專利名稱：現(xiàn)場(chǎng)和按需生產(chǎn)含水過(guò)乙酸的連續(xù)法的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于例如消毒、滅菌、漂白和化學(xué)合成應(yīng)用的有用氧化劑——含水過(guò)乙酸的制備方法。
背景技術(shù)：
過(guò)乙酸(此處表示為PAA或HOOAc)已長(zhǎng)期被認(rèn)可其在廣泛的最終用途(end use)中的實(shí)用性。例如在水和廢水消毒中，PAA破壞了對(duì)公眾和環(huán)境有害的微生物和病原體而不產(chǎn)生有毒的副產(chǎn)物或留下化學(xué)殘留物。在漂白應(yīng)用中，PAA產(chǎn)生更高水平的明亮度而不降解纖維強(qiáng)度。其他的應(yīng)用，包括設(shè)備清潔、谷物和土壤消毒，以及化學(xué)合成，均從PAA超過(guò)其他供選方案的益處中獲益。
PAA目前在商業(yè)上作為過(guò)氧化氫、乙酸、水和硫酸與痕量的穩(wěn)定劑(此處被表示為平衡過(guò)乙酸或eq-PAA)的平衡混合物被生產(chǎn)。根據(jù)特殊的最終用途，按重量計(jì)，活性過(guò)乙酸含量一般被控制在從5％至35％。
然而，eq-PAA有一些缺點(diǎn)限制了它的實(shí)際效用。例如eq-PAA的使用被其固有的不穩(wěn)定性和安全性考慮所限制，特別是在高濃度時(shí)。在美國(guó)消防協(xié)會(huì)(NFPA)標(biāo)準(zhǔn)下，35％溶液是易燃的。當(dāng)以公開(kāi)途徑裝運(yùn)時(shí)，商業(yè)運(yùn)輸條例將其濃度限制至低于35％，然而，除特殊情況以外，制造商通常將其濃度限制至15％。
作為一種平衡產(chǎn)物，Eq-PAA含有大量未反應(yīng)的原材料。這些未反應(yīng)的材料代表經(jīng)濟(jì)上的浪費(fèi)，其可提高活性PAA的成本兩至三倍。
在許多應(yīng)用中，這些未反應(yīng)的材料的存在阻礙了eq-PAA的使用。例如在常規(guī)的廢水處理廠，未反應(yīng)的過(guò)氧化氫(H2O2)和乙酸(HOAc)將明顯促使在最終排放物中的加載性質(zhì)，包括毒性、化學(xué)需氧量(COD)、生化需氧量(BOD)和總有機(jī)碳量(TOC)等，所有這些都必須符合美國(guó)凈水法案(the United States Of America Clean Water Act)頒布的地區(qū)和聯(lián)邦的排放許可(例如NPDES，國(guó)家污染物排放物消除系統(tǒng))。
已提出一些方法減輕eq-PAA的限制。在Lokkesmore等人的美國(guó)專利5,122,538中，公開(kāi)了一種在使用處現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)平衡過(guò)乙酸產(chǎn)物的方法。該方法使用一種非溶脹的酸性交換樹(shù)脂作為催化劑，從乙酸和過(guò)氧化氫生產(chǎn)過(guò)乙酸。該方法的一個(gè)缺點(diǎn)是所述過(guò)乙酸產(chǎn)物含有大量的過(guò)乙酸和過(guò)氧化氫。延長(zhǎng)的平衡時(shí)間(幾小時(shí))必需大供料量的過(guò)乙酸，這提出了需要特別注意的另外的儲(chǔ)存危險(xiǎn)。此現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)和儲(chǔ)存的方法保留了對(duì)成本、安全性和環(huán)境的不利影響。
更完整的解決方案包括分離和再循環(huán)eq-PAA中的非PAA成分。其中，從20世紀(jì)50年代已可采用蒸餾PAA(此處表示為aq-PAA)。
在早期Weiberg等人的美國(guó)專利3,264,346中，描述了通過(guò)從含有乙酸、過(guò)氧化氫、硫酸、水和過(guò)乙酸的反應(yīng)介質(zhì)中餾出溶液，生產(chǎn)過(guò)乙酸水溶液的方法。該方法的使用需要過(guò)氧化氫對(duì)乙酸的摩爾比從5∶1到15∶1。
在Swem，D.，″Organic Peroxides(有機(jī)過(guò)氧化物)″，第1卷，John Wiley& Sons，紐約，1970，第349-351頁(yè)中，描述了一種生產(chǎn)過(guò)乙酸的方法通過(guò)在物質(zhì)的平衡中，從含有乙酸、過(guò)氧化氫、過(guò)乙酸和硫酸催化劑的含水反應(yīng)介質(zhì)中餾出過(guò)乙酸。
其他技術(shù)描述了aq-PAA生產(chǎn)過(guò)程的具體方面，例如蒸餾、清潔處理和穩(wěn)定產(chǎn)品。
生產(chǎn)含水過(guò)乙酸的連續(xù)法的一個(gè)例子是Pudas的美國(guó)專利5,886,216(也可參見(jiàn)EP 0789016)，其描述了以Weiberg等人(US 3,264,346)和Swem描述的方式生產(chǎn)過(guò)乙酸，如上所述，除了蒸餾所需的熱量輸入由反應(yīng)介質(zhì)通過(guò)由泵和熱交換器組成的外部回路循環(huán)供應(yīng)。循環(huán)率被保持在足夠的水平以防止在外部回路中的汽化，而熱輸入通過(guò)經(jīng)由熱交換器循環(huán)熱水被保持在超過(guò)0.2KW/KG的反應(yīng)介質(zhì)的水平。盡管以這種方式可獲得比通過(guò)經(jīng)由反應(yīng)器上的夾套循環(huán)熱水更有效的傳熱，該方法具有與反應(yīng)器中高蒸汽和液體滯留量有關(guān)的危險(xiǎn)的不利。
在EP 1004576 A1中，公開(kāi)了一種生產(chǎn)過(guò)乙酸的方法通過(guò)在酸催化劑的存在下使含水介質(zhì)中過(guò)氧化氫和乙酸的反應(yīng)并持續(xù)餾出所述過(guò)乙酸而生產(chǎn)過(guò)乙酸，在反應(yīng)介質(zhì)中，過(guò)氧化氫對(duì)乙酸的摩爾比分別從0.6∶1至4∶1，且反應(yīng)介質(zhì)通過(guò)自然的對(duì)流沸騰經(jīng)由熱虹吸式再沸器循環(huán)。
另一衍生方法(derivation)包括反應(yīng)介質(zhì)噴霧，其中向反應(yīng)介質(zhì)中持續(xù)進(jìn)行新鮮的酸催化劑的供料同時(shí)，持續(xù)抽出類似的體積以純化威脅該方法的安全的雜質(zhì)介質(zhì)。進(jìn)行介質(zhì)噴霧的一個(gè)例子描述于Pohjanvesi等人的美國(guó)專利申請(qǐng)第20020177732號(hào)，其描述了通過(guò)抽出一部分介質(zhì)作為基礎(chǔ)產(chǎn)物(bottom product)，向反應(yīng)介質(zhì)中持續(xù)進(jìn)行催化劑進(jìn)料的改進(jìn)。得到的介質(zhì)以最大收率被蒸餾入aq-PAA。
EP 1247802描述了通過(guò)中和剩余硫酸和乙酸處理酸清除氣流，并結(jié)合所述氣流與蒸餾的過(guò)乙酸產(chǎn)物的方法。除消除廢氣流外，還獲得了原材料的稍好的應(yīng)用。
另一例子是EP 98203946.3，其另外描述了穩(wěn)定aq-PAA的穩(wěn)定劑和冷凍劑的使用。
另一例子描述于Pohjanvesi等人的美國(guó)專利申請(qǐng)第20020193626號(hào)，其描述了使用堿中和未反應(yīng)的酸，從而穩(wěn)定蒸餾的PAA產(chǎn)物。值得注意地，所有這些酸中和方法具有通常的缺點(diǎn)，包括加入化學(xué)當(dāng)量的堿和引入在大多數(shù)應(yīng)用中不期望的共軛的鹽。
PAA固有的不穩(wěn)定性導(dǎo)致aq-PAA的另一缺點(diǎn)它的可變性(transportability)。當(dāng)在室溫儲(chǔ)存時(shí)(例如20℃)，aq-PAA快速恢復(fù)為H2O2和HOAc(約每天分解1.5％)。當(dāng)在低溫儲(chǔ)存時(shí)(例如0℃)，逆反應(yīng)明顯較慢且產(chǎn)品可保持合理的儲(chǔ)存期(約每天分解0.3％)。因此，對(duì)于延長(zhǎng)時(shí)間而無(wú)精良的冷凍設(shè)備和控制時(shí)，aq-PAA是不夠穩(wěn)定的，其大大復(fù)雜了它的分布和儲(chǔ)存。
至今，雖然還未制定(delineat)針對(duì)aq-PAA運(yùn)輸?shù)臈l例，但美國(guó)交通運(yùn)輸部(USDOT)還沒(méi)有允許在大于300加侖的中型散裝容器(IBC’s)中運(yùn)輸eq-PAA。因此，PAA不能被大量并以與常規(guī)散裝化學(xué)品例如供消毒用的次氯酸鈉相競(jìng)爭(zhēng)的價(jià)格進(jìn)行裝運(yùn)。
總之，關(guān)于aq-PAA生產(chǎn)的現(xiàn)有技術(shù)不考慮最終用途的需要，而考慮生產(chǎn)最高收率的PAA和強(qiáng)調(diào)在生產(chǎn)、處理和儲(chǔ)存期間的PAA的穩(wěn)定性。
此外，迄今為止，aq-PAA生產(chǎn)技術(shù)僅在專門的化學(xué)生產(chǎn)設(shè)備中被應(yīng)用在商業(yè)上。這些方法使用大量的反應(yīng)溶液和在蒸餾柱的基底的溶液上的大頂空(large head space)設(shè)計(jì)PAA的大規(guī)模生產(chǎn)。與該技術(shù)有關(guān)的主要的危險(xiǎn)是在反應(yīng)器中的液體表面上的蒸汽空間內(nèi)存在不穩(wěn)定條件(可能存在蒸汽相爆炸)的可能。
