EA201892603A1 20190430 Номер и дата охранного документа [PDF] EAPO2019\PDF/201892603 Полный текст описания [**] EA201892603 20160513 Регистрационный номер и дата заявки US15/154,595 20160513 Регистрационные номера и даты приоритетных заявок US2016/032522 Номер международной заявки (PCT) WO2017/196373 20171116 Номер публикации международной заявки (PCT) EAA1 Код вида документа [PDF] eaa21904 Номер бюллетеня [**] СПОСОБ НЕПРЕРЫВНОГО ПОЛУЧЕНИЯ РАСТВОРОВ ПЕРКАРБОНОВОЙ КИСЛОТЫ ПО МЕСТУ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Название документа [8] A61L 2/18, [8] C07C409/24, [8] C11D 3/395 Индексы МПК [US] Дел Негро Эндрю, [US] Гриммер Пол Сведения об авторах [US] ЭЛТРОН РИСЕРЧ ЭНД ДИВЕЛОПМЕНТ, ЭлЭлСи Сведения о заявителях
 

Патентная документация ЕАПВ

 
Запрос:  ea201892603a*\id

больше ...

Термины запроса в документе

Реферат

[RU]

Предложены различные способы и системы для получения композиций пероксикарбоновой кислоты и, в частности, неравновесных композиций надуксусной кислоты. Способы и системы регулирования скоростей потоков и соотношений сырья/реагентов осуществляют необходимую последовательность стадий реакции с получением непрерывным образом с высоким выходом растворов пероксикарбоновой кислоты и обеспечивают оптимальное время реакции и смешивание реагентов для непрерывного и безопасного получения на месте.


Полный текст патента

(57) Реферат / Формула:

Предложены различные способы и системы для получения композиций пероксикарбоновой кислоты и, в частности, неравновесных композиций надуксусной кислоты. Способы и системы регулирования скоростей потоков и соотношений сырья/реагентов осуществляют необходимую последовательность стадий реакции с получением непрерывным образом с высоким выходом растворов пероксикарбоновой кислоты и обеспечивают оптимальное время реакции и смешивание реагентов для непрерывного и безопасного получения на месте.


Евразийское (21) 201892603 (13) A1
патентное
ведомство
(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ЕВРАЗИЙСКОЙ ЗАЯВКЕ
(43) Дата публикации заявки 2019.04.30
(22) Дата подачи заявки 2016.05.13
(51) Int. Cl.
A61L 2/18 (2006.01) C07C 409/24 (2006.01) C11D 3/395 (2006.01)
(54) СПОСОБ НЕПРЕРЫВНОГО ПОЛУЧЕНИЯ РАСТВОРОВ ПЕРКАРБОНОВОЙ КИСЛОТЫ ПО МЕСТУ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
(31) 15/154,595
(32) 2016.05.13
(33) US
(86) PCT/US2016/032522
(87) WO 2017/196373 2017.11.16
(71) Заявитель:
ЭЛТРОН РИСЕРЧ ЭНД ДИВЕЛОПМЕНТ, ЭлЭлСи (US)
(72) Изобретатель:
Дел Негро Эндрю, Гриммер Пол (US)
(74) Представитель:
Медведев В.Н. (RU)
(57) Предложены различные способы и системы для получения композиций пероксикарбоно-вой кислоты и, в частности, неравновесных композиций надуксусной кислоты. Способы и системы регулирования скоростей потоков и соотношений сырья/реагентов осуществляют необходимую последовательность стадий реакции с получением непрерывным образом с высоким выходом растворов пероксикарбоновой кислоты и обеспечивают оптимальное время реакции и смешивание реагентов для непрерывного и безопасного получения на месте.
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
2420-553617ЕА/022
СПОСОБ НЕПРЕРЫВНОГО ПОЛУЧЕНИЯ РАСТВОРОВ ПЕРКАРБОНОВОЙ КИСЛОТЫ ПО МЕСТУ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
ПЕРЕКРЕСТНАЯ ССЫЛКА НА РОДСТВЕННЫЕ ЗАЯВКИ
[1] По настоящей заявке испрашивается приоритет по непредварительной заявке U.S. № 15/154595, поданной 13 мая 2016 г. под названием Process for the Continuous On-Site Production of Percarboxycilic Acid Solutions and Device for its Implementation, которая включена в настоящее изобретение в качестве ссылки.
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
[2] Настоящее изобретение относится к способам и системам для непрерывного получения неравновесных растворов, содержащих некоторые кислоты в биоцидных концентрациях. Точнее, настоящее изобретение относится к способам и системам для получения неравновесных растворов, содержащих пероксикарбоновые кислоты в биоцидных концентрациях, включая надуксусную кислоту, по требованию и на месте использования.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
[3] Надуксусная кислота (РАА) является сильным дезинфицирующим веществом с широким спектром противомикробной активности. РАА обычно получают по реакции концентрированной уксусной кислоты (АА) и концентрированного пероксида водорода (HP) . Сильные гомогенные кислотные катализаторы (например, 1-20% серной кислоты) обычно используют для катализа реакции со смещением к равновесию. Реагенты вводят в реактор и перемешивают, и в реакторе превращаются в смесь продуктов. Эти смеси получают в больших количествах на предприятии и после проведения реакции помещают в хранилище или в транспортировочные контейнеры и им дают "созревать" в течение нескольких дней и за это время смесь приближается к равновесному состоянию и достигает его. Поскольку эти смеси хранят и транспортируют после того, как реакции образования РАА достигли равновесия, их называют "равновесными смесями".
[4] Равновесные смеси РАА обычно получают в концентрациях,
равных 5-35% (мае.) РАА, содержащих избыток HP и АА и остальным является вода, т. е. высокими концентрациями HP и/или АА по сравнению с концентрацией РАА. Стабилизаторы следует добавлять к РАА для предупреждения разложения при хранении и транспортировке конечным потребителям. Основные области применения равновесных РАА включают дезинфекцию, отбеливание и химический синтез. Действующей практикой для такого применения является распределение объемных равновесных растворов РАА из крупных заводов-изготовителей на места конечного использования, часто включающее множество распределителей и транспортировочных операций. Эти растворы следует транспортировать в соответствии с нормативами для опасных материалов (корродирующие, окислитель) и они являются взрывоопасными. После доставки конечному потребителю равновесные РАА до использования обычно хранят в вентилируемых емкостях. Концентрации РАА, достигающие 15%, обычно используют для обработки воды, санитарной обработки, дезинфекции и стерилизации в пищевой промышленности и промышленности безалкогольных напитков, в прачечных и для медицинских целей. Более значительные концентрации РАА, достигающие 4 0%, используют только для реакций окисления.
