RU2657432C2 - Способ генерирования диоксида хлора - Google Patents

Способ генерирования диоксида хлора Download PDF

Info

Publication number
RU2657432C2
RU2657432C2 RU2015152064A RU2015152064A RU2657432C2 RU 2657432 C2 RU2657432 C2 RU 2657432C2 RU 2015152064 A RU2015152064 A RU 2015152064A RU 2015152064 A RU2015152064 A RU 2015152064A RU 2657432 C2 RU2657432 C2 RU 2657432C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
chlorine dioxide
mass fraction
sodium
solution
sodium chlorite
Prior art date
Application number
RU2015152064A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2015152064A (ru
Inventor
Елена Александровна Ивлева
Евгений Валерьевич Головин
Марат Рамильевич Баймуратов
Юрий Николаевич Климочкин
Original Assignee
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Самарский государственный технический университет"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Самарский государственный технический университет" filed Critical федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Самарский государственный технический университет"
Priority to RU2015152064A priority Critical patent/RU2657432C2/ru
Publication of RU2015152064A publication Critical patent/RU2015152064A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2657432C2 publication Critical patent/RU2657432C2/ru

Links

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L2/00—Methods or apparatus for disinfecting or sterilising materials or objects other than foodstuffs or contact lenses; Accessories therefor
    • A61L2/16—Methods or apparatus for disinfecting or sterilising materials or objects other than foodstuffs or contact lenses; Accessories therefor using chemical substances
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L2/00—Methods or apparatus for disinfecting or sterilising materials or objects other than foodstuffs or contact lenses; Accessories therefor
    • A61L2/16—Methods or apparatus for disinfecting or sterilising materials or objects other than foodstuffs or contact lenses; Accessories therefor using chemical substances
    • A61L2/22—Phase substances, e.g. smokes, aerosols or sprayed or atomised substances

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Agricultural Chemicals And Associated Chemicals (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Abstract

Изобретение относится к области медицины, конкретно к дезинфекции, и может быть применено для дезинфекции изделий медицинского назначения, помещений, предметов ухода за больными, лабораторной посуды при инфекциях бактериальной, вирусной и грибковой этиологии в учреждениях лечебного профиля, на предприятиях общественного питания, коммунальных объектах. Описан диоксид хлора, который благодаря своим уникальным дезинфицирующим свойствам и хорошей растворимости в воде, используется для обеззараживания питьевой воды. Описан способ генерирования диоксида хлора, который основан на взаимодействии растворов хлорита натрия и лимонной кислоты в присутствии 2,2'-дипиридила и ацетилацетоната ванадила (IV). Способ генерирования диоксида хлора является более простым в техническом отношении, экономически более эффективным. 5 пр.