因此，所述的現(xiàn)有技術(shù)中沒(méi)有一種教導(dǎo)適于aq-PAA實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)的小至中規(guī)模的(a small to medium scale)方法(即一種專用于特定最終用途應(yīng)用的方法)。仍然需要一種較安全的和較成本有效的方法以在各種應(yīng)用中生產(chǎn)和應(yīng)用PAA而不釋放大量廢產(chǎn)物。人們將特別期望開(kāi)發(fā)一種能夠隨可變的按需控制生產(chǎn)aq-PAA的連續(xù)法以適應(yīng)廣泛的應(yīng)用，特別是一種能在加工條件的范圍內(nèi)和以最小的人工介入進(jìn)行安全有效的操作的方法。
發(fā)明概述根據(jù)一方面，本發(fā)明涉及在原處(現(xiàn)場(chǎng))和按需以受控的速率制備含水過(guò)乙酸以符合下游操作的需要的連續(xù)法。在一優(yōu)選的實(shí)施方案中，在循環(huán)的連續(xù)管道式(管狀的或活塞流)反應(yīng)器和蒸餾(精餾)塔中生產(chǎn)水溶液或蒸汽相中的過(guò)乙酸。反應(yīng)器中的壓力優(yōu)選地被保持在足夠高以允許在比那些常規(guī)應(yīng)用更高的溫度進(jìn)行操作，并因此阻止在反應(yīng)器中形成蒸汽相。在另一實(shí)施方案中，在具有連續(xù)罐式反應(yīng)器和蒸餾柱的裝置中制備水溶液或蒸汽相中的過(guò)乙酸。這種結(jié)構(gòu)特別好地適合較小需求量的應(yīng)用，因?yàn)槠涮峁┮恍﹥?yōu)點(diǎn)，例如較低的資金成本以及在反應(yīng)器中含有相對(duì)小的供料量的反應(yīng)化學(xué)品，因此比在大規(guī)模操作中提供更大的安全性。
含水過(guò)乙酸的現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用優(yōu)選地被持續(xù)監(jiān)測(cè)以調(diào)節(jié)生產(chǎn)速率，從而滿足下游操作的需要。永遠(yuǎn)在使用處按需生產(chǎn)過(guò)乙酸的模塊的、全自動(dòng)裝置的可用性排除了運(yùn)輸和儲(chǔ)存含水過(guò)乙酸的危險(xiǎn)和成本。
本發(fā)明的所述方法具有提供比現(xiàn)有技術(shù)可得的含水過(guò)乙酸安全得多的來(lái)源的含水過(guò)乙酸的可能。這主要由于在反應(yīng)器中，特別是那些在蒸汽相中的反應(yīng)物的有限的供料量。該方法對(duì)需要消毒、清潔、漂白、去木質(zhì)素、脫硫和化學(xué)生產(chǎn)的應(yīng)用提供了許多便利。該過(guò)乙酸成品，基本沒(méi)有殘留的反應(yīng)物或雜質(zhì)，可作為液體水溶液生產(chǎn)并被計(jì)量用于任意的多種用途，或作為水蒸氣被直接計(jì)量用于特定用途。事實(shí)上，大部分反應(yīng)可在管道式反應(yīng)器中進(jìn)行，在足夠的壓力下操作以防止在反應(yīng)器中形成蒸汽，從而提高總的安全性。


本發(fā)明及其優(yōu)點(diǎn)的更完整的理解可通過(guò)考慮附圖，參考下述描述獲得，其中同樣的參考數(shù)字表示同樣的特征，且其中圖1是根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施方案，使用連續(xù)模塊裝置生產(chǎn)含水過(guò)乙酸的工藝流程圖。
圖2是根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施方案，使用連續(xù)模塊裝置生產(chǎn)含水過(guò)乙酸的工藝流程圖。
圖3是根據(jù)本發(fā)明，現(xiàn)場(chǎng)及按需生產(chǎn)的含水過(guò)乙酸的多種可能最終用途的示意圖。
發(fā)明詳述在各個(gè)實(shí)施方案的下列說(shuō)明中，附圖被作為參考，其形成了其中的一部分，且其中通過(guò)說(shuō)明顯示了本發(fā)明可實(shí)施的各實(shí)施方案。應(yīng)該理解的是，可使用其他實(shí)施方案，且可不偏離本發(fā)明的范圍進(jìn)行結(jié)構(gòu)和功能的改變。
本發(fā)明將在下文中被描述，主要參考現(xiàn)場(chǎng)及按需以受控的速率生產(chǎn)含水過(guò)乙酸以符合下游操作中過(guò)乙酸的需要。具有特殊商業(yè)重要性的是城市下水道廢水治理工廠排放物的處理和消毒。該生產(chǎn)設(shè)備可根據(jù)下游操作的需求量設(shè)計(jì)大小并優(yōu)選地能夠進(jìn)行可變(varable)生產(chǎn)以符合低或高日需求量的變化。本發(fā)明可用于生產(chǎn)針對(duì)多種水、廢水、工業(yè)蒸汽、商業(yè)物品的處理以及化學(xué)化合物和中間體的生產(chǎn)和純化的aq-PAA。其他下游操作的非限制性的例子包括工業(yè)廢水、石油脫硫、冷卻水循環(huán)、脫墨、纖維素漿和紙漂白、紡織品漂白、公共機(jī)構(gòu)洗衣、飲用水、工藝用水、娛樂(lè)和農(nóng)業(yè)用水，以及食品和飲料設(shè)備(描述于圖3)?；瘜W(xué)化合物和中間體生產(chǎn)的非限制性的例子包括在塑料、油漆和涂料工業(yè)中使用的天然石油的環(huán)氧化和羥基化，以及其他天然或合成烯烴的環(huán)氧化。其他非限制性的例子包括例如建筑、結(jié)構(gòu)、谷物、土壤、水果、蔬菜、動(dòng)物或其他具有商業(yè)價(jià)值的物品的熏蒸消毒。
總之，本發(fā)明具有處理任何易受經(jīng)由PAA處理的流或易受經(jīng)由PAA轉(zhuǎn)化的化合物處理的流的效用。“易受經(jīng)由PAA處理的流”指的是任何水、廢水或工業(yè)流，對(duì)此，在具有或沒(méi)有另外的處理的情況下，PAA將降低微生物的種群(非限制性的例子如原生動(dòng)物、細(xì)菌、病原體和病毒)和/或致使該流較低毒性、較少含硫或更適合或適于下游分布系統(tǒng)，或排出至接收水域?！稗D(zhuǎn)化的化合物”指的是能與PAA反應(yīng)以形成新的(或更純的)化學(xué)物的任何化學(xué)化合物，例如中間體或成品。
在說(shuō)明性的實(shí)施方案中，在合適的反應(yīng)容器中，從乙酸(HOAc)和過(guò)氧化氫在水中的酸催化反應(yīng)生成含水過(guò)乙酸，將其蒸餾出，并作為濃縮的水溶液或作為蒸汽成品應(yīng)用。該成品被按比例進(jìn)料并當(dāng)其被生產(chǎn)時(shí)直接用于最終應(yīng)用。該方法的起始相包括以特定比例一起添加反應(yīng)物來(lái)生產(chǎn)任何濃度、直至并包括穩(wěn)態(tài)濃度的PAA(也被表示為HOOAc)。PAA形成的速率與酸催化劑的濃度、各反應(yīng)物的濃度、反應(yīng)溫度以及蒸餾的溫度和壓力成比例。用硫酸作為酸催化劑的全部化學(xué)工藝被表示在表1中

該反應(yīng)的化學(xué)計(jì)量預(yù)示了當(dāng)反應(yīng)100％有效進(jìn)行時(shí)，1摩爾的乙酸需要1摩爾的過(guò)氧化氫以生成1摩爾的PAA。因?yàn)镻AA與反應(yīng)物處于平衡，因此在反應(yīng)器中生成少于化學(xué)計(jì)量的PAA。表2描述了就單位乙酸濃度而論，反應(yīng)物的摩爾比和eq-PAA的收率。

表3描述了就單位過(guò)氧化氫濃度而論，反應(yīng)物的摩爾比和eq-PAA的收率。

因?yàn)镻AA以可變的速率餾出，永遠(yuǎn)不會(huì)符合平衡條件，并且反應(yīng)右移或向右推進(jìn)(表1)?？稍黾踊驕p少反應(yīng)物濃度或摩爾比以按增加的或降低的收率生成PAA。根據(jù)符合應(yīng)用需求量所需的生成率變化反應(yīng)物濃度。
在水中僅乙酸和過(guò)氧化氫之間的反應(yīng)進(jìn)行至平衡，盡管該速率太慢以至于不具有實(shí)際的商業(yè)用途?；瘜W(xué)基本定律也證明該速率與最初反應(yīng)物的濃度成比例。然而，盡管在高濃度，該速率對(duì)實(shí)際應(yīng)用而言仍太慢了。
為提高PAA生成的速率，酸例如硫酸被作為催化劑加入。當(dāng)硫酸濃度足夠高時(shí)，其被認(rèn)為作為可逆的超酸參與反應(yīng)(例如Caro’s酸，過(guò)一硫酸)或其他中間體，這是因?yàn)樗鏊俾孰S加入反應(yīng)中的硫酸和過(guò)氧化氫的量而變化。如表4中所描述的，形成PAA的速率隨硫酸的濃度而增加。酸的濃度難以保持在30％以上，因?yàn)樵摑舛仁芷渌磻?yīng)物的稀釋效應(yīng)的限制。顯示的速率說(shuō)明催化劑的效應(yīng)且不限制本發(fā)明的范圍。

本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選的特征是在反應(yīng)期間通過(guò)改變酸催化劑的量控制PAA生成的速率。一旦反應(yīng)被引發(fā)，該速率可通過(guò)改變清洗率增加，清洗率增加或減少了反應(yīng)器中催化劑的濃度。在反應(yīng)混合物中收集的雜質(zhì)，例如從組成材料和從反應(yīng)物濾出的重金屬，也在清洗中被除去。因?yàn)閍q-PAA被餾出，反應(yīng)向等式右邊移動(dòng)(表1)，并生成更多的PAA。也可以使用其他催化劑，例如其他用在懸浮液或?yàn)V床中具有超酸性質(zhì)的無(wú)機(jī)酸催化劑或固相催化劑。特別記錄了任選地含有鎢和/或磷酸鹽的硫酸化氧化鋯催化劑。為增加過(guò)一硫酸生成而進(jìn)行預(yù)混該(超)酸催化劑和過(guò)氧化氫也可用于加速PAA生成。
溫度對(duì)反應(yīng)速率的影響遵循典型的Arrhenius特征。僅提高溫度不足以達(dá)到PAA的收率，因?yàn)樵黾訙囟戎粮哂?0℃加速了PAA和H2O2的分解，從而限制了其性能。然而，增加溫度和硫酸催化劑的濃度導(dǎo)致實(shí)際的反應(yīng)速率。因此，調(diào)節(jié)溫度，從室溫至60-80℃提供了預(yù)選PAA的生成率的另一控制方法。變化應(yīng)用的熱能輸入且使其與期望的生成率成比例以符合應(yīng)用需求。