[5] В водном растворе надуксусная кислота находится в химическом равновесии с уксусной кислотой, пероксидом водорода и водой. Это равновесие описывается следующим уравнением (1):
О О II II
Н202 + СН3 С ОН * СН3 С ООН +Н20 (1)
пероксид уксусная надуксусная вода
водорода кислота кислота
[б] Соответственно, более высокая концентрация реагентов необходима для обеспечения более высокой концентрации надуксусной кислоты. Напротив, более высокая концентрация воды будет смещать реакцию в обратном направлении и это означает, что разбавленные растворы обладают очень низкими равновесными концентрациями РАА и в основном содержат воду и неиспользованные исходные вещества.
[7] Отношение молярных концентраций продуктов к концентрациям реагентов дает равновесное отношение, часто называющееся константой равновесия. Константы равновесия для растворов пероксикарбоновых кислот можно определить по стандартным методикам. Константу равновесия пероксикарбоновой кислоты можно определить по следующему уравнению (2А): [RCO-0-OH]х[Н20]
=константа равновесия (2А)
[RCO-OH] х [Н202]
[8] Константу равновесия РАА можно определить по
следующему уравнению (2В):
О I I
[СН3 С ООН] х [Н20]
=константа равновесия (2В)
О I I
[СН3 С ОН] х [Н202]
[9] Для равновесных растворов надуксусной кислоты эта константа равновесия обычно равна от 1,8 до 2,5 (D. Swern, ed., Organic Peroxides, Wiley-Interscience, New York, 1970-72).
[10] Примером типичных равновесных композиций,
производящихся в промышленном масштабе и распределяющихся в объеме, является равная 5-35 мас.% для надуксусной кислоты, до 30% для пероксида водорода, до 40% для уксусной кислоты и остальным является вода. Отношение массы пероксида водорода к массе надуксусной кислоты и к массе уксусной кислоты в продающихся продуктах составляет от 4,6:1:1,3 (5-6% равновесной РАА) до 1:5,4:6,2 (35% равновесной РАА) . Использование только отношения [Н202] : [РАА] является слишком упрощенным для того, чтобы отличить равновесные растворы от неравновесных растворов надуксусной кислоты, поскольку оно не учитывает вклад уксусной кислоты в константу равновесия.
[11] Для производства равновесных смесей РАА на централизованном предприятии необходимы большие капиталовложения вследствие высокой стоимости материалов и оборудования. Другим ограничением является продолжительное время для достижения
равновесия реакции. При практическом производстве равновесных смесей необходимо использование катализатора, который затем нужно отделить от продукта с помощью дорогостоящих стадий очистки. Для сведения к минимуму затрат на транспортировку равновесные смеси получают в относительно высоких концентрациях и затем разбавляют на месте использования. Однако эти смеси опасны и взрывоопасны и необходимы дорогостоящие процедуры транспортировки и использования. Транспортируемый объем ограничивается равным менее 300 галлонов на контейнер вследствие опасной природы равновесных смесей, что требует сложной и дорогостоящей логистики для потребителей, которым необходимы большие объемы. Поэтому готовые смеси РАА дороже для конечного потребителя и опаснее, чем соответствующие вариантам осуществления настоящего изобретения.
[12] Можно получить РАА на месте. Большие количества равновесных РАА можно получить смешиванием концентрированного пероксида водорода и уксусной кислоты с водой. Серную кислоту также можно добавить в качестве катализатора для ускорения установления равновесия. Смешанному раствору дают "созреть" в течение не менее 6-10 дней для установления химического равновесия до использования. Время созревания увеличивается при уменьшении концентрации любого исходного вещества и составляет несколько недель или более при очень низких концентрациях на месте использования. В большинстве случаев использования концентрация надуксусной кислоты (за исключением отбеливания целлюлозы) ограничивается равной менее 17 0 мг/л для очистки твердых поверхностей и менее 8 0 мг/л для контакта с продуктом и часто менее 10 мг/л для водной обработки.
[13] В качестве примера недостатка получения низкой концентрации равновесных растворов можно указать, что при равной 2 00 мг/л концентрации надуксусной кислоты в равновесном растворе от содержит 4000 мг/л пероксида водорода и 35000 мг/л уксусной кислоты, которая является неиспользованным исходным веществом (константа равновесия=2,05). В то же время, неравновесные растворы надуксусной кислоты могут содержать 2 00 мг/л надуксусной кислоты, 200 мг/л пероксида водорода и 160 мг/л
уксусной кислоты (константа равновесия=9315) . Поэтому для прямого получения низкой концентрации надуксусной кислоты быстро и экономично на месте необходим неравновесный продукт.
[14] "Неравновесные" означают химические смеси, которые не обладают определенными константами равновесия, такими как определенные с помощью уравнения (2А) для пероксикарбоновых кислот в целом или с помощью уравнения (2В) для растворов надуксусной кислоты. Соответственно, неравновесный раствор РАА необязательно описывается, как обладающий константой равновесия, обычно рассчитанной с помощью уравнения (2), которая не равна от 1,8 до 2,5.
[15] Обычные неравновесные растворы надуксусной кислоты производятся в промышленном масштабе в объемных количествах путем проводимого сначала получения равновесной РАА с последующей перегонкой такой равновесной РАА. Затем неравновесный дистиллят необходимо хранить при температуре, близкой к его температуре замерзания, для сведения к минимуму разложения и изменения равновесия при хранении. Этот способ получения неравновесной надуксусной кислоты непригоден для получения на месте конечными потребителями вследствие сложности такого способа получения, необходимости опыта проведения такой работы, использования концентрированных опасных материалов и опасности взрыва при дистилляции концентрированных пероксидов.
[16] Для преодоления некоторых из этих затруднений предпринимались различные попытки получения растворов РАА на месте и на месте использования. Равновесные смеси можно получить на месте путем непрерывного получения смеси отдельных компонентов равновесной РАА (патент U.S. № 6719921). Низкая скорость смещения реакции к равновесию требует использования сильного кислотного катализатора и поэтому катализатор содержится в готовой смеси. Реакция отдельных компонентов с достижением равновесия протекает в сосуде для проведения реакции, обладающем объемом, достаточным для получения реакционной смеси с временем пребывания, достаточным для установления равновесия. Это может привести к увеличенным и неприменимым на практике временам запуска в случае
запланированных или незапланированных остановок системы. Природа равновесной смеси означает, что в полученной готовой смеси по ее природе остается некоторое пропорциональное количество реагентов (HP и АА) . В этой равновесной реакции сырье (HP и АА) используется менее эффективно, чем в необратимой и быстрой реакции получения неравновесных смесей в вариантах осуществления настоящего изобретения. Быстрая реакция в вариантах осуществления настоящего изобретения сводит к минимуму время запуска системы, делая ее более подходящей для получения РАА по требованию на месте использования.