Description

Изобретение относится к области дезинфекции и может быть применено для дезинфекции изделий медицинского назначения, помещений, предметов ухода за больными, лабораторной посуды при инфекциях бактериальной, вирусной и грибковой этиологии в учреждениях лечебного профиля, на предприятиях общественного питания, коммунальных объектах.
Диоксид хлора, благодаря своим уникальным дезинфицирующим свойствам и хорошей растворимости в воде, используется для обеззараживания питьевой воды в составе дезинфицирующих средств для обработки медицинских приборов и помещений. При этом, в отличие от использования хлора, при обработке воды не образуется токсичных продуктов хлорирования [С. Baird, М. Cann, EnvironmentalChemistry, 3rd ed., NewYork, 2005].
Существующие методы генерирования диоксида хлора можно классифицировать по использованию исходных неорганических солей на хлоратный и хлоритный методы.
В основе хлоратного метода генерирования лежит использование водного раствора хлората натрия. Диоксид хлора может быть получен из хлората натрия с использованием различных восстанавливающих реагентов. Например, в патентах RU 2268241, WO 20060624554, WO 2007117205, US 20070237708, US 20050084429, US 5091166, US 5091167, US 5366714, RU 2527513, RU 2477255, RU 2519087, RU 2562997, RU 2304558 генерирование диоксида хлора осуществляется под действием перекиси водорода и серной кислоты согласно следующему уравнению реакции:
6NaClO3+3H2O2+4H2SO4=6ClO2+2Na3H(SO4)2+2H2O+O2
Согласно патентным источникам ЕР 0057145, ЕР 0746770, RU 2188791, RU 2069167, генерирование диоксида хлора осуществляется взаимодействием хлората натрия, хлорида натрия и серной кислоты:
2NaClO3+2NaCl+2H2SO4=2ClO2+2Na2SO4+2H2O+Cl2
В качестве восстановителя также может быть использован хлороводород (патенты ЕР 0057145, ЕР 0515767):
2NaClO3+4HCl=2ClO2+2NaCl+2H2O+Cl2
Существенным недостатком хлоратного метода генерирования является использование агрессивных реагентов. Данные методы широко распространены в промышленном производстве диоксида хлора.
Генерирование диоксида хлора из водных растворов хлорита натрия возможно несколькими способами:
- действием газообразного хлора;
- взаимодействием с гипохлоритом натрия и соляной кислотой;
- под действием органических и неорганических кислот;
- взаимодействием с персульфатом натрия и др.
Метод генерирования диоксида хлора под действием газообразного хлора описывается уравнением:
2NaClO2+Cl2=2ClO2+2NaCl
Данный способ относится к промышленным методам генерирования (патенты AU 68569, ЕР 0519152, ЕР 1370715, US 2043284, US 4590057).
В патентах US 2010135894, US 4247531, US 5616347, US 20150065403 генерирование диоксида хлора осуществляется взаимодействием хлорита натрия с гипохлоритом натрия и соляной кислотой. Первоначально протекает реакция ионного обмена между соляной кислотой и гипохлоритом натрия с образованием хлорноватистой кислоты и хлорида натрия:
NaClO+HCl=HClO+NaCl
Образовавшаяся хлорноватистая кислота далее взаимодействует с хлоритом натрия с образованием диоксида хлора:
HClO+HCl+2NaClO2=2ClO2+2NaCl+H2O
Общее уравнение реакции выглядит следующим образом:
HCl+NaClO+2NaClO2=2ClO2+3NaCl+H2O
Имеется большое количество публикаций по генерированию диоксида хлора под действием органических и неорганических кислот. В качестве неорганических кислот широко используется соляная кислота (патенты US 2010135894, US 4292292, US 4247531, ЕР 0519152, ЕР 0119686, WO 2010126548) и серная кислота (US 7407642, WO 2010126548, US 2012183469, KR 20120105477, US 2007212292, RU 2519108), реже ортофосфорная кислота (US 2009324746) и азотная кислота (US 6284152). При этом в случае ортофосфорной кислоты реакцию проводят в присутствии тиосульфата натрия. Общая схема реакции выглядит следующим образом:
4Н++5NaClO2=4ClO2+NaCl+2H2O+Na+