進(jìn)一步通過(guò)蒸餾期間的溫度和壓力進(jìn)行控制aq-PAA的生成率。在蒸餾柱中40至60℃的優(yōu)選溫度范圍內(nèi)，優(yōu)選25至200托(3至27KPa)的壓力范圍，特別優(yōu)選50至100托(7至13KPa)。因此，調(diào)節(jié)蒸餾期間的壓力和溫度，提供了預(yù)選aq-PAA的生成率的另一控制方法。變化應(yīng)用真空度和溫度，使其與期望的生成率成比例，以符合應(yīng)用需求且獲得產(chǎn)物中PAA的期望濃度。
本發(fā)明的一個(gè)特征涉及生成和處理PAA期間的安全性。有兩種優(yōu)選的方法用于本實(shí)施方案中以產(chǎn)生aq-PAA，一種方法使用管道式反應(yīng)器，另一方法使用連續(xù)罐式反應(yīng)器。應(yīng)用的方法取決于最終用途應(yīng)用所需的aq-PAA的全部比率。本領(lǐng)域技術(shù)人員認(rèn)識(shí)到，在反應(yīng)過(guò)程中PAA及其前體的供料量作為危害的風(fēng)險(xiǎn)管理程序的一部分必須被保持在最低水平。為降低這種類型的操作中固有的風(fēng)險(xiǎn)，連續(xù)罐式反應(yīng)器因?yàn)樵诜磻?yīng)過(guò)程中的供料量小可用于較小規(guī)模的操作中，且因?yàn)樗^不昂貴且操作更簡(jiǎn)單而在這樣的操作中通常為優(yōu)選。因?yàn)橥ㄟ^(guò)使用短停留時(shí)間液體填充的反應(yīng)器提供了最少的在反應(yīng)過(guò)程中的供料量(特別是少量蒸汽)，管道式反應(yīng)器可用于任何容量的應(yīng)用中，且因?yàn)樗逃械陌踩詢?yōu)點(diǎn)，其對(duì)于所有中至大規(guī)模操作是優(yōu)選的。
通過(guò)前述的任一反應(yīng)器可生成aq-PAA。在圖1和2中描述了兩種方法。
在描述于圖1的管道式(PL)反應(yīng)器中，將過(guò)氧化氫、乙酸、硫酸催化劑和水(其一般與過(guò)氧化氫和/或乙酸一起被加入)與來(lái)自蒸餾柱底部的再循環(huán)反應(yīng)混合物一起投入反應(yīng)器中。通過(guò)PL反應(yīng)器上的夾套提供針對(duì)反應(yīng)的熱量，在足夠的壓力(通過(guò)反應(yīng)器排出管道中的反壓控制閥進(jìn)行控制)下進(jìn)行操作以防止反應(yīng)器內(nèi)的汽化。當(dāng)該反應(yīng)混合物從反應(yīng)器排出到蒸餾柱底部時(shí)(在較低的溫度和壓力下操作)，發(fā)生閃光(flashing)。蒸汽穿過(guò)蒸餾柱上升，在其中精餾得到期望的PAA濃度，其具有最低水平的殘留的過(guò)氧化氫和乙酸。該液體再循環(huán)至PL反應(yīng)器。調(diào)節(jié)反應(yīng)器及相關(guān)設(shè)備的操作以生成足夠的PAA來(lái)符合各種應(yīng)用的需要。
除了反應(yīng)物一般在蒸餾柱的底部被供料至罐式反應(yīng)器，且作為通過(guò)使用熱水或其他加熱介質(zhì)的罐式反應(yīng)器上的夾套添加的熱量的結(jié)果而發(fā)生蒸餾，描述于圖2的連續(xù)罐式(CP)反應(yīng)器類似于PL反應(yīng)器?；亓鞅换貜?fù)至柱以得到理想的精餾，而平衡蒸汽被濃縮并對(duì)應(yīng)用進(jìn)行供料，或直接作為蒸汽對(duì)應(yīng)用進(jìn)行供料。
管道式反應(yīng)器根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的實(shí)施方案，圖1說(shuō)明了一種管道式(PL)反應(yīng)器。描述于圖1的PL反應(yīng)器[11]的運(yùn)行情況是在該反應(yīng)器中的反應(yīng)物的量比使用CP反應(yīng)器的情況大大減少(圖2)，因此，它本質(zhì)上更安全，且特別適于更大規(guī)模的操作，盡管它可應(yīng)用于任何規(guī)模的操作。包括乙酸[1]、過(guò)氧化氫[2]、硫酸[3]和通?；蛑饕c乙酸和過(guò)氧化氫一起裝料的去離子水[4]的原料，被裝入PL反應(yīng)器[11]，它被夾套[10]包罩且位于管道內(nèi)混合器[9]之前。原料以相應(yīng)于理想的生成率的速率裝入。PL反應(yīng)器[11]在比之前生產(chǎn)含水過(guò)乙酸中應(yīng)用的溫度更高的溫度下并在足以防止反應(yīng)器內(nèi)汽化的壓力下運(yùn)行。當(dāng)該反應(yīng)混合物通過(guò)反壓閥[12]從PL反應(yīng)器排出，其排出至蒸餾柱[5]的底部，其在柱內(nèi)在較低壓力閃光(flash)。該蒸汽通過(guò)柱[14]上升，它在其中被精餾并得到理想的蒸餾濃度。在閃光后，在柱[5]的底部中的恒定組分反應(yīng)混合物被再循環(huán)至PL反應(yīng)器[11]中，與新鮮的反應(yīng)物結(jié)合。為增加產(chǎn)物量，成比例地增加全部反應(yīng)物的供料率?？赡苄枰灾撞康那逑绰实囊恍┙档鸵栽黾臃磻?yīng)混合物中催化劑濃度以提高生成率和/或可能需要提高溫度。PL反應(yīng)器[11]中的停留時(shí)間一般在1至30分鐘的范圍，優(yōu)選地從1至10分鐘。在PL反應(yīng)器[11]中的反應(yīng)溫度一般在60-80℃的范圍，且壓力一般將在500-1500mm Hg abs的范圍。
蒸餾柱蒸餾柱[14]被直接安裝在蒸餾柱[5]的底部之上，其作為電涌罐起作用，結(jié)合的液體從該電泳罐離開(kāi)該柱的底部，且在閃光(flashing)后反應(yīng)器排出物的液體部分通過(guò)泵[8]再循環(huán)至PL反應(yīng)器[11]，而柱頂部與冷凝器[15]相連，其中柱頂部的蒸汽被全部冷凝。蒸餾柱[14]含有一或多層理論塔板。該柱可含有多達(dá)10層或更多的理論塔板，但實(shí)際通常含有約3-6層理論塔板。冷凝物的一部分回復(fù)至柱頂部以提供精餾離開(kāi)罐的蒸汽所需的回流[17]，而平衡的餾出物從餾出物接收器[16]轉(zhuǎn)移至日桶(day drum)[18]。通過(guò)真空泵[20]例如用水作為密封液體的液環(huán)泵提供了系統(tǒng)中的真空。餾出物的典型分析是25％的過(guò)乙酸，少于1％的過(guò)氧化氫，少于4％的乙酸，以及平衡水。在40-60℃的溫度范圍，更優(yōu)選地在45-55℃，且在30-200托的壓力范圍，更優(yōu)選地在50-100托的壓力范圍，來(lái)自蒸餾柱[5]底部的沸騰蒸汽混合物進(jìn)入柱[14]的底部。
任選地，來(lái)自柱[14]頂部的一部分蒸汽可通過(guò)引至待處理的水或空氣蒸汽流中不經(jīng)冷凝而被使用，其中該排放系統(tǒng)提供了需要的真空，或其可通過(guò)干式真空泵被抽出；來(lái)自正被冷凝的柱頂部的平衡的蒸汽提供所需的回流和小量另外的液態(tài)過(guò)乙酸溶液，所述過(guò)乙酸溶液在日桶[18]中蓄積，作為液體使用，并在系統(tǒng)啟動(dòng)期間蓄積。
反應(yīng)器排污定期地，反應(yīng)器排污或罐中混合物的清洗流被移至液位罐[6]中以控制催化劑的濃度和防止污染物可能的有害濃度的蓄積。當(dāng)要改變生成率時(shí)，也需要對(duì)清洗率進(jìn)行一些調(diào)節(jié)。在許多情況下，可適于向最終用途應(yīng)用中加入清洗混合物，其避免了較小的廢物處置需要。在其他情況中，必需在中和后排出該清洗流至下水道。
真空系統(tǒng)和通氣口可通過(guò)液環(huán)真空泵[20]在直流式基座上使用水作為密封液提供真空。如果PAA的最終用途是用于廢水處理，該水可被用作密封液。所有來(lái)自冷凝器的殘留在通氣口中的可冷凝物將作為密封液被吸收進(jìn)水中。真空的水平通過(guò)允許空氣進(jìn)入真空泵的入口來(lái)控制。真空泵的通氣口，基本沒(méi)有任何有機(jī)污染物被排出至大氣中。
另外，對(duì)于一些應(yīng)用例如廢水處理，可通過(guò)使用待處理水作為發(fā)動(dòng)液的排放系統(tǒng)[22]提供真空。在此，流量中太多的至排放系統(tǒng)的空氣將在待處理水中溶解或從基本上沒(méi)有任何有機(jī)污染物的水中分離?？蛇x地，在蒸汽被用作氣相應(yīng)用[26]的情況可使用干式真空泵[25]，例如消毒土壤、水果或蔬菜。
冷凝器使用冷水作為冷凍劑的冷凝器[15]冷凝來(lái)自柱[14]頂部的全部或部分蒸汽。冷凝物被排放至餾出物接收器[16]，從這里，部分冷凝物作為回流[17]被泵(pump)至柱頂部，且該平衡物被泵至日桶[18]，從這里，冷凝物被泵至所需的最終應(yīng)用，或累積為補(bǔ)充應(yīng)用并在停機(jī)后啟動(dòng)。
控制器本方法及應(yīng)用優(yōu)選地通過(guò)計(jì)算機(jī)化的控制器[27]進(jìn)行管理，其中示于圖1、圖2及圖3中的輸入/輸出(I/O)通道[13]、[28]、[29]、[30]和[31]發(fā)送并接收工藝模塊的信息。該工藝模塊包括化學(xué)前體及反應(yīng)器、蒸餾設(shè)備和PAA產(chǎn)品及應(yīng)用。該控制器包括計(jì)算機(jī)或PLC及人機(jī)界面(HMI)[27]，用于維護(hù)全部工藝的操作。調(diào)節(jié)aq-PAA的生成至各工藝模塊的設(shè)計(jì)規(guī)范內(nèi)的理想速率。
