一种制备过氧乙酸消毒剂的方法技术

本发明专利技术公开了一种制备过氧乙酸消毒剂的方法，以冰醋酸和过氧化氢为原料，凹凸棒土强化聚苯乙烯树脂固体酸为催化剂，通过液固相催化反应直接制备过氧乙酸消毒剂。本发明专利技术所公开的过氧乙酸多相催化新工艺，用此方法生产的过氧乙酸消毒剂不含浓硫酸，在工厂集中化实现过氧乙酸高浓度生产，消除了传统生产储存过程中安全隐患，而且产品使用过程对材料表面无腐蚀，是一种满足过氧乙酸消毒剂工业化需求，实用性很强的新方法。

【技术实现步骤摘要】
一种制备过氧乙酸消毒剂的方法
本专利技术属于化工领域，涉及一种制备过氧乙酸消毒剂的方法，具体以凹凸棒土强化聚苯乙烯树脂固体酸为催化剂，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
技术介绍
过氧乙酸作为一种广谱、高效、速效、分解产物无毒无害无残留的环保型消毒剂，对各种微生物，包括真菌、细菌、芽孢和病毒都有杀灭作用，其液体和气体都具有很强的杀菌能力，加上价格较低，故被广泛用于食品、药品、医疗器械等行业的消毒。近年来，过氧乙酸在我国食品加工机械和医疗器械消毒杀菌方面取得了较大的发展。限制过氧乙酸消毒剂在食品加工机械和医疗器械消毒、杀菌应用的一个重要原因，是由于过氧乙酸具有较强的腐蚀性，从而限制了其进一步推广和应用。而传统的过氧乙酸消毒剂生产以浓硫酸为催化剂，残留的浓硫酸不仅引起消毒目的物的腐蚀，而且由于残留在产品体系中的浓硫酸可催化过氧乙酸的合成与分解反应，导致了产品储存与运输过程容易发生泄漏爆炸等事故。专利201410216038.2中公开了一种使用酸性阳离子交换树脂、或全氟磺酸树脂或固载硫酸为催化剂，连续化合成过氧乙酸的方法。但固载硫酸存在着易流失失活，流失的硫酸根进入过氧乙酸产品，没有从根本上解决硫酸带来的问题。阳离子交换树脂或全氟磺酸树脂在过氧乙酸合成过程的强氧化性环境下容易溶胀失活。本专利技术公开了一种凹凸棒土强化磺化聚苯乙烯树脂固体酸催化剂用于过氧乙酸合成工艺，采用批次反应或固定床连续合成工艺，从根本上解决了树脂催化剂在强氧化性环境下的稳定性、固载硫酸容易流失等问题。
技术实现思路
本专利技术需要解决的技术问题在于，传统合成方法体系中，浓硫酸残留，阳离子交换树脂或全氟磺酸树脂易溶胀等。为了解决该技术问题，本专利技术提供了一种制备过氧乙酸消毒剂的方法。该方法以凹凸棒土强化磺化聚苯乙烯树脂固体酸为催化剂，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。本专利技术所述的凹凸棒土强化磺化聚苯乙烯树脂固体酸催化剂是以硅烷偶联剂改性的凹凸棒土为稳定剂，通过Pickering乳液聚合方法获得凹凸棒土强化的聚苯乙烯树脂微球，在浓硫酸的磺化作用下，获得凹凸棒土强化磺化聚苯乙烯树脂固体酸催化剂。具体的，本专利技术方案为：一种制备过氧乙酸消毒剂的方法，以冰醋酸和过氧化氢溶液为原料，通过固定床连续反应器，多相催化制备过氧乙酸消毒剂，其中，该方法使用的催化剂为凹凸棒土强化磺化聚苯乙烯树脂固体酸，以固定床连续反应方式进行。本专利技术所述的方法，其中，所述固定床连续反应方式包括如下步骤:将凹凸棒土强化磺化聚苯乙烯树脂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恒速注入反应器，通过调节流速，使得所述的冰醋酸和过氧化氢的混合溶液在固定床反应器中的反应时间为1-10h，反应器出口收集的产物即为过氧乙酸消毒剂产品。本专利技术所述的方法，其中，所述过氧化氢水溶液浓度为30-50％。本专利技术所述的方法，其中，冰醋酸与双氧水的体积流速比为1：1-1：5。一种制备过氧乙酸消毒剂的方法，以冰醋酸和过氧化氢溶液为原料，通过釜式反应器，多相催化制备过氧乙酸消毒剂，其中，该方法使用的催化剂为凹凸棒土强化磺化聚苯乙烯树脂固体酸，以批次反应方式进行。本专利技术所述的方法，其中，催化剂的加入量为总反应物质量比的2-10％。本专利技术所述的方法，其中，所述批次反应的时间为2-24h。本专利技术所述的凹凸棒土强化磺化聚苯乙烯树脂固体酸，其制备方法为，以硅烷偶联剂改性的凹凸棒土为稳定剂，通过Pickering乳液聚合方法获得凹凸棒土强化的聚苯乙烯树脂微球，在浓硫酸的磺化作用下，获得凹凸棒土强化磺化聚苯乙烯树脂固体酸催化剂。在本专利技术优选的一个实施方案中，将30-50目的凹凸棒土强化磺化聚苯乙烯树脂固体酸催化剂2g装入管式固定床反应器的恒温段，其余部分用石英砂填充。在体积空速为3h-1的氮气流速下将催化剂床层恒温至40度，然后将浓度为30％过氧化氢水溶液与冰醋酸通过恒流泵分别注入系统，冰醋酸的质量空速为1.2h-1，过氧化氢的质量空速为0.8h-1，反应物料通过三通接头混合后进入反应器，反应后的混合物收集。