В качестве органических кислот чаще всего используют лимонную кислоту (US 4689169, WO 2006068743, WO 2005104703, US 2010074813, US 2008067470, KR 20120094226, EP 1817100, EP 2262372, US 6479037, US 2006216223). В ряде патентных источников указано, что генерирование диоксида хлора может быть осуществлено сразу под действием нескольких кислот, например, в патенте KR 20090132993 используется смесь уксусной, лимонной и молочной кислот. В патенте ЕР 1644051 генерирование осуществляется смесью лимонной, сорбиновой и борной кислотами. Имеются данные по сочетанному использованию (одновременно) органической и неорганической кислот - ортофосфорной и аскорбиновой, лимонной и гликолевой (патент US 20090324746).
В большом количестве вышеупомянутых патентных источников имеются данные об использовании широкого спектра органических кислот для генерирования диоксида, таких как муравьиная, борная, винная, уксусная, малеиновая, адипиновая, малоновая, глутаровая, валериановая, щавелевая, изовалериановая, энантовая, пеларгоновая и другие кислоты. Имеются фрагментарные данные об использовании молочной кислоты (патент СА 959238) и сульфоновых кислот (патент ЕР 287074). В патенте US 20060216223 имеются данные о возможном использовании аминосульфоновой, щавелевой, бромуксусной, хлоруксусной, малеиновой, винной и дихлоризоциануровой кислот. Еще одним способом получения диоксида хлора является взаимодействие хлорита натрия с октановой кислотой (патент WO 2009117581).
Диоксид хлора может быть генерирован из хлорита натрия под действием уксусного ангидрида.
2NaClO2+Ac2O+H2O=ClO2+NaCl+AcOH+AcO-Na+
В патенте US 4504442 диоксид хлора получают взаимодействием хлорита натрия и персульфата калия. Реакцию проводят в инертной атмосфере. Похожий способ представлен в патенте US 2006216223; для генерирования используют также персульфат натрия:
2NaClO2+K2S2O8=2ClO2+2K2SO4
2NaClO2+Na2S2O8=2ClO2+2Na2SO4
В этом же патенте указан способ получения диоксида хлора из гидросульфата натрия, либо гидросульфата калия:
5NaClO2+KHSO4=4ClO2+2K2SO4+2Na2SO4+NaCl+2H2O
5NaClO2+NaHSO4=4ClO2+4Na2SO4+NaCl+2H2O
В патенте US 2011024367 диоксид хлора генерируют из хлорита натрия под действием персульфата натрия и перекиси водорода.
Метод генерирования диоксида хлора, описанный в патенте US 2007081919, основан на смешении хлорита натрия, натриевой соли дихлоризоциануровой кислоты, бисульфита натрия, хлорида магния и хлорида натрия. Смесь твердых продуктов растворяют в воде и наблюдают образование диоксида хлора с помощью УФ-спектрометрии.
Диоксид хлора также может быть генерирован электролизом водных растворов хлорита и хлорида натрия (патент JP 1866). Электрохимические методы используют прямое окисление хлорит-аниона в диоксид хлора в результате одноэлектронного процесса и требуют значительных затрат электрической энергии.
По стоимостным характеристикам хлорит натрия уступает хлорату натрия, при этом хлорат натрия зачастую используется в качестве предшественника для генерирования диоксида хлора в крупномасштабном производстве, например, в бумажной промышленности для беления и делигнификации целлюлозы. Хлорит натрия, несмотря на его более высокую стоимость, также достаточно часто используется в качестве предшественника для генерирования диоксида хлора из-за относительной легкости преобразования.
Задачей настоящего изобретения является усовершенствование существующих методов генерирования диоксида хлора.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому способу методом является пример генерирования диоксида хлора из хлорита натрия под действием смеси растворов молибдата натрия, лимонной, борной и сорбиновой кислот, а также компонентов, обеспечивающих постоянство pH системы (патент US 20100314267). Существенными недостатками этого способа являются необходимость использования смеси трех кислот, что существенно увеличивает стоимостные характеристики продукции. При этом концентрация образующегося диоксида хлора в водном растворе составляет 200-300 мг/л.
Технический результат изобретения является более простым в техническом отношении, экономически более эффективным методом генерирования диоксида хлора.