連續(xù)罐式反應(yīng)器圖2中說(shuō)明的連續(xù)罐式(CP)的實(shí)施方案特別地適于較小的生成率。在這個(gè)例子中，前體化合物包括乙酸[1]、過(guò)氧化氫[2]、硫酸[3]和通常或主要與過(guò)氧化氫和/或乙酸一起添加的去離子水[4]。最初，使用接近罐的預(yù)期的穩(wěn)定態(tài)組合物所需的各化學(xué)品的量對(duì)蒸餾柱[5]的底部進(jìn)行裝料，所述蒸餾柱[5]的底部作為CP反應(yīng)器起作用。在期望的水平應(yīng)用真空，并加熱罐內(nèi)容物至正常的反應(yīng)溫度。接著開(kāi)始過(guò)氧化氫、乙酸和硫酸的供料(通常與乙酸預(yù)混)。對(duì)反應(yīng)器應(yīng)用加熱的方式是通過(guò)經(jīng)夾套循環(huán)的低壓蒸汽或熱水，或通過(guò)電罐加熱器獲得理想常數(shù)汽化率，所述理想常數(shù)汽化率將保持罐中的濃度而同時(shí)除去少量液體清洗流或從罐排污。
提供至少3-6層理論塔板的蒸餾柱[14]被直接固定在CP反應(yīng)器[5]的頂部，而柱頂部與冷凝器[15]相連，來(lái)自柱頂部的蒸汽在冷凝器[15]完全冷凝。一部分冷凝物回復(fù)至柱頂部以提供精餾離開(kāi)CP反應(yīng)器[5]的蒸汽所需的回流[17]，而平衡的餾出物被從餾出物接收器[16]轉(zhuǎn)移至日桶[18]。餾出物的典型分析是25％的過(guò)乙酸，少于1％的過(guò)氧化氫，少于4％的乙酸，以及平衡水。在40-60℃的溫度范圍，更優(yōu)選地在45-55℃的溫度范圍，且在30-200托的壓力范圍，更優(yōu)選地在50-100托的壓力范圍，來(lái)自罐的沸騰蒸汽混合物進(jìn)入柱[14]底部。
如在圖1的優(yōu)選實(shí)施方案中描述的，來(lái)自柱頂部的一部分蒸汽可通過(guò)引入到將被處理的水流但不冷凝而被使用，其中排放系統(tǒng)提供了所需的真空，或其可經(jīng)由干式真空泵被抽出；來(lái)自柱頂部的平衡的蒸汽被冷凝以提供所需的回流和小量另外的液態(tài)過(guò)乙酸溶液。
定期地，CP反應(yīng)器[5]中混合物的反應(yīng)器排污流或清洗流被移至液位罐[6]中以控制催化劑的濃度和防止污染物可能的有害濃度的蓄積。當(dāng)要改變生成率時(shí)，也可能需要對(duì)清洗率進(jìn)行一些調(diào)整。在許多情況下，可適于向最終用途應(yīng)用中加入清洗混合物，這避免了較小的廢物處置需要。在其他情況中，可能必需在中和后排出該清洗流至下水道。
可如上所述，參考圖1的PL實(shí)施方案描述圖2的CP反應(yīng)器實(shí)施方案的其他特征，包括真空泵[20]、排放系統(tǒng)[22]、控制器[27]及其他部件。
最終使用用途參考以通過(guò)與圖3中所描繪的[77]的隨后的最終使用用途[50]成比例的速率現(xiàn)場(chǎng)及按需生產(chǎn)過(guò)乙酸，描述本發(fā)明。城市下水道廢水治理工廠(WWTP)排放物的處理和消毒具有特別的商業(yè)重要性。本發(fā)明也可用于aq-PAA的生產(chǎn)和多種水、廢水、工業(yè)廢水、食品和飲料的處理，以及用于制備化學(xué)化合物和中間體。最終使用用途的非限制性的例子經(jīng)由舉例的方式針對(duì)下述各工業(yè)進(jìn)行討論
城市廢水治理[50]城市廢水消毒合流式下水道溢流消毒工業(yè)的[53]工業(yè)廢水處理石油脫硫冷卻水處理[56]漂白[59]脫墨紙漿與紙漂白紡織品漂白公共機(jī)構(gòu)洗衣漂白水處理[62]飲用水消毒工藝用水消毒食品和飲料設(shè)備清潔[66]化學(xué)處理[69]使用PAA的應(yīng)用傳統(tǒng)上使用平衡PAA，其中大量的反應(yīng)物(即H2O2、HOAc和硫酸)殘留在平衡產(chǎn)物中。上述列出的應(yīng)用一般以和eq-PAA相比低得多的成本使用aq-PAA進(jìn)行操作，因?yàn)樗械那绑w化合物被反應(yīng)形成aq-PAA，而硫酸被從反應(yīng)器中清除。操作成本被進(jìn)一步降低，前體化合物被散裝遞送至用戶，例如以貨車荷載量，其中aq-PAA以散裝化學(xué)品的價(jià)格在現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)。比較而言，目前的eq-PAA必須以少于300加侖的包裝量遞送，其大大增加了化學(xué)品的價(jià)格、處理要求和操作成本。
城市廢水消毒[50](參照消毒槽[51])
可能aq-PAA的最大用途是其作為例如基于氯的消毒的替代方法用于城市廢水流出物[50]的消毒。為達(dá)到排放至接收水域的消毒標(biāo)準(zhǔn)，aq-PAA通常以從約0.5至25mg/L的濃度，更優(yōu)選地從5至15mg/L，應(yīng)用于廢水最終步驟。在較老的構(gòu)造規(guī)格中，aq-PAA可直接應(yīng)用于已有的消毒槽[51]中，而不加另外的主要改進(jìn)，一個(gè)非限制性的例子是一種典型的槽，其顯示先前用于傳統(tǒng)的基于氯的消毒方法的活塞式流動(dòng)特征。盡管原先用于氯消毒的槽的尺寸基于最少30分鐘的接觸時(shí)間，但對(duì)于aq-PAA消毒所需的時(shí)間被定為5至7分鐘?，F(xiàn)有的消毒槽的額外容量不限制aq-PAA的性能。在新構(gòu)造規(guī)格中，與傳統(tǒng)氯化相比，應(yīng)用aq-PAA的消毒槽要求小得多的覆蓋、較小的體積和較短的停留時(shí)間，因此，使用aq-PAA消毒進(jìn)一步降低了資金成本和操作成本。
在1972年的清潔水法(Clean Water Act)及后來(lái)的修正案中頒布的環(huán)境條例和排放許可限制了至接收水域的廢水排放物中的氯殘留。為符合這些準(zhǔn)則，需要脫氯以除去殘留的氯。典型的脫氯方法在排放之前向脫氯槽中加入氣態(tài)二氧化硫或亞硫酸氫鈉溶液。消毒槽已被改良和構(gòu)造為包括氯化腔和脫氯腔。使用aq-PAA消毒在排放前不需要任何另外的處理。任何殘留的aq-PAA將轉(zhuǎn)化為乙酸、水以及氧氣，對(duì)任何排放參數(shù)沒(méi)有顯著影響，排放參數(shù)的非限制性的例子包括TOC、COD、BOD和毒性。
使用(但不限于)典型的氧化槽設(shè)計(jì)的消毒槽[51]非常適于aq-PAA應(yīng)用。通過(guò)被設(shè)置貫穿消毒方法始終的PLC和電子傳感器監(jiān)測(cè)并控制所述消毒，非限制性的控制包括氧化還原電位(ORP)和離子選擇性探針(ISP)。通過(guò)PLC評(píng)價(jià)該應(yīng)用的性能，且調(diào)節(jié)aq-PAA的產(chǎn)量和質(zhì)量以符合需求。根據(jù)使用位點(diǎn)的自動(dòng)化程度，用戶的控制器可與aq-PAA方法的PLC連接以減少多余的控制和傳感器。
合流式下水道溢流(Combined Sever Overflow)[50](參照消毒腔[51])縱觀現(xiàn)代社會(huì)，城市廢水治理工廠(WWTPs)具有在強(qiáng)風(fēng)暴活動(dòng)和洪水時(shí)期分流引入的污水的權(quán)利，以保護(hù)設(shè)施免受水壓沖潰術(shù)語(yǔ)為合流式下水道溢流(CSO)。在分流事件中，包括未經(jīng)消毒，沒(méi)有違章或懲罰，可超過(guò)排放許可極限量和可報(bào)告的量。然而，由聯(lián)邦署頒布的新規(guī)程禁止了未消毒的CSO的排放。作為一種消毒劑，與傳統(tǒng)的氯化和脫氯實(shí)踐包括但不限于分別為次氯酸鈉(術(shù)語(yǔ)為“次氯酸鹽”)和亞硫酸氫鈉(術(shù)語(yǔ)為“亞硫酸氫鹽”)方法相比，，aq-PAA也是成本有效的。
基于次氯酸鹽的消毒方案需要大的化學(xué)品儲(chǔ)槽和大的消毒槽以符合在CSO事件期間的處理需要。在CSO事件的長(zhǎng)周期期間，例如超過(guò)三個(gè)月，儲(chǔ)存的次氯酸鹽將釋放大量的活性氯。次氯酸鹽的半衰期將少于一年，這提示在CSO事件中，更長(zhǎng)的貯存期將沒(méi)有足夠量的活性氯可用。高容量的槽必須要作為意外事故裝入，且提出更多的安全性憂慮和危險(xiǎn)的風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)。氯化和脫氯消毒槽的尺寸將取決于期望的CSO侵入率且所需的最少30分鐘接觸時(shí)間。
本發(fā)明超過(guò)已有技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是在現(xiàn)場(chǎng)生成aq-PAA，且可在全部濃度(strength)并按需使用，不必顧及前體化學(xué)品的儲(chǔ)存或貯存期限。例如僅H2O2可被認(rèn)為具有限定的貯存期限，然而，預(yù)期每年降解＜1％且任何損失都將對(duì)在需要時(shí)生產(chǎn)或使用aq-PAA沒(méi)有影響。
使用(但不限于)典型的氧化溝設(shè)計(jì)的典型的消毒槽[51]非常適于aq-PAA應(yīng)用。通過(guò)被設(shè)置貫穿消毒方法始終的PLC和電子傳感器監(jiān)測(cè)并控制所述消毒，非限制性的控制包括ORP和ISP。通過(guò)PLC評(píng)價(jià)該應(yīng)用的性能，且調(diào)節(jié)aq-PAA的產(chǎn)量和質(zhì)量以符合需求。根據(jù)使用位點(diǎn)的自動(dòng)化程度，用戶的控制器可與aq-PAA方法的PLC連接以減少多余的控制和傳感器。
工業(yè)廢水[53](參照活塞流反應(yīng)器[54])由于高加載特征，例如TOC、COD和BOD，以及毒害性，如耐火的或酚類化合物，許多類型的工業(yè)廢水[53]不適于在傳統(tǒng)生物學(xué)廢水處理工廠中的處理。預(yù)處理應(yīng)用包括化學(xué)氧化以破壞造成毒性的前體和轉(zhuǎn)化耐火的化合物為易于在生物學(xué)處理方法[55]中被同化的產(chǎn)物。在需要選擇性的化學(xué)氧化劑的情況中，aq-PAA氧化不被其他氧化方案另外氧化的底物。對(duì)于典型的應(yīng)用，當(dāng)在約10至250mg/L的濃度范圍時(shí)，以及對(duì)于高耐火的化合物，當(dāng)達(dá)約100至10,000mg/L的濃度范圍時(shí)，使用aq-PAA最有效。