[17] Смеси реакционноспособных предшественников можно ввести в реакцию с потоком гидроксида щелочного металла с получением неравновесных смесей РАА на месте использования. В публикации заявки на патент U.S. № 20120245228 описан предварительно смешанный поток донора ацетила и пероксида водорода, взаимодействующий с потоком гидроксида натрия или калия. Щелочная среда создает возможность протекания реакции пергидролиза пероксида с получением неравновесных смесей РАА. Этот способ трудно регулировать вследствие нестабильности смеси реакционноспособных предшественников, а также гетерогенности смеси предшественников и он менее эффективен (по выходу в %) по сравнению с вариантами осуществления настоящего изобретения. Меньший выход приводит к композиции РАА с повышенным содержанием уксусной кислоты по сравнению с вариантами осуществления настоящего изобретения. Затраты, связанные с получением смеси предшественников, а также меньший выход РАА в реакции приводит к более дорогостоящей смеси РАА по сравнению с вариантами осуществления настоящего изобретения.
[18] В патенте U.S. № 5505740 описан способ получения in-situ пероксикислоты с использованием предшественника надкислоты, источника пероксида водорода и источника для задержки высвобождения кислоты для отбеливающего продукта (промывочный раствор) и способ удаления загрязнений с ткани. В способе Kong et al. в водном промывочном растворе сначала создают относительно большой рН (например, 9,5) для увеличения образования пероксикислоты в водном растворе, затем рН водного
раствора снижают, например, путем задержки высвобождения кислоты для усиления отбеливающего действия. Источником задержки высвобождения кислоты может быть кислота замедленной растворимости, кислота с покрытием из малорастворимого реагента или вырабатывающие кислоту соединения или кислота, не зависящая от использующегося отбеливающего продукта.
[19] Патент Великобритании № GB 1456592 относится к
отбеливающейся композиции, содержащей капсулированные
отбеливающие гранулы и агломерированные регулирующие рН гранулы
кислоты. Отбеливающие гранулы содержат органическую
пероксикислоту, стабилизированную солью (солями) сильных кислот
и гидратной водой, капсулированную в покрытии из жирного спирта.
Регулирующие рН гранулы содержат растворимый в воде щелочной
буфер, обеспечивающий рН 7-9, агломерированный с подходящим
клеевым материалом с обеспечением желательной задержки
растворимости. Предпочтительными пероксикислотами являются
диперизофталевая кислота, диперазелаиновая кислота,
диперадипиновая кислота, монопероксиизофталевая кислота, мононатриевая соль диперокситерефталевой кислоты, 4-хлордипероксифталевая кислота, п-нитропероксибензойная кислота, и м-хлорпероксибензойная кислота.
[20] Патент U.S. № 6569286 и публикация РСТ № WO 0019006
(заявка № WO1999GB03178) относятся к способу отбеливания шерсти
и нешерстяной массы. В этом способе агломерат, содержащий, в
частности, активатор отбеливания (например,
тетраацетилэтилендиамин, TAED) и растворимое связующее пероксида (например, поливиниловый спирт) добавляют к разбавленному раствору пероксида водорода. Компоненты вводят в реакцию и рН полученной смеси химически устанавливают в подходящей щелочной области и массу вводят во взаимодействие с полученным раствором.
[21] Надкислоты можно получить в электрохимических ячейках или реакторах путем установления разности потенциалов на электродах, погруженных в электропроводную жидкость, и введения подходящих реагентов. Например, патент U.S. № 6387238 относится к способу получения противомикробного раствора, содержащего надуксусную кислоту, котором пероксид водорода или пероксид-ионы
образуют электролитически, и затем пероксид водорода или пероксид-ионы вводят в реакцию с донором ацетила с образованием надуксусной кислоты.
[22] В патенте U.S. № 6949178 раскрыт способ и аппарат для получения пероксиуксусной кислоты на катоде электролитической ячейки, обладающей мембраной с ионной проводимостью, соприкасающейся с анодом, газодиффузионным катодом. Способ включает подачу водного раствора органической кислоты к аноду, подачу источника кислорода к катоду и образование пероксикислоты на катоде.
[23] В Европейском патенте ЕР1469102 раскрыт способ и аппарат для электролитического получения надуксусной кислоты из уксусной кислоты или ацетата с использованием электролитической ячейки, включающей газодиффузионный электрод в присутствии твердого кислотного катализатора.
[24] В JP-T-2003-506120 раскрыт электролитический синтез пероксиуксусной кислоты. В этом способе электролизуют газообразный кислород и получают пероксиды, которые затем вводят в реакцию с ацетилсалициловой кислотой и получают пероксиуксусную кислоту.
[25] Другими недостатками известных способов являются, в частности, следующие, (1) большая продолжительность реакции или времен созревания, необходимых для получения равновесных концентраций растворов надуксусной кислоты; (2) стоимость транспортировки, использования и хранения, (3) ограниченный срок годности концентрированных кислот, оснований и пероксидов, которые все являются корродирующими и опасными материалами; (4) стоимость транспортировки больших количеств воды, содержащей продающийся пероксид водорода; (5) наличие стабилизаторов или загрязнений, поступающих из продающегося пероксида водорода; и (6) относительно низкая производительность или чрезмерные размер и стоимость оборудования. Кроме того, практика объединения объемных химических компонентов, полученных у поставщиков, для получения растворов неравновесной пероксикарбоновой кислоты, включающих надуксусную кислоту, не дает композиции, предлагаемые в настоящем изобретении. Способы и соответствующие устройства,
предлагаемые в настоящем изобретении, устраняют эти недостатки и другие недостатки, связанные с транспортировкой, хранением и использованием продающейся концентрированной надуксусной кислоты.
[2 6] Необходим способ, в котором реагенты смешиваются при меньших требованиях к сроку хранения или транспортировки, чем получаемый раствор, быстро и безопасно с обеспечением преимуществ неравновесного раствора пероксикарбоновой кислоты и преимуществ смешивания на месте с высоким выходом. В способе эффективного непрерывного получения неравновесной РАА необходимы операции и проведение реакций сырья в определенной последовательности и поддержание определенных соотношений для предупреждения случайного образования небезопасных смесей и для обеспечения пропорционального потока сырья с обеспечением оптимальной степени превращения при реакции и тем самым экономичное получение РАА.
[27] Следовательно, необходим эффективный способ получения пероксикарбоновых кислот, включая надуксусную кислоту, на месте, по требованию и экономичным образом. Другие задачи могут быть приведены в настоящем изобретении.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ НАСТОЯЩЕГО ИЗОБРЕТЕНИЯ
[28] Указанные затруднения и другие потребности в данной области техники, очевидные из последующего описания, можно преодолеть и обеспечить способом, соответствующим способам и системам вариантов осуществления настоящего изобретения. Производство на месте использования устраняет многие из затруднений, связанных со стоимостью и безопасностью при транспортировке объемных равновесных смесей пероксикарбоновой кислоты. Способы и системы являются экономичными и простыми и позволяют проводить получение неравновесных пероксикарбоновых продуктов на месте использования конечными пользователями неравновесных смесей пероксикарбоновой кислоты. Система регулирует скорости потоков, соотношения реагентов и необходимую последовательность стадий реакции с обеспечением высоких выходов растворов пероксикарбоновой кислоты непрерывным образом и
обеспечивает оптимальное время реакции, отношения потоков реагентов, рН смешанного потока и смешивание реагентов для непрерывного и безопасного производства на месте.