Технический результат достигается тем, что генерирование диоксида хлора осуществляется путем смешения растворов хлорита натрия и лимонной кислоты в присутствии 2,2'-дипиридила в растворе хлорита натрия в массовом соотношении 0,10-1,00% и ацетилацетоната ванадила в растворе лимонной кислоты в массовом соотношении 0,10-1,00%.
Концентрация образующегося диоксида хлора в водном растворе составляет 300-350 мг/л.
Растворы включают ингредиенты в следующих массовых соотношениях:
Раствор хлорита натрия:
хлорит натрия - 2,10
2,2'-дипиридил - 0,10-1,00
вода - остальное.
Раствор лимонной кислоты:
лимонная кислота - 5,00
ацетилацетонат ванадила - 0,10-1,00
ортофосфорная кислота - 1,70
глицерин - 0,80
бензотриазол - 0,16
Основные отличительные признаки предлагаемого способа можно сформулировать следующим образом:
1. Увеличение концентрации образующегося диоксида хлора в водном растворе по сравнению с прототипом.
2. Малая экологическая нагрузка. Продукт является биологически разлагающимся.
Выполнение способа
Рабочий раствор диоксида хлора готовят в емкости из любого материала путем смешивания растворов хлорита натрия и лимонной кислоты. После смешения образующийся раствор приобретает желтый цвет.
Определение массовой доли диоксида хлора в рабочем растворе
В мерную колбу объемом 50 мл добавить 10 мл 10%-ной серной кислоты. Добавить 1 мл 10%-ного водного раствора йодида калия в колбу с серной кислотой и перемешать. К полученной смеси добавить 2 мл приготовленного рабочего раствора диоксида хлора - раствор должен стать коричневым. В бюретку добавить 0.1 N раствор тиосульфата натрия. Титровать полученный раствор тиосульфатом натрия до точки обесцвечивания.
Массовую долю диоксида хлора (X) вычисляют по формуле:
Figure 00000001
,
где
V1 - объем раствора тиосульфата натрия, пошедшего на титрование, мл;
1,35 - коэффициент пересчета;
V2 - объем тестируемого средства, мл.
Результат рассчитывают в мг диоксида хлора на литр, который эквивалентен 1 ppm.
Пример 1
Раствор хлорита натрия - объем 10 мл
Массовая доля хлорита натрия - 2,10%
Массовая доля 2,2'-дипиридила - 1,00%
Раствор лимонной кислоты - объем 10 мл
Массовая доля лимонной кислоты - 5,00%
Массовая доля ацетилацетоната ванадила - 1,00%
Массовая доля фосфорной кислоты - 1,70%
Массовая доля глицерина - 0,80%
Массовая доля бензотриазола - 0,16%
Концентрация диоксида хлора в рабочем растворе составляет 320-330 ppm.
Пример 2
Раствор хлорита натрия - объем 10 мл
Массовая доля хлорита натрия - 2,10%
Массовая доля 2,2'-дипиридила - 0,50%
Раствор лимонной кислоты - объем 10 мл
Массовая доля лимонной кислоты - 5,00%
Массовая доля ацетилацетоната ванадила - 0,50%
Массовая доля фосфорной кислоты - 1,70%
Массовая доля глицерина - 0,80%
Массовая доля бензотриазола - 0,16%
Концентрация диоксида хлора в рабочем растворе составляет 340-350 ppm.
Пример 3
Раствор хлорита натрия - объем 10 мл
Массовая доля хлорита натрия - 2,10%
Массовая доля 2,2'-дипиридила - 0,75%
Раствор лимонной кислоты - объем 10 мл
Массовая доля лимонной кислоты - 5,00%
Массовая доля ацетилацетоната ванадила - 0,75%
Массовая доля фосфорной кислоты - 1,70%
Массовая доля глицерина - 0,80%
Массовая доля бензотриазола - 0,16%
Концентрация диоксида хлора в рабочем растворе составляет 330-340 ppm.
Пример 4
Раствор хлорита натрия - объем 10 мл
Массовая доля хлорита натрия - 2,10%
Массовая доля 2,2'-дипиридила - 0,25%
Раствор лимонной кислоты - объем 10 мл
Массовая доля лимонной кислоты - 5,00%
Массовая доля ацетилацетоната ванадила - 0,25%
Массовая доля фосфорной кислоты - 1,70%
Массовая доля глицерина - 0,80%
Массовая доля бензотриазола - 0,16%
Концентрация диоксида хлора в рабочем растворе составляет 320-330 ppm.
Пример 5
Раствор хлорита натрия - объем 10 мл
Массовая доля хлорита натрия - 2,10%
Массовая доля 2,2'-дипиридила - 0,10%
Раствор лимонной кислоты - объем 10 мл
Массовая доля лимонной кислоты - 5,00%
Массовая доля ацетилацетоната ванадила - 0,10%
Массовая доля фосфорной кислоты - 1,70%
Массовая доля глицерина - 0,80%
Массовая доля бензотриазола - 0,16%
Концентрация диоксида хлора в рабочем растворе составляет 300-310 ppm.