包括但不限于給定長(zhǎng)度的管道或類似導(dǎo)管的活塞流反應(yīng)器設(shè)計(jì)[54]很好地適于預(yù)處理工業(yè)廢水。通過(guò)被設(shè)置貫穿工業(yè)廢水處理方法始終的PLC和電子傳感器對(duì)所述工業(yè)廢水方法進(jìn)行監(jiān)測(cè)和控制，非限制性的控制包括ORP、ISP、pH和自動(dòng)滴定器。通過(guò)PLC對(duì)所述應(yīng)用的性能進(jìn)行評(píng)價(jià)，并調(diào)節(jié)aq-PAA的產(chǎn)量和質(zhì)量以符合需求。根據(jù)使用位點(diǎn)的自動(dòng)化程度，用戶的控制器可與aq-PAA方法的PLC連接以減少多余的控制和傳感器。
石油脫硫[53](參照活塞流反應(yīng)器[54])需要低硫含量燃料的世界范圍的準(zhǔn)則已促進(jìn)了對(duì)于氧化和除去硫化合物的aq-PAA應(yīng)用，以符合最新標(biāo)準(zhǔn)。未經(jīng)限制，在精制汽油、煤油和柴油燃料中，使用濃度范圍從1至5,000mg/L，更優(yōu)選地50至500mg/L的aq-PAA，經(jīng)由氧化硫化物和硫醇類化合物(硫醇)進(jìn)行汽油脫硫。
包括但不限于給定長(zhǎng)度的管道或類似導(dǎo)管的活塞流反應(yīng)器設(shè)計(jì)[54]非常適于預(yù)處理石油產(chǎn)品。通過(guò)被設(shè)置貫穿脫硫方法始終的PLC和電子傳感器對(duì)所述脫硫方法進(jìn)行監(jiān)測(cè)和控制，非限制性的控制包括ISP的和自動(dòng)流線硫分析儀。通過(guò)PLC對(duì)所述應(yīng)用的性能進(jìn)行評(píng)價(jià)，并調(diào)節(jié)aq-PAA的產(chǎn)量和質(zhì)量以符合需求。根據(jù)使用位點(diǎn)的自動(dòng)化程度，用戶的控制器可與aq-PAA方法的PLC連接以減少多余的控制和傳感器。
冷卻水[56](參照冷卻水回路[57])遍及制造業(yè)、工業(yè)和發(fā)電廠所使用的冷卻水回路[56]遭受了生物生長(zhǎng)和微生物的很大影響。aq-PAA對(duì)于控制生物生長(zhǎng)和限制在冷卻水回路中引起的有害作用有效。在大多數(shù)應(yīng)用中，aq-PAA在從0.5至100mg/L，更優(yōu)選地2至25mg/L的濃度有效。aq-PAA可直接應(yīng)用于冷卻水回路中，而無(wú)需對(duì)現(xiàn)有設(shè)備做任何重要改進(jìn)。
通過(guò)被設(shè)置貫穿冷卻水回路始終的PLC和電子傳感器對(duì)所述冷卻水質(zhì)量進(jìn)行監(jiān)測(cè)和控制，非限制性的控制包括ORP和ISP。通過(guò)PLC對(duì)所述應(yīng)用的性能進(jìn)行評(píng)價(jià)，并調(diào)節(jié)aq-PAA的產(chǎn)量和質(zhì)量以符合需求。根據(jù)使用位點(diǎn)的自動(dòng)化程度，用戶的已有控制器可與aq-PAA方法的PLC連接以減少多余的控制和傳感器。
脫墨[59](參照漂白設(shè)備[60])紙產(chǎn)品的再循環(huán)要求得到的紙漿沒(méi)有含在最初原料中的顏色。aq-PAA對(duì)這些產(chǎn)品的脫墨[53]特別有效。在大多數(shù)應(yīng)用中，aq-PAA在從1至5,000mg/L，更優(yōu)選地100至1,000mg/L的濃度有效。aq-PAA可直接應(yīng)用于脫墨方法中，而對(duì)現(xiàn)有設(shè)備進(jìn)行很少的或無(wú)需重要改進(jìn)。
通過(guò)被設(shè)置貫穿脫墨方法始終的PLC和電子傳感器對(duì)所述脫墨方法進(jìn)行監(jiān)測(cè)，非限制性的控制包括ORP、ISP和亮度測(cè)量。通過(guò)PLC對(duì)所述應(yīng)用的性能進(jìn)行評(píng)價(jià)，并調(diào)節(jié)aq-PAA的產(chǎn)量和質(zhì)量以符合需求。根據(jù)使用位點(diǎn)的自動(dòng)化程度，用戶的已有控制器可與aq-PAA方法的PLC連接以減少多余的控制和傳感器。
紙漿和紙漂白及脫木質(zhì)素[59](參照漂白設(shè)備[60])與傳統(tǒng)的基于氯或過(guò)氧化氫的方法相比，使用aq-PAA對(duì)纖維素漿[59]進(jìn)行漂白和脫木質(zhì)素得到較好的效果。根據(jù)所述應(yīng)用，aq-PAA從100至1,000mg/L且達(dá)1-5％的濃度有效。aq-PAA可直接在傳統(tǒng)的漂白液中應(yīng)用于生產(chǎn)回路，而無(wú)需對(duì)現(xiàn)有設(shè)備做大量的重要改進(jìn)。
通過(guò)被設(shè)置貫穿漂白和脫木質(zhì)素方法始終的PLC和電子傳感器對(duì)所述漂白和脫木質(zhì)素方法進(jìn)行監(jiān)測(cè)，非限制性的控制包括ORP、ISP、自動(dòng)滴定器和亮度測(cè)量。通過(guò)PLC對(duì)所述應(yīng)用的性能進(jìn)行評(píng)價(jià)，并調(diào)節(jié)aq-PAA的產(chǎn)量和質(zhì)量以符合需求。根據(jù)使用位點(diǎn)的自動(dòng)化程度，用戶的已有控制器可與aq-PAA方法的PLC連接以減少多余的控制和傳感器。
紡織品[59](參照漂白設(shè)備[60])
與傳統(tǒng)的基于氯或過(guò)氧化氫的方法相比，使用aq-PAA對(duì)紡織品[59]進(jìn)行漂白表明了更好的性質(zhì)。根據(jù)所述應(yīng)用，aq-PAA在約100至1,000mg/L且達(dá)約1-5％的濃度有效。aq-PAA可直接在傳統(tǒng)設(shè)備中應(yīng)用于生產(chǎn)回路，而無(wú)需對(duì)現(xiàn)有設(shè)備做大量的重要改進(jìn)。
通過(guò)被設(shè)置貫穿紡織品方法始終的PLC和電子傳感器對(duì)所述紡織品方法進(jìn)行監(jiān)測(cè)和控制，非限制性的控制包括ORP、ISP、自動(dòng)滴定器和亮度測(cè)量。通過(guò)PLC對(duì)所述應(yīng)用的性能進(jìn)行評(píng)價(jià)，并調(diào)節(jié)aq-PAA的產(chǎn)量和質(zhì)量以符合需求。根據(jù)使用位點(diǎn)的自動(dòng)化程度，用戶的已有控制器可與aq-PAA方法的PLC連接以減少多余的控制和傳感器。
公共機(jī)構(gòu)選衣[59](參照漂白設(shè)備[60])與傳統(tǒng)的基于氯和過(guò)氧化物的方法相比，在公共機(jī)構(gòu)洗衣[59]中使用aq-PAA對(duì)衣服和其他織物進(jìn)行顏色安全的漂白表現(xiàn)了更好的性質(zhì)。根據(jù)被洗的物品，aq-PAA在約50至10,000mg/L，更優(yōu)選地約100至500mg/L有效。
通過(guò)被設(shè)置貫穿該方法始終的PLC和電子傳感器對(duì)所述洗衣方法進(jìn)行監(jiān)測(cè)和控制，非限制性的控制包括ORP、ISP和亮度測(cè)量。通過(guò)PLC對(duì)所述應(yīng)用的性能進(jìn)行評(píng)價(jià)，并調(diào)節(jié)aq-PAA的產(chǎn)量和質(zhì)量以符合需求。根據(jù)使用位點(diǎn)的自動(dòng)化程度，用戶的已有控制器可與aq-PAA方法的PLC連接以減少多余的控制和傳感器。
飲用水處理[62](參照反應(yīng)器和澄清器[63])有大量因素推進(jìn)飲用水[62]中的全無(wú)氯(TFC)消毒方案，部分來(lái)自美國(guó)環(huán)保署(EPA)。在接觸處理期間[63]，aq-PAA對(duì)消毒有效，且同樣重要的是，作為貫穿分布系統(tǒng)至使用點(diǎn)(POU)[64]，或位于“水龍頭”的后處理消毒劑。在接觸處理期間，aq-PAA在約0.5至5mg/L的濃度有效，且在分布網(wǎng)絡(luò)中，陽(yáng)性的殘留物為約0.25至2mg/L。aq-PAA可直接應(yīng)用于已有的水?dāng)z取、儲(chǔ)存、處理和分布系統(tǒng)中，而無(wú)需大量的重要改進(jìn)。產(chǎn)生的淤渣[65]也可被消毒。
通過(guò)被設(shè)置貫穿該方法[63]始終的PLC和電子傳感器對(duì)所述飲用水方法進(jìn)行監(jiān)測(cè)和控制，非限制性的控制包括ORP、pH和ISP測(cè)量。通過(guò)PLC對(duì)所述應(yīng)用的性能進(jìn)行評(píng)價(jià)，并調(diào)節(jié)aq-PAA的產(chǎn)量和質(zhì)量以符合需求。
飲用水分布網(wǎng)絡(luò)[64]在處理完飲用水后，通過(guò)PLC和電子傳感器監(jiān)測(cè)和控制在分布網(wǎng)絡(luò)和管道中殘留的aq-PAA，非限制性的控制包括ORP、pH和ISP測(cè)量。來(lái)自分布網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)可被傳輸回PLC，評(píng)價(jià)分布系統(tǒng)的性能，并調(diào)節(jié)aq-PAA的產(chǎn)量和質(zhì)量以符合需求。根據(jù)使用位點(diǎn)的自動(dòng)化程度，用戶的控制器可與aq-PAA方法的PLC連接而無(wú)需多余的控制和傳感器。
