznaczaniu na zawartości kwasu nadoctowego. Analizę zawartości kwasu nadoctowego w próbkach wykonywano metodą chromatograficzną. Wyniki analiz przedstawiono w Tabeli 1.
PL 239 740 BI
Tabela 1
Zestawienie wyników
| Numer próbki | Czas przetrzymywania próbki w cścplarce, godziny | Początkowe stężenie kwasu nadoctowego w próbce, % wag. | Końcowe stężenie kwasu nadoctowego w próbce, % wag. |
| 1 | 2 | 153 | 15,1 |
| 2 | 24 | 15.1 | 15.0 |
| 3 | 47 | 15,1 | 15,0 |
| 4 | 71 | 15,! | 14,9 |
| 5 | 99 | 15,1 | 14,8 |
| 6 | 121 | 15,1 | 14,8 |
Wyniki potwierdziły wysoką stabilność roztworów kwasu nadoctowego wytworzonych nową metodą.
Claims (4)
- Zastrzeżenia patentowe1. Szybki sposób wytwarzania handlowego wodnego roztworu kwasu nadoctowego zawierającego przynajmniej 15% wag kwasu nadoctowego o dobrej stabilności, znamienny tym, że przygotowuje się go w reakcji zachodzącej podczas szybkiego zmieszania lodowatego kwasu octowego oraz nadmiaru w stosunku do ilości stechiometrycznej roztworu 60% perhydrolu wobec kwaśnego katalizatora w podwyższonej temperaturze a następnie gwałtowne przerwanie reakcji poprzez dodanie chłodnej wody destylowanej lub demineralizowanej.
- 2. Sposób wytwarzania handlowego wodnego roztworu kwasu nadoctowego zawierającego przynajmniej 15% wag kwasu nadoctowego o dobrej stabilności według zastrzeżenia 1, znamienny tym, że substraty miesza się ze sobą w temperaturze w zakresie od 40°C do 70°C. korzystnie w zakresie od 45°C do 65°C.
- 3. Szybki sposób wytwarzania handlowego wodnego roztworu kwasu nadoctowego zawierającego przynajmniej 15% wag kwasu nadoctowego o dobrej stabilności według zastrzeżenia 1, znamienny tym, że do reakcji używa się nadtlenku wodoru w formie 60% roztworu perhydrolu w takiej ilości, aby w mieszaninie reakcyjnej proporcja ilości moli wprowadzanego nadtlenku wodoru do ilości moli wprowadzanego kwasu octowego wynosiła od 4:1 do 1,2:1; korzystnie od 3:1 do 1,5:1.
- 4. Szybki sposób wytwarzania handlowego wodnego roztworu kwasu nadoctowego zawierającego przynajmniej 15% wag kwasu nadoctowego o dobrej stabilności według zastrzeżenia 1, znamienny tym, że do przerwania reakcji używa się zimnej wody destylowanej i/lub demineralizowanej o temperaturze w zakresie od 0°C do 15°C, korzystnie od 0°C do 6°C.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL432256A PL239740B1 (pl) | 2019-12-17 | 2019-12-17 | Szybkie wytwarzanie wodnych roztworow kwasu nadoctowego o podwyzszonej trwalosci |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL432256A PL239740B1 (pl) | 2019-12-17 | 2019-12-17 | Szybkie wytwarzanie wodnych roztworow kwasu nadoctowego o podwyzszonej trwalosci |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL432256A1 PL432256A1 (pl) | 2021-06-28 |
| PL239740B1 true PL239740B1 (pl) | 2022-01-03 |
Family
ID=76547860
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL432256A PL239740B1 (pl) | 2019-12-17 | 2019-12-17 | Szybkie wytwarzanie wodnych roztworow kwasu nadoctowego o podwyzszonej trwalosci |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| PL (1) | PL239740B1 (pl) |
-
2019
- 2019-12-17 PL PL432256A patent/PL239740B1/pl unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| PL432256A1 (pl) | 2021-06-28 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| AU663127B2 (en) | Stabilised peracid solutions | |
| DE1276634C2 (de) | Verfahren zur herstellung von gemischen oberflaechenaktiver verbindungen | |
| US5368867A (en) | Process for the accelerated production of stable solutions, in equilibrium, of peracetic acid in low concentrations | |
| DE69415353T2 (de) | Verfahren zur Herstellung von Maleinamidsäure | |
| CN101932559B (zh) | 将过酸溶液快速稀释成平衡的溶液 | |
| US9573893B2 (en) | Method for producing equilibrium peracetic acid and equilibrium peracetic acid obtainable by the method | |
| JPH034545B2 (pl) | ||
| KR20180099778A (ko) | 포타슘 티오설페이트 제조를 위한 산화 공정 | |
| KR20190027784A (ko) | 퍼카르복스시클릭산 용액의 연속적인 현장 제조를 위한 공정 및 그의 구현을 위한 장치 | |
| PL239740B1 (pl) | Szybkie wytwarzanie wodnych roztworow kwasu nadoctowego o podwyzszonej trwalosci | |
| NL2033888B1 (en) | Chlorine dioxide solution disinfectant used for prevention and control of african swine fever and usable in presence of livestock, preparation method and use thereof | |
| CN115316400A (zh) | 一种过硫酸氢钠复合盐及其制备方法 | |
| JPH06340617A (ja) | 安全な過酢酸組成物 | |
| CN114916558A (zh) | 一种生产次氯酸稳定的方法 | |
| US20090054686A1 (en) | Process for preparing concentrated solutions of salts of organic acids | |
| CN105646192B (zh) | 一种乙酰氯脱色方法 | |
| TR2022010235A2 (tr) | Katilaştirilmiş hi̇drojen peroksi̇t sentez yöntemi̇ | |
| KR20200089664A (ko) | 식품 첨가물로서 사용되는 과아세트산 조성물의 제조 방법 | |
| Martiryan et al. | Synthesis and Analysis of Sodium Tripolyphosphate Peroxo Solvate | |
| TW202513538A (zh) | 脫色內烯烴磺酸鹽組合物之製造方法 | |
| Martiryan et al. | Peroxosolvates of Magnesium and Zinc Silicates. Obtaining, structure and stability studies | |
| JP2000086623A (ja) | 過酢酸水溶液の製造方法 | |
| RU1467932C (ru) | Способ получени пероксогидрата фторида кали | |
| PL429462A1 (pl) | Sposób otrzymywania nadkwasu n-dekadowego | |
| DE972837C (de) | Verfahren zum Sulfonieren von Kohlenwasserstoffen |