СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВЫСОКООЧИЩЕННОГО ДЕЗИНФИЦИРУЮЩЕГО СРЕДСТВА
METHOD OF PRODUCING HIGHLY PURIFIED DISINFECTANT

Предлагаемый способ относится к области полимерной органической химии, в частности к способу получения высокоочищенного дезинфицирующего средства, которое может быть использовано в качестве эффективного дезинфицирующего средства, применяемого в медицине, ветеринарии, при очистке сточных вод, а также в отраслях народного хозяйства, где используются биоцидные препараты.
Известен способ получения дезинфицирующего средства (см. описание к авторскому свидетельству Российской Федерации №1616898,  МПК C07C 279/00, A61L 2/16, опубл. 30.12.1990).
Известный способ основан на поликонденсации гексаметилендиамина (ГМДА) и гуанидин гидрохлорида (ГГХ), в результате чего получают конечный - продукт дезинфицирующее средство -  полигексаметиленгуанидин гидрохлорид (ПГМГ-ГХ) в твердой форме. Поликонденсацию осуществляют нагревом и равномерным введением расплава ГМДА в расплав ГГХ в соотношении 1:(0,85-0,95) в течение 2,5 ч, при этом смесь нагревают до температуры 180°C, а после окончания введения ГМДА температуру повышают до 240°C и поддерживают ее в течение 5 ч.
После выгрузки каждой партии готового продукта оборудование промывают, а промывочные воды сливают. Промывочные воды частично содержат в себе ПГМГ-ГХ, что приводит к загрязнению экологии.
Полученный известным способом ПГМГ-ГХ обладает малой бактериостатической активностью и высокой токсичностью вследствие загрязненности его ГМДА, являющимся токсичным веществом второго класса опасности.
Известен способ получения дезинфицирующего средства, принятый в качестве прототипа (см. описание изобретения к патенту Российской Федерации №2165268, МПК A61L 2/16, C08G 73/00, опубл. 20.04.2001).
Известный способ основан на поликонденсации ГМДА и ГГХ. В известном способе предварительно получают ГГХ путем взаимодействия хлорида аммония с дициандиамидом при нагревании. Поликонденсацию соли гуанидина с ГМДА осуществляют при нагревании в три ступени, нагревая при этом реакционную массу на первой ступени до температуры не выше 130°C, на второй - до температуры не выше 150°C и на третьей - до температуры не выше 180°C, реакцию омыления осуществляют при температуре не выше 60°C, а промывание основания осуществляют раствором хлорида щелочного металла, вводя в основание кислоты, и затем выделяют ПГМГ-ГХ в твердой форме.
В известном способе необходима многократная промывка оборудования, приводящая к образованию большого количества промывочных вод, попадающих в сточные воды, загрязняющие окружающую среду, что является основным недостатком известного способа. Сточные воды содержат в себе как сам продукт ПГМГ-ГХ, так и примеси, такие как: непрореагировавший ГМДА, являющийся высоколетучим и токсичным веществом, низкомолекулярные олигомеры и полимергомологи, которые менее токсичны, но ухудшающие качество готового продукта.
Получаемый ПГМГ-ГХ является эффективным полимерным биоцидом в отношении широкого спектра грамположительных и грамотрицательных бактерий, не образующим токсичных продуктов в воде, не инактивируется белками, легко разлагается ферментными системами человека, однако не обеспечивает уничтожение бактерий, имеющих гидрофобную липидно-восковую оболочку.
Технической задачей предлагаемого способа является извлечение высокоочищенного, концентрированного ПГМГ-ГХ большой молекулярной массы (порядка 20 000) из промывочных вод, сокращение количества и токсичности сточных вод, улучшение дезинфицирующих свойств и повышение выхода товарной продукции при производстве ПГМГ-ГХ в твердой форме, снижение себестоимости.
Техническая задача решается тем, что в способе получения высокоочищенного дезинфицирующего средства, содержащего полигексаметиленгуанидин гидрохлорид, используют промывочные воды от производства полигексаметиленгуанидин гидрохлорида в твердой форме, которые собирают, затем смешивают с 25%-ным раствором NaCl в соотношении 1:1 (раствор полигексаметиленгуанидина гидрохлорид с примесями:раствор NaCl) при постоянном перемешивании в течение 1 часа при температуре в пределах 50-60°C, затем перемешивание прекращают, охлаждают до температуры 5°C, осуществляя тем самым разделение на две части, при этом нижнюю часть сливают, нейтрализуют и отправляют на утилизацию, а верхнюю часть, содержащую до 60-70% полигексаметиленгуанидин гидрохлорида, дополнительно разбавляют до 50% водным раствором ЧАС до концентрации ЧАС не выше 5%.
Предлагаемый способ позволяет:
- получить для производства дезинфицирующего средства высокоочищенный раствор полигексаметиленгуанидин гидрохлорида высокой концентрации;
- сократить количество и токсичность сточных вод;
- увеличить выход продукции на единицу сырья при производстве полигексаметиленгуанидин гидрохлорида в твердой форме;
- обеспечить способность дезинфицирующего средства на основе полигексаметиленгуанидин гидрохлорида к уничтожению широкого спектра грамположительных и грамотрицательных бактерий, а также бактерий, имеющих гидрофобную липидно-восковую оболочку.