[29] Варианты осуществления настоящего изобретения относятся к улучшенным способам получения неравновесных пероксикарбоновых кислот и растворов, содержащих неравновесную пероксикарбоновую кислоту, для различных целей. Настоящее изобретение также относится к улучшенным композициям, содержащим неравновесные пероксикарбоновые кислоты, полученные способами, предлагаемыми в настоящем изобретении. Способы и композиции, предлагаемые в настоящем изобретении, являются особенно подходящими для получения неравновесных растворов надуксусной кислоты (РАА). РАА является типичной пероксикарбоновой кислотой. Способы и композиции, предлагаемые в настоящем изобретении, примерами которых является РАА, обычно можно реализовать для любой одной или большего количества пероксикарбоновых кислот.
[30] Настоящее изобретение относится к способу получения неравновесной надуксусной кислоты, который облегчает получение РАА на месте и по требованию и обладает многими преимуществами по сравнению со способами и композициями предшествующего уровня техники.
[31] Предложены различные способы получения неравновесных пероксикарбоновых кислот, таких как неравновесная надуксусная кислота. Получение является особенно подходящим для получения неравновесной надуксусной кислоты на месте. Обычно в вариантах осуществления настоящего изобретения неравновесную РАА получают по реакции надлежащим образом выбранного донора ацила, предпочтительно донора ацетила, с пероксидом водорода с образованием неравновесной пероксикарбоновой кислоты. Состав источника донора ацетила для применения в промышленной реакторной системе может включать донор ацетила, необязательно, содержащий более одного типа донора ацетила, необязательно, содержащий соль электролита, необязательно, содержащий стабилизатор пероксида, необязательно содержащий основание, необязательно содержащий кислоту, необязательно содержащий растворитель (вода, спирты, органический растворитель). Донор
ацила или ацетила выбирают так, чтобы обратная реакция была невозможна или обладала очень низкой скоростью. Так, уксусная кислота (или другая карбоновая кислота) сама не является предпочтительным донором ацетила. Примеры доноров ацетила включают, но не ограничиваются только ими, доноры О-ацетила (--0--С(0)СН3), такие как акацетин, диацетин, триацетин, ацетилсалициловая кислота, пентаацетат (|3) -D-глюкозы, (моно- и три)ацетат целлюлозы, гексаацетат D-маннита, октаацетат сахарозы и уксусный ангидрид. Также можно использовать доноры N-ацетила (--N--C (О) СН3) , такие как N, N, N'N'-тетраацетилэтилендиамин (TAED) , N-ацетилглицин, Ы-ацетил-5-БЪ-метионин, б-ацетамидогексановую кислоту, N-ацетил-Ъ-цистеин, 4-ацетамидофенол и N-ацетил-Ъ-глутамин.
[32] Полученные растворы, включая растворы надуксусной
кислоты, обладают неравновесными составами, такими как
характеризующиеся большими отношениями количества
пероксикарбоновой кислоты (РОА) и воды к количеству карбоновой кислоты (СА) и пероксида водорода (Н202) . В одном объекте отношение [РОА] [Н20] / [СА] [Н202] равно > 10, > 100, > 1000, > 10000. В другом объекте отношение [РОА]:[Н202] равно: > 1, > 5, > 10, > 100, если отношение концентраций [РОА]:[СА] равно > 1.
[33] Точнее, растворы надуксусной кислоты, предлагаемые в настоящем изобретении, обладают неравновесными составами, такими как характеризующиеся большими отношениями количества надуксусной кислоты (РАА) и воды (Н20) к количеству уксусной кислоты (АА) и пероксида водорода (Н202) отношениями. В одном объекте отношение [РАА] [Н20]/[АА] [Н202] равно > 10, > 100, > 1000,
> 10000. В другом объекте отношение [РАА] : [Н202] равно: > 1, > 5,
> 10, > 100, если отношение концентраций [РАА] : [АА] равно > 1. Неравновесные растворы РАА экономически конкурентны по сравнению с подающимися равновесными растворами надуксусной кислоты и обычно обладают максимальным массовым содержанием надуксусной кислоты, равным от 5% до 35%, когда отношения [РАА] [Н20]/[АА] [Н202] обычно равны от 1,8 до 2,5.
[34] Особым преимуществом применения неравновесной
пероксикарбоновой кислоты является то, что экономично можно получить растворы, обладающие концентрациями, равными менее примерно 10 г/л пероксикарбоновой кислоты. Это в особенности проявляется в случае неравновесной РАА. Например, получение разбавленных растворов ( <10 г/л) равновесной РАА неэкономично, поскольку в разбавленных растворах равновесие благоприятствует более предпочтительному образованию пероксида водорода и уксусной кислоты по сравнению РАА и необходимы большие содержания загружаемых химикатов для получения необходимой РАА при низкой концентрации. Поэтому стоимость загружаемых химикатов для неравновесной РАА намного меньше, чем для равновесной РАА при низких концентрациях РАА. Другим преимуществом неравновесной пероксикарбоновой кислоты является то, что загружаемые химикаты
(пероксид водорода и донор ацила (или донор ацетила)) значительно менее опасны, чем при высокой концентрации равновесных растворов. Это обеспечивает более безопасное хранение и применение для конечного потребителя.
[35] Одним объектом настоящего изобретения является получение неравновесного раствора пероксикарбоновой кислоты способом, включающим:
[36] а. разбавление водного раствора пероксида водорода умягченной или деионизированной (ДИ) водой до концентрации, равной менее 10% (мае./мае), предпочтительно менее б%
(мае./мае.)
[37] Ь. добавление гидроксида щелочного металла или гидроксида щелочноземельного металла, или растворов гидроксида щелочного металла или гидроксида щелочноземельного металла для установления рН полученной смеси пероксидов равным от 10 до 13,5.
[38] с. в-третьих, добавление подходящего донора О-ацетила или N-ацетила, так чтобы отношение количества пероксида к количеству ацетильных групп в реакционной смеси равнялось не менее 1, более предпочтительно 1,5 или более.
[39] d. достаточное и проводимое в течение достаточного времени перемешивание компонентов для превращения двухфазной смеси в однофазный раствор, что указывает на почти полное
завершение реакции.
[40] е. необязательно добавление источника кислоты к реакционной смеси для регулирования рН смеси.
[41] f. необязательно добавление дополнительного пероксида к реакционной смеси для пополнения смеси пероксидным компонентом.