Claims (1)

  1. Способ генерирования диоксида хлора, заключающийся в смешении водного раствора хлорита натрия, взятого в количестве 2,10 мас.%, содержащего 2,2-дипиридил, взятый в количестве 0,10-1,00 мас.%, и раствора лимонной кислоты, взятой в количестве 5,00 мас.%, содержащего ацетилацетонат ванадила, взятый в количестве 0,10-1,00 мас.%, ортофосфорную кислоту, взятую в количестве 1,70 мас.%, глицерин, взятый в количестве 0,80 мас.%, бензотриазол, взятый в количестве 0,16 мас.%, вода - остальное.
RU2015152064A 2015-12-04 2015-12-04 Способ генерирования диоксида хлора RU2657432C2 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015152064A RU2657432C2 (ru) 2015-12-04 2015-12-04 Способ генерирования диоксида хлора

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015152064A RU2657432C2 (ru) 2015-12-04 2015-12-04 Способ генерирования диоксида хлора

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2015152064A RU2015152064A (ru) 2017-06-08
RU2657432C2 true RU2657432C2 (ru) 2018-06-13

Family

ID=59031620

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015152064A RU2657432C2 (ru) 2015-12-04 2015-12-04 Способ генерирования диоксида хлора

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2657432C2 (ru)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100314267A1 (en) * 2004-09-07 2010-12-16 Tristel Plc Decontamination system
RU2569761C2 (ru) * 2014-03-04 2015-11-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Самарский государственный технический университет" Дезинфицирующая композиция
EA022155B1 (ru) * 2010-02-05 2015-11-30 Сипка Инк. Система и способ получения диоксида хлора

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100314267A1 (en) * 2004-09-07 2010-12-16 Tristel Plc Decontamination system
EA022155B1 (ru) * 2010-02-05 2015-11-30 Сипка Инк. Система и способ получения диоксида хлора
RU2569761C2 (ru) * 2014-03-04 2015-11-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Самарский государственный технический университет" Дезинфицирующая композиция

Also Published As

Publication number Publication date
RU2015152064A (ru) 2017-06-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4062636B2 (ja) 生物致死剤溶液の調製および使用
US5380518A (en) Method for the production of chlorine dioxide
KR101098782B1 (ko) 살균제로서 사용하는 아염소산을 포함하는 수용액의 제조방법
CN110040688B (zh) 一种二氧化氯稳定溶液的制备方法
JP2014530169A (ja) 水を二酸化塩素で処理する改善された方法
JP6808201B2 (ja) 弱酸性次亜塩素酸水の製造方法
WO2019225599A1 (ja) 弱酸性次亜塩素酸水溶液の製造方法
JPWO2008072388A1 (ja) 水溶液、水溶液中の残留塩素の寿命を長くする方法
JP2012525315A (ja) 二酸化塩素の生成
RU2679261C2 (ru) Способ генерирования диоксида хлора
JP2019202907A (ja) 弱酸性次亜塩素酸水の製造方法
JP2007031374A (ja) 殺菌消毒液の製造方法
RU2657432C2 (ru) Способ генерирования диоксида хлора
JP2019194159A (ja) 結合塩素化合物の生成方法
JP2014148526A (ja) 殺菌消毒液の製造方法
WO2019106387A1 (en) Improvements relating to hypochlorous acid
KR100738987B1 (ko) 선박 밸러스트수 처리를 위한 해수에서의 아염소산염과염소를 이용한 이산화염소 제조 장치 및 방법
CN117295682A (zh) 过氧化氯自由基以及其制法、组合物、定量方法和用途
CN115363025A (zh) 一种高效稳定次氯酸钠消毒液及其配制方法
Tsai et al. Efficiency and mechanisms of chlorine dioxide generation by electrocatalytical process
JP3851932B2 (ja) 二酸化塩素水の製造方法
CA2131390A1 (en) Method for the production of chlorine dioxide
CN1590281A (zh) 亚氯酸盐－酸性盐二氧化氯生成体系、其一元化包装粉剂、片剂及其制备方法
JP2021080140A (ja) 常温長期濃度保持二酸化塩素水溶液組成物及びその製造方法
JP4602198B2 (ja) 二酸化塩素水の調製方法

Legal Events

Date Code Title Description
QB4A Licence on use of patent

Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20191009

Effective date: 20191009

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20201205