工藝用水處理[62](參照反應(yīng)器和澄清器[63])從例如江河湖泊的表面積水得到的工藝用水[62]，由于膠態(tài)懸浮體、微生物和植物物質(zhì)，提出了對(duì)于設(shè)備操作的特殊問(wèn)題。aq-PAA的氧化和消毒性質(zhì)使其對(duì)獲得帶有最少的額外水處理添加劑的澄清產(chǎn)品特別有用。根據(jù)最初的水質(zhì)，aq-PAA在約0.5至50mg/L，更優(yōu)選地約5至25mg/L有效。aq-PAA可直接應(yīng)用于已有的工藝用水回路中，而無(wú)需大量的重要改進(jìn)。
通過(guò)被設(shè)置貫穿該方法始終的PLC和電子傳感器對(duì)所述工藝用水的質(zhì)量進(jìn)行監(jiān)測(cè)和控制，非限制性的控制包括ORP、pH和ISP。通過(guò)PLC對(duì)所述應(yīng)用的性能進(jìn)行評(píng)價(jià)，并調(diào)節(jié)aq-PAA的產(chǎn)量和質(zhì)量以符合需求。根據(jù)使用位點(diǎn)的自動(dòng)化程度，用戶的已有控制器可與aq-PAA方法的PLC連接以減少多余的控制和傳感器。
食品、飲料和發(fā)酵設(shè)備的清潔[66](參照食品和飲料設(shè)備[67])基于氯的清潔方案已被傳統(tǒng)地應(yīng)用于食品、飲料和發(fā)酵工業(yè)[66]中，非限制性的例子包括食品加工廠、水果和蔬菜運(yùn)輸，以及包括通過(guò)發(fā)酵[67]產(chǎn)生的酒精飲料、軟飲料產(chǎn)品及化學(xué)品的加工桶。引入eq-PAA作為有效的替換，然而，已知在eq-PAA中的活性清潔成分是PAA?，F(xiàn)場(chǎng)及按需生產(chǎn)aq-PAA比傳統(tǒng)的eq-PAA更加成本有效，且處理起來(lái)更安全。根據(jù)設(shè)備中最初的污染，aq-PAA在約0.5至1,000mg/L，更優(yōu)選地約100至250mg/L有效。aq-PAA可直接應(yīng)用于已有裝置而無(wú)需大量的重要改進(jìn)。
通過(guò)被設(shè)置貫穿該方法[67]始終的PLC和電子傳感器對(duì)所述清潔方法進(jìn)行監(jiān)測(cè)和控制，非限制性的控制包括ORP和ISP測(cè)量。通過(guò)PLC對(duì)所述應(yīng)用[68]的性能進(jìn)行評(píng)價(jià)，并調(diào)節(jié)aq-PAA的產(chǎn)量和質(zhì)量以符合需求。根據(jù)使用位點(diǎn)的自動(dòng)化程度，用戶的已有控制器可與aq-PAA方法的PLC連接以減少多余的控制和傳感器。
化學(xué)處理[69](參照化學(xué)反應(yīng)器[70])化學(xué)化合物和中間體生產(chǎn)包括，但不限于，使用aq-PAA用于氧化例如烯屬的材料的環(huán)氧化和羥基化，所述烯屬的材料例如天然油、碳?xì)浠衔锏取鹘y(tǒng)上，這些環(huán)氧化物和其他氧化產(chǎn)物被用作或作為在油漆和涂料、粘合劑、塑料添加劑、潤(rùn)滑油和燃料添加劑、個(gè)人護(hù)理用品及油田加工業(yè)中的反應(yīng)性中間體。烯屬的化合物的環(huán)氧化和羥基化歷史上使用eq-PAA，其中不使用并因此浪費(fèi)了剩余的H2O2、HOAc和硫酸，或者烯屬的化合物的環(huán)氧化和羥基化使用從這些反應(yīng)物現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)PAA的方法而進(jìn)行。但是，在使用環(huán)氧化化學(xué)中，很難停止形成副產(chǎn)物，所述副產(chǎn)物產(chǎn)生于硫酸及甚至乙酸與環(huán)氧化或氧化產(chǎn)物的反應(yīng)。本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選的特征是產(chǎn)生aq-PAA，其中全部反應(yīng)物轉(zhuǎn)化為aq-PAA，而沒(méi)有顯著的反應(yīng)物損失或浪費(fèi)。因此，與eq-PAA相比，本發(fā)明以實(shí)質(zhì)上每有效單元較低成本產(chǎn)生PAA，并生成實(shí)質(zhì)上較低成本的最終產(chǎn)物。根據(jù)本發(fā)明，生產(chǎn)的aq-PAA的可用性可用于僅從aq-PAA[71]合成的產(chǎn)物的許多化學(xué)[71]加工中。正如本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解的，所述反應(yīng)的化學(xué)計(jì)量和反應(yīng)裝置[70]的細(xì)節(jié)將取決于例如合成的類型和產(chǎn)品說(shuō)明等因素。
通過(guò)PLC包括來(lái)自生產(chǎn)設(shè)備的I/O通路對(duì)該化學(xué)生產(chǎn)方法進(jìn)行監(jiān)測(cè)。通過(guò)PLC對(duì)所述應(yīng)用[71]的性能進(jìn)行評(píng)價(jià)，并調(diào)節(jié)aq-PAA的產(chǎn)量和質(zhì)量以符合需求。根據(jù)使用位點(diǎn)的自動(dòng)化程度，用戶的已有控制器可與aq-PAA方法的PLC連接以減少多余的控制和傳感器。
谷物滅菌[72](參照谷物滅菌[73])作為對(duì)目前的氣態(tài)溴代甲烷滅菌技術(shù)的替換，蒸汽態(tài)的PAA可用于谷物滅菌[72]。aq-PAA可直接作為氣態(tài)產(chǎn)物[26]被應(yīng)用，非限制性的例子包括用于谷倉(cāng)或其他倉(cāng)庫(kù)[73]。
通過(guò)PLC對(duì)所述應(yīng)用[74]的性能進(jìn)行評(píng)價(jià)，并調(diào)節(jié)aq-PAA的產(chǎn)量和質(zhì)量以符合需求。根據(jù)使用位點(diǎn)的自動(dòng)化程度，用戶的已有控制器可與aq-PAA方法的PLC連接以減少多余的控制和傳感器。
土壤滅菌[75](參照土壤滅菌[76])本發(fā)明的另一實(shí)施方案是將蒸汽PAA應(yīng)用于土壤滅菌[75]，作為對(duì)其他土壤滅菌技術(shù)的替換。aq-PAA可作為氣態(tài)產(chǎn)品[26]直接應(yīng)用至土壤層[76]。在一些應(yīng)用中，aq-PAA也可作為水溶液[75]被應(yīng)用。
通過(guò)PLC對(duì)所述應(yīng)用[77]的性能進(jìn)行評(píng)價(jià)，并調(diào)節(jié)aq-PAA的產(chǎn)量和質(zhì)量以符合需求。根據(jù)使用位點(diǎn)的自動(dòng)化程度，用戶的已有控制器可與aq-PAA方法的PLC連接以減少多余的控制和傳感器。
盡管已就實(shí)施本發(fā)明的具體實(shí)施例包括目前優(yōu)選實(shí)施方式而描述了本發(fā)明，但本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解可存在上述體系和技術(shù)的許多變化和替換。因此，如所附的權(quán)利要求中闡述的，本發(fā)明的精神和范圍應(yīng)被廣義地解釋。
權(quán)利要求
1.一種以符合下游操作中對(duì)過(guò)乙酸的需求的受控速率現(xiàn)場(chǎng)及按需生產(chǎn)過(guò)乙酸的連續(xù)法，其包括(a)向管道式反應(yīng)器中進(jìn)行乙酸、過(guò)氧化氫、酸催化劑和水的供料以形成反應(yīng)介質(zhì)；(b)把來(lái)自所述反應(yīng)介質(zhì)的蒸汽向蒸餾柱的底部供料，從此處移走作為餾出物或流出物的產(chǎn)物；(c)控制過(guò)乙酸從蒸餾柱排放的所述速率，以使按所述速率生成的過(guò)乙酸符合所述下游操作中對(duì)過(guò)乙酸的所述需求。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述流出物流包括在水溶液中的過(guò)乙酸。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述流出物流包括在蒸汽相中的過(guò)乙酸。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述過(guò)乙酸的生成率是通過(guò)在引入新鮮的乙酸、過(guò)氧化氫、催化劑和水之前，清洗自再循環(huán)管線至管道式反應(yīng)器的部分所述反應(yīng)介質(zhì)以增加或減少催化劑濃度來(lái)控制的。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述過(guò)乙酸的生成率是通過(guò)增加或減少進(jìn)入管道式反應(yīng)器的熱能輸入來(lái)控制的。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述過(guò)乙酸的生成率是通過(guò)增加或減少管道式反應(yīng)器中的反壓，以防止所述蒸汽相的形成來(lái)控制的。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中所述過(guò)乙酸的生成率是通過(guò)控制管道式反應(yīng)器中的所述溫度來(lái)控制的。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述催化劑選自硫酸，磷酸，膦酸，磺酸，含有硫酸、鎢和磷酸鹽中的至少一種的超酸，含有包含鎢和磷酸鹽中的至少一種的硫酸鋯化合物的超酸，及其混合物。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中將所述過(guò)氧化氫與所述酸催化劑預(yù)混，且此后使其與所述乙酸接觸以形成過(guò)乙酸。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述超酸催化劑被煅燒成含有固體二氧化硅和氧化鋯中的至少一種的載體，且其中所述載體被放入傳輸所述過(guò)氧化氫、過(guò)氧酸前體的混合物或兩者的柱中。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中在引入新鮮的乙酸、過(guò)氧化氫、催化劑和水之前，從再循環(huán)管線清洗部分所述反應(yīng)介質(zhì)，以防止痕量金屬污染物的累積。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中在所述反應(yīng)器和液位罐中收集的過(guò)量酸或雜質(zhì)被排放至所述下游操作中。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中在所述系統(tǒng)中的真空由與所述冷凝器的所述排放末端連接的真空泵產(chǎn)生，所述餾出物在所述冷凝器中被冷凝。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中所述真空泵為液環(huán)真空泵，且其中來(lái)自所述真空泵的密封液排放物和/或所述真空排放物被捕捉并向所述下游操作中供料。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中多個(gè)管道式反應(yīng)器和蒸餾柱被并聯(lián)操作。