[42] Выше довольно широко описаны особенности и технические преимущества вариантов осуществления настоящего изобретения для лучшего понимания последующего подробного описания вариантов осуществления настоящего изобретения. Указанные выше и другие варианты осуществления и особенности настоящего изобретения будут еще лучше поняты из описания, прилагаемых чертежей и/или прилагаемой формулы изобретения. Дополнительные особенности и преимущества вариантов осуществления настоящего изобретения описаны ниже в настоящем изобретении и они образуют объект формулы изобретения. Специалисты в данной области техники должны понимать, что концепцию и раскрытые конкретные варианты осуществления можно легко использовать в качестве основы для модификации и построения других структур для реализации тех же задач вариантов осуществления настоящего изобретения. Специалисты в данной области техники также должны понимать, что такие эквивалентные конструкции не отклоняются от сущности и объема вариантов осуществления настоящего изобретения, описанных в прилагаемой формуле изобретения. КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
[43] Чертежи, которые включены в настоящем изобретении, иллюстрируют один или большее количество вариантов осуществления настоящего изобретения и тем самым помогают лучше объяснить одно или большее количество воплощений одного или большего количества вариантов осуществления. Само по себе чертежи не ограничивают какое-либо конкретное воплощение любого варианта осуществления настоящего изобретения. На чертежах представлено следующее:
[44] Фиг. 1 является блок-схемой пути перемещения источников сырья и компонентов системы регулирования в одном варианте осуществления устройства, в котором вода, источник пероксида, источник гидроксида и источник донора ацетила
смешиваются в заданном порядке для получения раствора пероксикарбоновой кислоты с регулируемой концентрацией пероксикарбоновой кислоты на выходе.
[45] Фиг. 2 является блок-схемой пути перемещения источников сырья и компонентов системы регулирования в одном варианте осуществления устройства, в котором источник пероксида, источник гидроксида и источник донора ацетила, и источник кислоты смешиваются в заданном порядке для получения раствора пероксикарбоновой кислоты с регулируемыми рН, концентрацией пероксикарбоновой кислоты и концентрацией пероксида на выходе.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[4 6] Порядок элементов в этой последовательности, описанные
концентрации, значения рН, условия смешивания и отношения
концентраций, описанные в настоящем изобретении и регулируемые
описанной системой, являются специфическими особенностями
вариантов осуществления настоящего изобретения, позволяющие
быстрое, безопасное и экономичное получение на месте
неравновесных растворов пероксикарбоновой кислоты системой.
Разбавление пероксида до концентрации, равной менее 10%
(мае./мае), водой до смешивания с источником гидроксида или,
альтернативно, источника гидроксида до смешивания с источником
пероксида предупреждает образование взрывоопасной смеси и
поэтому важно для безопасной работы системы. Регулирование рН
раствора пероксида в диапазоне от 10 до 13,5 до добавления
донора ацила вызывает протекание реакции образования
пероксикарбоновой кислоты с большей скоростью, чем при значениях
рН за пределами этого диапазона. Однако скорость реакции
разложения пероксикарбоновой кислоты увеличивается при
увеличении рН. Регулирование рН предупреждает ограничение выхода
реакции вследствие разложения. Быстрое образование
пероксикарбоновой кислоты желательно для применения. Если отношение количества пероксида к количеству ацильных групп в реакционной смеси равно не менее 1, последовательность дает пероксикарбоновые кислоты с наибольшей эффективностью с точки зрения степени превращения исходных веществ. Эффективное превращение исходных веществ желательно для экономичного
получения пероксикарбоновых кислот.
[47] Значение рН реакционной смеси, выходящей из перемешивающего устройства, измеренное рН-метром в системе, может не быть желательным для данного применения. Поэтому источники кислоты или гидроксида можно добавить к смеси до отправления заказчику для установления рН, делающего отправленный раствор пригодным для данного случая применения. Аналогичным образом, источник пероксида можно добавить к смеси до отправления заказчику с целью увеличения отношения количества пероксида к количеству пероксикарбоновой кислоты, пригодного для данного случая применения.
[48] При использовании в настоящем изобретении термин "примерно", изменяющий количество ингредиента или реагента, использующегося в вариантах осуществления настоящего изобретения, означает числовое изменение количества, которое может произойти, например, при типичных процедурах измерения и использования жидкости, использующихся для приготовления концентратов или реального использования растворов; при непреднамеренной ошибке в этих процедурах; при различиях в изготовлении, источнике или чистоте ингредиентов, использующихся для получения композиций или проведения способов; и аналогичных. Термин "примерно" также включает количества, которые различаются вследствие разных условий установления равновесия для композиции, обусловленных конкретной исходной смесью. Независимо от того, изменен или не изменен термин "примерно", формула изобретения включает эквиваленты количеств.
[49] При использовании в настоящем изобретении "содержит" является синонимом терминов "включающий", "содержащий" или "характеризующийся" и означает наличие указанных особенностей, целых значений, стадий или компонентов, указанных в формуле изобретения, но не исключает наличие или добавление одной или большего количества других особенностей, целых значений, стадий, компонентов или их групп. Термин является включающим или допускающим изменения и не исключает дополнительные неуказанные элементы или стадии способа. При использовании в настоящем изобретении "состоящий из" исключает любой элемент, стадию или
ингредиент, не указанный в заявленном элементе. При использовании в настоящем изобретении "состоящий в основном из" не исключает материалы или стадии, которые существенно влияют на основные или новые характеристики элемента. Широкий термин "включающий" предназначен для включения более узкого термина "состоящий в основном из" и еще более узкого термина "состоящий из". Таким образом, при любом использовании в настоящем изобретении выражение "включающий один или большее количество заявленных элементов" (например, "включающий А и В), выражение включает более узкие, например, "состоящий в основном из А и В" и "состоящий из А и В". Таким образом более широкий термин "включающий" при каждом использовании в настоящем изобретении предназначен для конкретной поддержки терминов "состоящий в основном из" и "состоящий из". Настоящее изобретение, иллюстративно описанное ниже, можно с успехом осуществлять при отсутствии любого элемента или элементов, ограничения или ограничений, которые специально не раскрыты в настоящем изобретении.
[50] При использовании в настоящем изобретении термин "надкислота" является синонимом термина пероксикислота, перкарбоновая кислота и пероксоеваякислота. Как общеизвестно, надкислота включает надуксусную кислоту.
[51] При использовании в настоящем изобретении термин "надуксусная кислота" обозначают аббревиатурой "РАА" и является синонимом пероксиуксусной кислоты, этанпероксоевой кислоты и всех других синонимов с регистрационным номером CAS 79-21-0.
[52] При использовании в настоящем изобретении термин "Неравновесные" относится к химической смеси, которая не обладает значением константы равновесия, таким как определяемое уравнением (2А) для пероксикарбоновых кислот в целом или уравнением (2В) для растворов надуксусной кислоты. Соответственно, неравновесный раствор РАА необязательно описан, как обладающий константой равновесия, обычно рассчитанной по уравнению (2) которая не равна от 1,8 до 2,5. В одном объекте неравновесная РАА определяется, как ее растворы, обладающие константой равновесия, равной более 10, более 100, более 1000 и
более 10000. При использовании в настоящем изобретении в некоторых объектах "неравновесные растворы надуксусной кислоты" означают растворы РАА, обладающие константами равновесия, равными более 10, более 100, более 1000 и более 10000.