Заявляемый способ заключается в выделении высокоочищенного, концентрированного ПГМГ-ГХ из промывочных вод, получамых при производстве ПГМГ-ГХ в твердой форме. Промывочные воды используют многократно, в результате чего они накапливают ПГМГ-ГХ. После насыщения промывочной воды ПГМГ-ГХ качество промывки ухудшается, промывочные воды подают в аппарат, а для промывки оборудования подают порцию свежей воды.
Аппарат снабжен мешалкой, рубашкой нагрева-охлаждения и нижним сливом с делительным фонарем. В аппарат постепенно добавляют 25%-ный раствор NaCl при постоянном перемешивании в течение 1 часа. При этом температуру в аппарате поддерживают в пределах 50-60°C при помощи не острого пара. Затем перемешивание прекращают, а в рубашку аппарата подают охлаждающую жидкость из рассольной установки с температурой 5°C. При охлаждении происходит расслаивание содержимого аппарата на две части. Верхний слой содержит высокоочищенный водный раствор ПГМГ-ГХ для производства дезинфицирующего средства, в котором отсутствуют низкомолекулярные олигомеры и свободные амины, которые переходят в нижний слой раствора NaCl.
Нижний слой отделяют при помощи делительного фонаря, нейтрализуют 1%-ным раствором HCl до рН 5-6 и отправляют на утилизацию. Полученный очищенный раствор ПГМГ-ГХ верхнего слоя разбавляют до 50% (товарный продукт) водным раствором ЧАС (четвертичными аммониевыми солями), например КАТАПАВ CAS №61798-71-7 или KATHHOJ CAS № 85736-63-6. Разбавляют с таким расчетом, чтобы общее количество ЧАС в растворе не превышало 5%.
Пример
Промывочные воды, полученные в 10 циклах промывки оборудования при производстве ПГМГ-ГХ в твердой форме и состоящие из воды 3000 кг и 446,4 кг примесей, в количестве 3446,4 кг подают в аппарат, снабженный мешалкой, рубашкой нагрева-охлаждения и нижним сливом с делительным фонарем и затем постепенно добавляют 25%-ный раствор NaCl в соотношении 1:1 по весу (раствор ПГМГ-ГХ с примесями:раствор NaCl) при постоянном перемешивании в течение 1 часа. При этом температуру в аппарате поддерживают в пределах 50-60°C при помощи не острого пара. Затем перемешивание прекращают, а в рубашку аппарата подают охлаждающую жидкость из рассольной установки с температурой 5°C. При охлаждении происходит расслаивание содержимого аппарата на две части. Верхний слой содержит высокоочищенный водный раствор ПГМГ-ГХ для производства дезинфицирующего средства, в котором отсутствуют низкомолекулярные олигомеры и свободные амины, которые переходят в нижний слой раствора NaCl.
Нижний слой отделяют при помощи делительного фонаря, нейтрализуют 1%-ным раствором HCl до pH 5-6 и отправляют на утилизацию.
Далее производят измерение концентрации полученного очищенного раствора ПГМГ-ГХ верхнего слоя, которая может составлять 60-70%.
В зависимости от результатов измерения верхний слой в аппарате  вновь подогревают до 50-60°C и дополнительно разбавляют до 50% (товарный продукт) водным раствором ЧАС (четвертичными аммониевыми солями) КАТАПАВ CAS №61798-71-7. Разбавляют с таким расчетом, чтобы общее количество ЧАС в растворе не превышало 5%, необходимых для уничтожения дезинфицирующим средством бактерий, имеющих гидрофобную липидно-восковую оболочку.
Был проведен анализ состава полученных слоев, который приведен в таблице 1.
Таблица 1
pH
Товарный ПГМГ-ГХ
Суммарно примеси, включая NaCl
Вода
Итого
%
кг
%
кг
%
кг
%
кг
Верхний слой
7.9
69,90
0,05
30,05
100,00
352,10
0,25
151,37
503,72
Нижний слой
6.8
0,00
14,96
85,04
100,00
0,00
955,70
5433,46
6389,16
Как видно из таблицы 1, удалось получить 352,1 кг высокомолекулярного ПГМГ-ГХ (в пересчете на сухой продукт) высокой степени очистки (более 99%) и сконцентрировать раствор до 69,9%. Это позволило увеличить выход товарного продукта на единицу сырья на 4,7%.
Оставшийся нижний слой с рН 6,8 в количестве 6389,16 кг передают на утилизацию, что составляет 21% от прежнего количества сточных вод. Большая часть загрязнений переходит в нейтральные соединения, не представляющие большой угрозы окружающей среде.
Анализ состава промывочных вод при pH 10,5 приведен в таблице 2.
Таблица 2
ГГХ
ГМДА
Олигомеры и низкомолекулярные полимер гомологи
Товарный ПГМГ-ГХ
Неопределенные до 100%
Вода
Итого
%
1,31
0,16
0,80
10,45
0,23
87,05
100,00
кг
45,32
5,60
27,52
360,10
7,90
3000,00
3446,44