16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中向所述反應(yīng)體系中供料的過(guò)氧化氫對(duì)乙酸的所述摩爾比為約0.5∶1至約10∶1。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中過(guò)氧化氫對(duì)乙酸的所述摩爾比為約1∶1至約5∶1。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中過(guò)氧化氫對(duì)乙酸的所述摩爾比為約1∶1至約3∶1。
19.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述無(wú)機(jī)酸催化劑與乙酸預(yù)混，以達(dá)到在所述反應(yīng)器中的濃度為約1至約50wt％。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其中所述無(wú)機(jī)酸催化劑與乙酸預(yù)混，以達(dá)到在所述反應(yīng)器中的濃度為約5-20wt％。
21.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中在所述蒸餾柱中的所述壓力為約3至27KPa。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，其中在所述蒸餾柱中的所述壓力為約5至17KPa。
23.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中所述管道式反應(yīng)器中的所述溫度為約40至約100℃的范圍。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其中所述管道式反應(yīng)器中的所述溫度為約60至約80℃的范圍。
25.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其還包括在所述流出物流中使過(guò)乙酸以約0.5至約100mg/L的過(guò)乙酸濃度與城市廢水治理工廠流出物接觸，以對(duì)后者進(jìn)行消毒。
26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的方法，其中所述過(guò)乙酸的濃度為約3至約25mg/L。
27.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其還包括在所述流出物流中使過(guò)乙酸以約0.1至約500mg/L的過(guò)乙酸濃度與合流式下水道溢流接觸，以對(duì)后者進(jìn)行消毒。
28.根據(jù)權(quán)利要求27所述的方法，其中所述過(guò)乙酸的濃度為約5至約100mg/L。
29.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其還包括在所述流出物流中使過(guò)乙酸以約0.1至約100,000mg/L的過(guò)乙酸濃度與流入或流出的工業(yè)廢水流接觸，具有降低其中不期望的有機(jī)和無(wú)機(jī)物質(zhì)所述濃度的作用。
30.根據(jù)權(quán)利要求29所述的方法，其中所述過(guò)乙酸的濃度為約10至約1,000mg/L。
31.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其還包括在所述流出物流中使過(guò)乙酸以約1至約5,000mg/L的過(guò)乙酸濃度與石油產(chǎn)品接觸，以氧化硫化物、硫醇及相似的類似物。
32.根據(jù)權(quán)利要求31所述的方法，其中所述過(guò)乙酸的濃度為約50至約500mg/L。
33.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其還包括在所述流出物流中使過(guò)乙酸以約0.5至約100mg/L的過(guò)乙酸濃度與冷卻水接觸。
34.根據(jù)權(quán)利要33所述的方法，其中所述過(guò)乙酸的濃度為約2至約25mg/L。
35.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其還包括在所述流出物流中使過(guò)乙酸以存在于接觸介質(zhì)中的約1至約5,000mg/L的過(guò)乙酸濃度范圍與含有用于脫墨的再生紙產(chǎn)品的介質(zhì)接觸。
36.根據(jù)權(quán)利要求35所述的方法，其中所述過(guò)乙酸的濃度為約50至約1,000mg/L。
37.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其還包括在所述流出物流中使過(guò)乙酸以約10至約100,000mg/L的過(guò)乙酸濃度與紙漿或紙產(chǎn)品流接觸，以對(duì)后者進(jìn)行漂白和脫木質(zhì)素，或兩者均有。
38.根據(jù)權(quán)利要求37所述的方法，其中所述過(guò)乙酸的濃度為約100至約10,000mg/L。
39.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其還包括在所述流出物流中使過(guò)乙酸以約10至約10,000mg/L的過(guò)乙酸濃度與紡織品接觸，以對(duì)后者進(jìn)行漂白。
40.根據(jù)權(quán)利要求39所述的方法，其中所述過(guò)乙酸的濃度為約50至約1,000mg/L。
41.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其還包括在所述流出物流中使過(guò)乙酸以約50至約10,000mg/L的濃度與公共機(jī)構(gòu)洗衣物接觸，以對(duì)后者進(jìn)行漂白。
42.根據(jù)權(quán)利要求41所述的方法，其中所述過(guò)乙酸的濃度為約100至約1,000mg/L。
43.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其還包括在所述流出物流中使過(guò)乙酸以約0.5至約5mg/L的過(guò)乙酸濃度與飲用水接觸，以對(duì)后者進(jìn)行處理和消毒。
44.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其還包括在所述流出物流中使過(guò)乙酸以約0.5至約1,000mg/L的過(guò)乙酸濃度與工藝用水接觸，以對(duì)后者進(jìn)行處理和消毒。
45.根據(jù)權(quán)利要求44所述的方法，其中所述過(guò)乙酸的濃度為約3至約100mg/L。
46.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其還包括在所述流出物流中使過(guò)乙酸以約0.5至約1,000mg/L的過(guò)乙酸濃度與食品和飲料處理設(shè)備接觸，以對(duì)后者進(jìn)行消毒和清潔。
47.根據(jù)權(quán)利要求46所述的方法，其中所述過(guò)乙酸的濃度為約3至約100mg/L。
48.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其還包括在所述流出物流中使過(guò)乙酸以過(guò)乙酸對(duì)烷基、油和脂肪以約0.5∶1至約5∶1的摩爾比與化學(xué)處理流接觸，以對(duì)烷基、油和脂肪中的至少一種進(jìn)行環(huán)氧化和羥基化。
49.根據(jù)權(quán)利要求49所述的方法，其中過(guò)乙酸對(duì)烷基、油和脂肪的摩爾比為約1∶1至約2∶1。
50.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中通過(guò)與所述下游操作連接的電子或機(jī)械裝置控制所述過(guò)乙酸的生成率，其中發(fā)送信號(hào)至控制器以增加或減少所述過(guò)乙酸的生成率。
51.一種以符合下游操作中對(duì)過(guò)乙酸需求的受控速率現(xiàn)場(chǎng)及按需生產(chǎn)過(guò)乙酸的連續(xù)法，其包括(a)向連續(xù)罐式反應(yīng)器中進(jìn)行乙酸、過(guò)氧化氫、催化劑和水的供料，以形成反應(yīng)介質(zhì)；(b)把來(lái)自所述反應(yīng)介質(zhì)的蒸汽向蒸餾柱的底部供料，從此處移走作為餾出物或流出物的產(chǎn)物；(c)控制過(guò)乙酸從蒸餾柱排放的所述速率，以使按所述速率生成的過(guò)乙酸符合所述下游操作中對(duì)過(guò)乙酸的所述需求。