[53] "Донор ацила" означает вещество, которое поставляет
донор ацила для реакции с пероксидом водорода или пероксид-
ионами с образованием раствора, который включает
пероксикарбоновую кислоту. В предпочтительном варианте осуществления "донор ацила" означает вещество, которое поставляет донор ацила для реакции с пероксидом водорода или пероксид-ионами с образованием раствора, который включает надуксусную кислоту. "Донор ацетила" означает вещество, которое поставляет донор ацетила для реакции с пероксидом водорода или пероксид-ионами с образованием раствора, который включает пероксикарбоновую кислоту. В одном варианте осуществления донор ацетила означает вещество, которое поставляет донор ацетила для реакции с пероксидом водорода или пероксид-ионами с образованием раствора, который включает надуксусную кислоту.
[54] При использовании в настоящем изобретении "достаточное перемешивание" означает перемешивание, которое обеспечивает превращение двухфазной смеси донора ацила и водного раствора пероксида в однофазный поток во время пребывания в смесителе или баке для смешивания. Время пребывания определяется, как объемная скорость потока смеси, поступающей в смеситель или бак для смешивания, деленная на объем смесителя или бака для смешивания.
[55] Термин "триацетин" является синонимом
глицеринтриацетата; глицеринтриацетата; глицерилтриацетата, 1,2,3-триацетоксипропана, 1,2,3-триацетата пропантриола и всех других синонимов с регистрационным номером CAS 102-76-1.
[56] Блок-схемы типичных способов, предлагаемых в настоящем изобретении для получения РАА, приведены на фиг. 1-2.
[57] Смесь продуктов получают путем проводимого сначала разбавления загружаемого HP до концентрации, равной менее 10% (мае./об.) с последующим установлением рН равным 11,5-13,5 путем добавления гидроксида щелочного металла (предпочтительно NaOH или КОН) для доведения до максимума отношения количества -ООН к
количеству -ОН в реакционной смеси. На этой стадии рН также оптимизируют для обеспечения щелочности, достаточной для получения смеси продуктов, в которой рН остается больше 9 после завершения расходующих основание реакций. Разбавленный раствор пероксида щелочного металла затем вводят в реакцию с подходящим активатором О-ацетила или N-ацетилпероксида. Предпочтительно, если активатор является нетоксичным, негорючим и обладает высокой скоростью реакции с пероксидом. Более предпочтительно, если активатором пероксида является моноацетин, диацетин или триацетин. Отношение количества -ООН к количеству ацетильных групп регулируется для обеспечения высокой селективности образования РАА по сравнению с уксусной кислотой или, альтернативно, для получения смеси продуктов с заданной оставшейся концентрацией пероксида, которая может быть желательной для некоторых случаев применения.
[58] Отношение количества -ООН к количеству ацетильных групп регулируется для получения смеси продуктов с заданной оставшейся концентрацией -ООН. Например, если это отношение составляет 1:1, то в смеси продуктов останется очень мало пероксида. Если отношение количества -ООН к количеству -ОН составляет 2:1, то после проведения реакции, смесь содержит немного больше 1-кратного избытка пероксида после проведения реакции. Если отношение количества -ООН к количеству -ОН составляет 10:1, то в полученной смеси пероксидов будет немного больше 9-кратного избытка пероксида по сравнению с РАА.
[59] Химические характеристики можно дополнительно изменять после проведения реакции путем добавления пероксида или регулирования рН путем добавления кислотных компонентов, делая смесь более стабильной. Кислоты могут включать, но не ограничиваются только ими, например, серную кислоту, уксусную кислоту, лимонную кислоту, азотную кислоту для использования на поверхностях, соприкасающихся с пищей.
[60] Компоненты реакции можно объединять в отдельные партии или можно объединять с помощью непрерывного процесса.
[61] Наограничивающие альтернативные варианты
осуществления, процедуры или способы включают добавление HP
после реакции; регулирование рН после реакции; намеренное изменение стехиометрии реакции между -ООН и ацетильной группой с получением продукта с минимальным содержанием HP в составе продукта; и использование активаторов пероксида кроме триацетина.
[62] КОНКРЕТНЫЕ ПРИМЕРЫ
[63] Пример 1
[64] 88,2 мл ~34% (мае./мае.) пероксида водорода разбавляли до 1000 мл деионизированной водой. Концентрация пероксида водорода найдена равной 3,40% и рН равнялся 3,99. 100 мл Этого разбавленного раствора HP помещали в стакан объемом 150 мл, снабженный стержнем для магнитной мешалки. NaOH (1,82 г) при перемешивании добавляли к раствору для повышения рН до 12,51. Титрование показало, что концентрация раствора пероксида щелочного металла равна 3,35%. К этому раствору добавляли триацетин (3,09 мл, 2-кратный избыток HP по сравнению с ацетильными группами) и смесь энергично перемешивали в течение 10 мин. Через 10 мин рН смеси снизился до 10,64. Концентрация оставшегося HP найдена равной 1,68% и концентрация РАА равнялась 2,8 7%.
[65] Пример 2
[66] 88,2 мл ~34% (мае./мае.) пероксида водорода разбавляли до 1000 мл деионизированной водой. Концентрация пероксида водорода найдена равной 3,43% и рН равнялся 4,28. 100 мл Этого разбавленного раствора HP помещали в стакан объемом 150 мл, снабженный стержнем для магнитной мешалки. NaOH (2,13 г) при перемешивании добавляли к раствору для повышения рН до 12,48. Титрование показало, что концентрация раствора пероксида щелочного металла равна 3,37%. К этому раствору добавляли триацетин (3,1 мл, 2-кратный избыток HP по сравнению с ацетильными группами) и смесь энергично перемешивали в течение 10 мин. Через 10 мин рН смеси снизился до 11,23. Концентрация оставшегося HP найдена равной 1,00% (мае./мае.) и концентрация РАА равнялась 3,0 6%.
[67] Концентрированную H2SO4 (98%, 18,4 М) при перемешивании добавляли (1,5 мл) к смеси со снижением рН до 3,01. Во время
регулирования рН температура смеси повышалась до Зб°С. Концентрация пероксида водорода в продукте найдена равной 0,90% и концентрация РАА равнялась 2,74%.
