中国无机盐协会过氧化物分会2010年会论文集 135 过氧乙酸的生产和应用前景 金栋,崔小明 (北京燕山石油化工公司研究院,北京102500) 摘要:过氧乙酸是由醋酸和过氧化氢为原料制备的一种化合物,具有广泛的用途。介绍过 氧乙酸的生产方法及其在食品、消毒等方面的应用情况,指出了今后的发展前景。 关键词:醋酸;过氧化氢;生产;应用 过氧乙酸(AA)别名过醋酸、过氧化乙酸、乙酰过氧化氢,是过氧有机酸中结构简单,合成容 易,相对稳定性较好的高活性、强氧化性有机酸。熔点 0.I。C,沸点 110,密度翻 51.226,折j01.3974,闪点 41 ,外观为无色液体,有强烈刺鼻气味,易溶于水、乙醇、乙醚和硫 过氧乙酸极不稳定,在20时就会爆炸;对人的眼睛、皮肤、黏膜和上呼吸道有强烈刺激 作用;浓 度大于 45%就具有爆炸性,遇热或在金属离子存在,或与还原剂接触,有引起燃烧爆炸 的危险。市 售商品过氧乙酸一般是 20%--,40%的溶液,即是考虑其稳定性与爆炸极限。过氧乙酸 的氧化能力高 于过氧化氢,作为杀菌消毒剂、氧化剂、环氧化剂时有其独特作用。由于其结构中活 性氧的存在, 在化学工业、医疗卫生及日常生活中具有广泛用途,尤其是作为有机合成中的环氧 化剂以及高效杀 菌剂,有其突出的优良性能,开发利用前景广阔。 过氧乙酸的合成方法1.1 醋酸氧化法合成过氧乙酸 以醋酸为原料,在双氧水作用下得到过氧乙酸。氧化反应通常在常 压或减压、常温下,液相中 进行,催化剂为硫酸或其他无机酸及离子交换树脂,反应方式有间歇和连续2 种。根据市场需要, 可通过调节 。02的起始浓度,生产不同浓度的过氧乙酸。 1947 年美国FMC 公司首先将该工艺工业化。该法在乙醛氧化法成为主流之前,是世界上唯 为困难。1962年,FMC 公司对此进行了改进,提出以5%~20%的HzS04 为催化剂,在36~60 下,采用35%---55%的H。02 与醋酸连续反应约30 min,再分离、精制成产品。该法 可使产品中杂 质大大减少,可用低浓度H。02 制取较高浓度的过氧乙酸,Hz 02 中活性氧利用率 达85%~90%, 催化剂可循环使用。该法具有设备简单、流程短、占地面积小、投资少以及操作 容易等优点,但原 料双氧水和醋酸价格较高。另外,也可用醋酐代替醋酸与双氧水反应制取过氧乙 酸,但须采取必要 的措施将反应热及时移走,副反应产生的二酰基过氧化物为易爆物,在反应热的 作用下,装置极易 发生爆炸。 作者简介:金栋(1969~),男,硕士,高级工程师,现主要从事技术开发工作。 136 中国无机盐协会过氧化物分会2010 年会论文集 林惠琼等考察过氧乙酸生产工艺中过氧化氢浓度、冰醋酸用量与不同稳定剂含量对产品稳定性 的影响。结果发现,当原料过氧化氢含量为280、350、500 时与双倍用量的冰醋酸反应,可分别生成最高浓度为157.5、192.0、292.0 的过氧乙酸,过氧乙酸浓度越高,贮存稳定性越差,产品中加入1 8一羟基喹啉或0.1%磷酸,可明显提高过氧乙酸的稳定性。王传虎等为研究过氧乙酸产品最佳配比和使用配制及储存条件,采用不同配比筛选和影响因素 观察的方法,在实验室进行了实验观察。结果,乙酸与过氧化氢质量比为 2:1 时,催化剂硫酸 综合条件下,产出过氧乙酸含量最高。 影响因素观察发现,温度升高可促使过氧乙酸分解速度加快,配制使用浓度的过氧乙酸稀释 用水以 双蒸水最好,过氧乙酸产品中加入2000 mg/L 8一羟基喹啉可明显提高过氧乙酸的稳定性。 郑晓兵等公开了一种过氧乙酸的生产方法专利。先将醋酸与27%浓度的双氧水按摩尔比1: 混合,并添加相当于反应物质量2%---5%的催化剂进行反应,催化剂采用3%浓度的苯磺酸或 98% 浓度的硫酸,反应温度为25---35,时间为1,--.3 h。然后采出水相,并收集过氧乙酸组分。 本方法 生产产品中过氧乙酸含量高,一般在 50%以上,可通过加水配制成不同浓度,在各行业使 用,原料 醋酸利用率高,生产安全性好,且生产得到的产品中不含硫酸,过氧乙酸的含量可通过提 高或降低 塔效进行调节。 Takeo Ohsakadeng 等新开发了一种电解法生产过氧乙酸的工艺。该工艺以醋酸或醋酸盐和含 氧气体为原料,用固体酸作催化剂,在电解池内合成过氧乙酸。这种工艺具有成本低廉的优点,应 用前景广阔。 乙酸与过氧化氢的平衡反应中生成过氧乙酸溶液,该平衡混合液中除过氧乙酸外,还含有乙 酸、过氧化氢、水和催化剂。如在“平衡过氧乙酸”中含有质量分数40%过氧乙酸、5%Hz 02、 40%乙酸、14 %水、1%硫酸,或含有 30 %过氧乙酸、5 。Oz、50%乙酸、15%水。由这些平衡 混合物可以制得不含乙酸、过氧化氢、催化剂或水的纯过氧乙酸溶液。 目前国内过氧乙酸平衡混合液产品浓度低、稳定性差,其改进主要是提高浓度和减少杂质含 量,改善稳定性以满足贮存和运输需要。提高过氧乙酸平衡混合液产品稳定度技术措施如下:使 用杂质含量尽量低的原料。