本专利技术的有益效果在于：通过筛选，获得了用于催化的凹凸棒土强化磺化聚苯乙烯树脂固体酸催化剂。该催化剂催化效果较好，过氧乙酸的浓度高达25％使用无机纳米材料增强的磺化聚苯乙烯树脂催化剂，可以替代传统的浓硫酸催化剂，使得过氧乙烯消毒剂中无浓硫酸残留，不仅消除了过氧乙酸消毒剂产品储存运输过程中安全隐患，而且消除了传统过氧乙酸消毒剂使用过程中的强腐蚀性，从而可以使过氧乙酸消毒剂应用于更为广阔的领域。同时，该催化剂属于多相催化剂，反应完成后，可以从反应体系中分离和回收，可以循环多次使用，获得更为优越的经济效益。本专利技术采用凹凸棒土强化磺化聚苯乙烯树脂固体酸为催化剂，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。附图说明图1实施例6凹凸棒土强化磺化聚苯乙烯树脂固体酸催化剂循环稳定性。具体实施方式实施例1将30-50目的凹凸棒土强化磺化聚苯乙烯树脂固体酸催化剂2g装入管式固定床反应器的恒温段，其余部分用石英砂填充。在体积空速为3h-1的氮气流速下将催化剂床层恒温至40度，然后将浓度为30％过氧化氢水溶液与冰醋酸通过恒流泵分别注入系统，冰醋酸的质量空速为1.2h-1，过氧化氢的质量空速为0.8h-1，反应物料通过三通接头混合后进入反应器，反应后的混合物收集，经浓度测试，过氧乙酸浓度可达到20.85％。实施例2将30-50目的凹凸棒土强化磺化聚苯乙烯树脂固体酸催化剂2g装入管式固定床反应器的恒温段，其余部分用石英砂填充。在体积空速为3h-1的氮气流速下将催化剂床层恒温至60度，然后将浓度为30％过氧化氢水溶液与冰醋酸通过恒流泵分别注入系统，冰醋酸的质量空速为2.0h-1，过氧化氢的质量空速为1.5h-1，反应物料通过三通接头混合后进入反应器，反应后的混合物收集，经浓度测试，过氧乙酸浓度可达到19.63％。实施例3将30-50目的凹凸棒土强化磺化聚苯乙烯树脂固体酸催化剂2g装入管式固定床反应器的恒温段，其余部分用石英砂填充。在体积空速为3h-1的氮气流速下将催化剂床层恒温至60度，然后将浓度为50％过氧化氢水溶液与冰醋酸通过恒流泵分别注入系统，冰醋酸的质量空速为5.0h-1，过氧化氢的质量空速为3.0h-1，反应物料通过三通接头混合后进入反应器，反应后的混合物收集，经浓度测试，过氧乙酸浓度可达到22.76％。实施例4将30-50目的凹凸棒土强化磺化聚苯乙烯树脂固体酸催化剂2g装入圆底烧瓶，加入冰醋酸60ml，浓度为30％的过氧化氢水溶液40ml，磁力搅拌混合均匀，反应维持在40度下进行，反应结束后将催化剂过滤，即得过氧乙酸产品，经浓度测试，反应24小时，过氧乙酸浓度可达到19.48％。实施例5将30-50目的凹凸棒土强化磺化聚苯乙烯树脂固体酸催化剂2g装入圆底烧瓶，加入冰醋酸60ml，浓度为50％的过氧化氢水溶液40ml，磁力搅拌混合均匀，反应维持在60度下进行，反应结束后将催化剂过滤，即得过氧乙酸产品，经浓度测试，反应24小时，过氧乙酸浓度可达到25.37％。实施例6将30-50本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制备过氧乙酸消毒剂的方法，以冰醋酸和过氧化氢溶液为原料，通过固定床连续反应器，多相催化制备过氧乙酸消毒剂，其特征在于，该方法使用的催化剂为凹凸棒土强化磺化聚苯乙烯树脂固体酸，以固定床连续反应方式进行。

【技术特征摘要】
1.一种制备过氧乙酸消毒剂的方法，以冰醋酸和过氧化氢溶液为原料，通过固定床连续反应器，多相催化制备过氧乙酸消毒剂，其特征在于，该方法使用的催化剂为凹凸棒土强化磺化聚苯乙烯树脂固体酸，以固定床连续反应方式进行。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述固定床连续反应方式包括如下步骤:将凹凸棒土强化磺化聚苯乙烯树脂固体酸催化剂装入固定床反应器，催化剂床层保温在40-60度，将反应物冰醋酸和过氧化氢水溶液以恒速注入反应器，通过调节流速，使得所述的冰醋酸和过氧化氢的混合溶液在固定床反应器中的反应时间为1-10h，反应器出口收集的产物即为过氧乙酸消毒剂产品。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述过氧化氢水溶液浓度为30-50%。4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，冰醋酸与双氧水的体积流速比为1：1-1：...

【专利技术属性】
技术研发人员：余定华，李霜，胡燚，
申请(专利权)人：新沂肽科生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32