[68] При практическом осуществлении настоящего изобретения можно использовать разные типы аппаратов для перемешивания. Рассматриваются различные варианты осуществления, которые различаются по типу перемешивающего механизма, использующегося для перемешивания потока после объединения потоков источника пероксида, источника гидроксида, донора ацила и разбавления водой. Можно использовать бак с непрерывным перемешиванием, в который добавляют компоненты и из которого непрерывно выводят поток продукта. В этом варианте осуществления поток продукта может содержать непрореагировавшие компоненты. Кроме того, реагенты добавляют в бак, содержащий раствор, который является в основном таким, как поток искомого продукта, в котором рН и отношения концентраций реагентов неидеальны для обеспечения наивысшего выхода. рН Смеси, содержащейся в небольшом объеме, снижается по мере протекания реакции образования пероксикарбоновой кислоты. Для проведения перемешивания можно использовать различные методики и аппараты. Подходы включают активное перемешивание, пассивное перемешивание, индукционные и инжекционные методики. Аппараты, эффективные в настоящем изобретении, включают баки с механическим перемешиванием, центробежные смесители, центробежные насосы, статические смесители, эжекторы, смесители Вентури и инжекторные трубы и сопла. Компоненты реакции можно ввести в такой аппарат с помощью дозирующих насосов, регулируемых насосов, перистальтических насосов, гравитационной подачи, подачи электромагнитным клапаном, подачи золотниковым клапаном и с помощью механизмов, приводящихся в действие давлением с использованием пневматических или гидравлических движущих сил. Для смеси щелочного пероксида водорода и донора ацетила или донора ацила предоставляется время реакции (также называющееся пребывания или временем выдержки или временем созревания) в перемешивающем аппарате, которое обеспечивает образование пероксиуксусной
кислоты. Время реакции предпочтительно устанавливают для обеспечения максимального выхода пероксикарбоновой кислоты до регулирования рН, стабилизации или применения.
[69] Альтернативно, можно использовать бак с периодическим перемешиванием, в который добавляют компоненты и из которого поток продукта отбирают после достаточного времени протекания реакции. В этом варианте осуществления поток продукта содержит меньше непрореагировавших компонентов и значение рН и отношения концентраций реагентов близки к идеальным для наибольшего выхода продукта. Однако этот вариант осуществления может быть неподходящим для получения продукта по требованию.
[70] Альтернативно, можно использовать последовательность перемешивающих баков, когда содержимое каждого бака непрерывно отбирают и используют для заполнения следующего бака или отбирают в качестве потока продукта. В этом варианте осуществления условия в каждом баке ближе к идеальным для стадии реакции, проводимой в каждом баке. Реагенты в этом варианте осуществления также перемещаются со средней скоростью потока, которая подходит для получения по требованию.
[71] Другой предпочтительный перемешивающий аппарат
представляет собой сосуд с перемешиванием, снабженный
механической мешалкой. В этом случае в сосуд с перемешиванием
непрерывно поступают потоки реагентов и непрерывно или
периодически выгружается смесь продуктов, полученная из этих
загружаемых потоков. Механический смеситель можно
запрограммировать для непрерывной или периодической работы, если выгружаемая смесь продуктов обладает желательным составом. Например, если выгрузка непрерывна, система спроектирована и сконструирована так, чтобы полный объем, поступающий в сосуд с перемешиванием, и одновременно выгружаемый из сосуда поток были одинаковыми, и чтобы сосуд постоянно содержал заданный объем содержимого, которое перемешивается механическим смесителем. В таком случае смеситель предпочтительно действует непрерывно.
[72] В одном предпочтительном варианте осуществления перемешивающий аппарат представляет собой статический смеситель. Статический смеситель может обладать любой подходящей
конструкцией и конфигурацией, если он способен непрерывно принимать потоки поступающих реагентов и непрерывно выгружать смесь продуктов, образовавшуюся из этих потоков, которая в основном однородна по составу и/или удовлетворяет спецификациям продукта.
[73] Альтернативно, можно использовать статический смеситель, обладающий объемом, достаточным для объемной скорости потока и обеспечивающим достаточное время реакции. Статический смеситель может содержать смеситель с последующим непрерывным трубчатым реактором, сконструированным из труб или трубок. Этот вариант осуществления обеспечивает достаточное перемешивание и непрерывный поток реагентов и продукта, подходящий для работы по требованию. В этом варианте осуществления прохождение смешанных компонентов через смеситель достаточной длины и объема для обеспечения времени пребывания компонентов в смесителе, достаточного для превращения двухфазной смеси в однофазный раствор, обеспечивает время, достаточное для протекания реакции образования пероксикарбоновой кислоты почти до завершения вследствие характера потока компонентов в смесителе.
[74] Одним неожиданным преимуществом статического смесителя является быстрая реакция смеси с образованием надуксусной кислоты, когда смесительный контур или небольшой бак с перемешиванием используют вместо большого бака с перемешиванием, который используют для хранения дневного продукта способа. Когда реакцию тестировали в перемешивающих контейнерах небольшого объема в лабораторном масштабе в периодических смесях, усиление перемешивания смеси приводило к более быстрым реакциям. Это обусловлено низкой скоростью растворения триацетина в водном растворе пероксида и гидроксида. Усиление перемешивания улучшает однородность смеси, обеспечивая увеличенную площадь поверхности объема триацетина в смеси, обеспечивая более высокую скорость реакции. Это преимущество следует ожидать для статических смесителей надлежащего размера и трубчатых реакторов, которые обеспечивают перемешивание, достаточное для того, чтобы пузырьки нерастворенного триацетина или другого донора ацила обладали небольшим размером.
[75] В другом варианте осуществления трубчатый реактор может обладать двумя разными диаметрами по своей длине. Первый сегмент смесительного контура, через который проходит смесь, обладает меньшим диаметром и более турбулентным потоком. Это обеспечивает тщательное перемешивание смеси. Второй сегмент смесительного контура, через который проходит смесь, обладает более значительным диаметром, что обеспечивает тщательно перемешанной смеси время для прохождения меньшего расстояния по трубе.
[7 6] Один вариант осуществления относится к способу получения неравновесной пероксикарбоновой кислоты, включающему:
[77] а. проводимое сначала разбавление водного раствора пероксида водорода разбавленным раствором гидроксида щелочного металла или гидроксида щелочноземельного металла для получения смеси с концентрацией пероксида водорода, равной менее 10% (мае./мае), предпочтительно менее 6% (мае./мае.) и рН от 10 до 13,5.
[78] Ь. Последующее добавление подходящего донора О-ацетила или N-ацетила, так чтобы отношение количества пероксида к количеству ацетильных групп в реакционной смеси равнялось не менее 1, более предпочтительно 1,5 или более.
[79] с. надлежащее перемешивание компонентов, проводимое в течение времени, достаточного для завершения реакции
[80] d. необязательно добавление дополнительного разбавленного пероксида ( <35% мае./мае.) к реакционной смеси для пополнения смеси пероксидным компонентом
[81] е. необязательно добавление кислоты к реакционной смеси для регулирования рН смеси
[82] f. последующее разбавление смеси чистой (умягченной или ДИ) водой или технологической водой до биоцидной концентрации на месте использования.