52.根據(jù)權(quán)利要求51所述的方法，其中所述流出物流包括在水溶液中的過(guò)乙酸。
53.根據(jù)權(quán)利要求51所述的方法，其中所述流出物流包括在蒸汽相中的過(guò)乙酸。
54.根據(jù)權(quán)利要求51所述的方法，其中通過(guò)清洗部分所述反應(yīng)介質(zhì)至液位罐以增加或減少催化劑濃度，來(lái)控制所述過(guò)乙酸的生成率。
55.根據(jù)權(quán)利要求51所述的方法，其中所述過(guò)乙酸的生成率是通過(guò)增加或減少進(jìn)入連續(xù)罐式反應(yīng)器的熱能輸入來(lái)控制的。
56.根據(jù)權(quán)利要求51所述的方法，其中所述催化劑選自包括硫酸，磷酸，膦酸，磺酸，含有硫酸、鎢和磷酸鹽中的至少一種的超酸，含有包含鎢和磷酸鹽中的至少一種的硫酸鋯化合物的超酸，及其混合物。
57.根據(jù)權(quán)利要求51所述的方法，其中所述超酸催化劑被煅燒成含有固體二氧化硅和氧化鋯中的至少一種的載體，且其中所述載體被放入傳輸所述過(guò)氧酸前體混合物的柱中。
58.根據(jù)權(quán)利要求51所述的方法，其中將所述過(guò)氧化氫與所述酸催化劑預(yù)混，且此后使其與所述乙酸接觸以形成過(guò)乙酸。
59.根據(jù)權(quán)利要求51所述的方法，其中從所述罐式反應(yīng)器清洗一部分所述反應(yīng)介質(zhì)以防止痕量金屬污染物的累積。
60.根據(jù)權(quán)利要求59所述的方法，其中在所述連續(xù)罐式反應(yīng)器和再循環(huán)桶中收集的過(guò)量的酸或雜質(zhì)被排放至所述下游操作中。
61.根據(jù)權(quán)利要求51所述的方法，其中在所述系統(tǒng)中的真空由與所述冷凝器的所述排放末端連接的真空泵產(chǎn)生，所述餾出物在所述冷凝器中被冷凝。
62.根據(jù)權(quán)利要求61所述的方法，其中所述真空泵為液環(huán)真空泵，且其中來(lái)自所述真空泵的密封液排放物和/或所述真空排放物被捕捉并向所述下游操作中供料。
63.根據(jù)權(quán)利要求51所述的方法，其中多個(gè)連續(xù)罐式反應(yīng)器和蒸餾柱被并聯(lián)操作。
64.根據(jù)權(quán)利要求51所述的方法，其中向所述反應(yīng)體系中供料的過(guò)氧化氫對(duì)乙酸的所述摩爾比為約0.5∶1至約10∶1。
65.根據(jù)權(quán)利要求64所述的方法，其中過(guò)氧化氫對(duì)乙酸的所述摩爾比為約1∶1至約5∶1。
66.根據(jù)權(quán)利要求65所述的方法，其中過(guò)氧化氫對(duì)乙酸的所述摩爾比為約1∶1至約3∶1。
67.根據(jù)權(quán)利要求51所述的方法，其中所述無(wú)機(jī)酸催化劑與乙酸預(yù)混，以達(dá)到在所述反應(yīng)器中的濃度為約1至約50wt％。
68.根據(jù)權(quán)利要求67所述的方法，其中所述無(wú)機(jī)酸催化劑與乙酸預(yù)混，以達(dá)到在所述反應(yīng)器中的濃度為約5-20wt％。
69.根據(jù)權(quán)利要求51所述的方法，其中在所述蒸餾柱中的所述壓力為約3至27KPa。
70.根據(jù)權(quán)利要求69所述的方法，其中在所述蒸餾柱中的所述壓力為約5至17KPa。
71.根據(jù)權(quán)利要求51所述的方法，其中所述連續(xù)罐式反應(yīng)器中的所述溫度為約40至約65℃的范圍。
72.根據(jù)權(quán)利要求71所述的方法，其中所述連續(xù)罐式反應(yīng)器中的所述溫度為約45至約55℃的范圍。
73.根據(jù)權(quán)利要求51所述的方法，其還包括在所述流出物流中使過(guò)乙酸以約0.5至約100mg/L的過(guò)乙酸濃度與城市廢水治理工廠流出物接觸，以對(duì)后者進(jìn)行消毒。
74.根據(jù)權(quán)利要求73所述的方法，其中所述過(guò)乙酸的濃度為約3至約25mg/L。
75.根據(jù)權(quán)利要求51所述的方法，其還包括在所述流出物流中使過(guò)乙酸以約1至約100mg/L的過(guò)乙酸濃度與合流式下水道溢流接觸，以對(duì)后者進(jìn)行消毒。
76.根據(jù)權(quán)利要求75所述的方法，其中所述過(guò)乙酸的濃度為約3至約25mg/L。
77.根據(jù)權(quán)利要求51所述的方法，其還包括在所述流出物流中使過(guò)乙酸以約1至約100,000mg/L的過(guò)乙酸濃度與流入或流出的工業(yè)水流接觸，具有降低其中不期望的有機(jī)和無(wú)機(jī)物質(zhì)濃度的作用。
78.根據(jù)權(quán)利要求77所述的方法，其中所述過(guò)乙酸的濃度為約10至約1,000mg/L。
79.根據(jù)權(quán)利要求51所述的方法，其還包括在所述流出物流中使過(guò)乙酸以約1至約5,000mg/L的過(guò)乙酸濃度與石油產(chǎn)品接觸，以氧化硫化物、硫醇及相似的類似物。
80.根據(jù)權(quán)利要求79所述的方法，其中所述過(guò)乙酸的濃度為約50至約500mg/L。
81.根據(jù)權(quán)利要求51所述的方法，其還包括在所述流出物流中使過(guò)乙酸以約0.5至約100mg/L的過(guò)乙酸濃度與冷卻水接觸。
82.根據(jù)權(quán)利要81所述的方法，其中所述過(guò)乙酸的濃度為約2至約25mg/L。
83.根據(jù)權(quán)利要求51所述的方法，其還包括在所述流出物流中使過(guò)乙酸以在接觸介質(zhì)中約1至約5,000mg/L的過(guò)乙酸濃度范圍與含有用于脫墨的再生紙產(chǎn)品的介質(zhì)接觸。
84.根據(jù)權(quán)利要求83所述的方法，其中所述過(guò)乙酸的濃度為約50至約1,000mg/L。
85.根據(jù)權(quán)利要求51所述的方法，其還包括在所述流出物流中使過(guò)乙酸以約10至約100,000mg/L的過(guò)乙酸濃度與紙漿或紙產(chǎn)品流接觸，以對(duì)后者進(jìn)行漂白和脫木質(zhì)素。
86.根據(jù)權(quán)利要求85所述的方法，其中所述過(guò)乙酸的濃度為約100至約10,000mg/L。
87.根據(jù)權(quán)利要求51所述的方法，其還包括在所述流出物流中使過(guò)乙酸以約10至約10,000mg/L的過(guò)乙酸濃度與紡織品接觸，以對(duì)后者進(jìn)行漂白。
88.根據(jù)權(quán)利要求87所述的方法，其中所述過(guò)乙酸的濃度為約50至約1,000mg/L。
89.根據(jù)權(quán)利要求51所述的方法，其還包括在所述流出物流中使過(guò)乙酸以約50至約10,000mg/L的濃度與公共機(jī)構(gòu)洗衣物接觸，以對(duì)后者進(jìn)行漂白。
90.根據(jù)權(quán)利要求89所述的方法，其中所述過(guò)乙酸的濃度為約100至約1,000mg/L。
91.根據(jù)權(quán)利要求51所述的方法，其還包括在所述流出物流中使過(guò)乙酸以約0.5至約5mg/L的過(guò)乙酸濃度與飲用水接觸，以對(duì)后者進(jìn)行處理和消毒。
92.根據(jù)權(quán)利要求91所述的方法，其中所述過(guò)乙酸的濃度為約3至約50mg/L。
93.根據(jù)權(quán)利要求51所述的方法，其還包括在所述流出物流中使過(guò)乙酸以約0.5至約1,000mg/L的過(guò)乙酸濃度與工藝用水接觸，以對(duì)后者進(jìn)行處理和消毒。
94.根據(jù)權(quán)利要求93所述的方法，其中所述過(guò)乙酸的濃度為約3至約100mg/L。
95.根據(jù)權(quán)利要求51所述的方法，其還包括在所述流出物流中使過(guò)乙酸以約0.5至約1,000mg/L的過(guò)乙酸濃度與食品和飲料處理設(shè)備接觸，以對(duì)后者進(jìn)行消毒和清潔。
96.根據(jù)權(quán)利要求95所述的方法，其中所述過(guò)乙酸的濃度為約3至約100mg/L。
97.根據(jù)權(quán)利要求51所述的方法，其還包括在所述流出物流中使過(guò)乙酸以過(guò)乙酸對(duì)烷基、油和脂肪約0.5∶1至約5∶1的摩爾比與化學(xué)處理流接觸，以對(duì)烷基、油和脂肪中的至少一種進(jìn)行環(huán)氧化和羥基化。
98.根據(jù)權(quán)利要求97所述的方法，其中過(guò)乙酸對(duì)烷基、油和脂肪的摩爾比為約1∶1至約2∶1。
99.根據(jù)權(quán)利要求51所述的方法，其中通過(guò)與所述下游操作連接的電子或機(jī)械裝置控制所述過(guò)乙酸的生成率，其中發(fā)送信號(hào)至控制器以增加或減少所述過(guò)乙酸的生成率。
全文摘要
使用連續(xù)法現(xiàn)場(chǎng)及按需制備水溶液或蒸汽相中的過(guò)乙酸?？砂词芸氐乃俾噬a(chǎn)過(guò)乙酸以符合下游操作的需要。在一實(shí)施方案中，管道式反應(yīng)器和蒸餾柱被用于生產(chǎn)過(guò)乙酸。在另一實(shí)施方案中，裝置包括用于生產(chǎn)過(guò)乙酸的連續(xù)罐式反應(yīng)器和蒸餾柱。部分由于在反應(yīng)器中反應(yīng)物的有限供料量，特別是在蒸汽相中的那些，本發(fā)明有可能提供比目前可采用的方法安全得多的來(lái)源的含水過(guò)乙酸。
文檔編號(hào)C01B15/00GK101023058SQ200580031636
公開(kāi)日2007年8月22日 申請(qǐng)日期2005年7月27日 優(yōu)先權(quán)日2004年7月28日
發(fā)明者馬克·K·溫尼雅德, 羅伯特·L·莫里森, 弗雷德里克·E·布德, 約翰·R·沃爾頓 申請(qǐng)人:佩雷根系統(tǒng)有限公司