[83] Один вариант осуществления относится к способу получения неравновесной пероксикарбоновой кислоты с регулируемым отношением количества пероксикарбоновой кислоты к количеству пероксида и регулируемым рН, способ включает:
[84] а. Предоставление по меньшей мере одного потока сырья,
содержащего неравновесную пероксикарбоновую кислоту;
[85] Ь. Введение по меньшей мере одного источника водного пероксида в один или большее количество из по меньшей мере одного загружаемого потока, содержащего неравновесную пероксикарбоновую кислоту;
[8 6] с. Введение по меньшей мере одного источника кислоты или гидроксида в один или большее количество из по меньшей мере одного загружаемого потока, содержащего неравновесную пероксикарбоновую кислоту и/или по меньшей мере один источник водного пероксида;
[87] d. Изменение объемных скоростей потоков пероксикарбоновой кислоты, водного пероксида и кислоты или гидроксида с получением потока пероксикарбоновой кислоты с желательным отношением количества пероксикарбоновой кислоты к количеству пероксида и желательным рН раствора.
[88] Один вариант осуществления относится к способу получения неравновесной пероксикарбоновой кислоты, включающему:
[89] а. Предоставление по меньшей мере одного источника
воды;
[90] Ь. Предоставление по меньшей мере одного источника водного пероксида;
[91] с. введение одного или большего количества по меньшей мере одного источника воды в один или большее количество из по меньшей мере одного источника водного пероксида для получения по меньшей мере одного источника разбавленного водного пероксида, обладающего концентрацией, равной от 0,1% до 10%;
[92] d. Предоставление по меньшей мере одного источника водного гидроксида;
[93] е. введение одного или большего количества по меньшей мере одного источника водного гидроксида по меньшей мере с одним источником разбавленного водного пероксида для получения по меньшей мере одного источника разбавленного водного пероксида, обладающего рН, равным более 8;
[94] f. предоставление по меньшей мере одного источника донора ацила;
[95] д. введение одного или большего количества по меньшей
мере одного источника донора ацила и по меньшей мере одного источника разбавленного водного пероксида, обладающего рН, равным более 8, в смесительный контур или смеситель, который обеспечивает перемешивание, достаточное для получения однофазной композиции неравновесной пероксикарбоновой кислоты.
[96] В одном варианте осуществления поток неравновесного раствора пероксикарбоновой кислоты получают способом, включающим:
[97] а. Предоставление потока воды;
[98] Ь. Использование регулятора потока или насоса для регулирования скорости потока воды;
[99] с. Предоставление источника водного гидроксида;
[100] d. Разбавление потока водного гидроксида путем его смешивания с водой из потока воды;
[101] е. Предоставление источника водного пероксида;
[102] f. Смешивание потока водного пероксида с потоком разбавленного гидроксида, так чтобы объединенный поток обладал концентрацией пероксида, равной менее 10% (мае./мае), и рН 1013,5;
[103] д. Предоставление источника донора ацила;
[104] п. Смешивание потока разбавленного пероксида, обладающего рН, равным более 8, с потоком донора ацила в смесительном контуре или смесителе, который обеспечивает перемешивание, достаточное для получения однофазного раствора, содержащего неравновесную пероксикарбоновую кислоту, на выходе из него.
[105] В других вариантах осуществления по меньшей мере один загружаемый поток, содержащий неравновесную пероксикарбоновую кислоту, обладает концентрацией, равной менее 5,6%, и источник воды используют для разбавления одного или большего количества из по меньшей мере одного загружаемого потока, содержащего неравновесную пероксикарбоновую кислоту, источника водного пероксида и/или потока кислоты или гидроксида.
[106] В других вариантах осуществления регулятор потока или насос регулирует скорость потока одного или большего количества из по меньшей мере одного источника воды, источником водного
пероксида является пероксид водорода, предшественником ацила является жидкий предшественник ацетила и предшественник ацила выбран из группы, включающей акацетин, диацетин, триацетин, ацетилсалициловую кислоту, пентаацетат (|3) -D-глюкозы, ацетат целлюлозы, гексаацетат D-маннита, октаацетат сахарозы, уксусный ангидрид, N, N, N'N'-тетраацетилэтилендиамин (TAED) , N-ацетилглицин, Ы-ацетил-5-БЪ-метионин, б-ацетамидогексановую кислоту, N-ацетил-L-цистеин, 4-ацетамидофенол и N-ацетил-Ъ-глутамин. В другом варианте осуществления жидким предшественником ацетила является триацетин.
[107] В других вариантах осуществления источником водного гидроксида является раствор гидроксида щелочного металла или раствор гидроксида щелочноземельного металла, источником водного гидроксида является раствор гидроксида натрия, и источником водного пероксида является пероксид водорода.
[108] Один вариант осуществления относится к системе для получения на месте и по требованию неравновесных растворов пероксикарбоновых кислот, включающей:
[109] а. Поток воды;
[110] Ь. Датчик расхода, помещенный между указанным источником воды и остальной частью системы;
[111] с. Первый контейнер, содержащий первый раствор, содержащий источник водного пероксида;
[112] d. Запорный клапан, помещенный между указанным источником водного пероксида и остальной частью системы, который предупреждает поток жидкости из остальной части системы в направлении указанного источника водного пероксида;
[113] е. Второй контейнер, содержащий второй раствор, содержащий источник водного гидроксида;
[114] f. Запорный клапан, помещенный между указанным источником водного гидроксида и остальной частью системы, который предупреждает поток жидкости из остальной части системы в направлении указанного источника водного пероксида;
[115] д. Третий контейнер, содержащий третий раствор, содержащий предшественник ацетила;
[116] h. Трубу или трубный коллектор с впускным концом, принимающим потоки из указанного источника воды и указанного источника водного пероксида;
[117] i. Первый смеситель, принимающий на своем впускном конце поток разбавленного водного пероксида из выпускного конца указанного коллектора и поток из указанного источника водного гидроксида;
[118] j. Первый рН-метр, который измеряет рН выходного потока из указанного смесителя;
[119] к. Реактор, который принимает на своем впускном конце поток из выхода указанного статического смесителя и указанного предшественника ацила;
[12 0] 1. Второй рН-метр, который измеряет рН выходного потока из указанного реактора;
[121] т. Четвертый контейнер, содержащий четвертый раствор, содержащий кислый водный раствор;
[122] п. Второй статический смеситель, принимающий на своем впускном конце выходной поток из указанного реактора и указанного кислого водного раствора;
[123] о. Третий рН-метр, который измеряет рН выходного потока из указанного второго статического смесителя;
[124] р. систему управления, которая принимает
электрические сигналы от указанного датчика массового расхода,
указанного первого рН-метра, указанного второго рН-метра и
указанного третьего рН-метра и вырабатывает электрические
сигналы для регулирования скорости первой перекачивающей
системы, перекачивающей указанный источник водного пероксида,
второй перекачивающей системы, перекачивающей указанный источник
водного гидроксида, третьей перекачивающей системы,
перекачивающей указанный предшественник ацетила; и четвертой перекачивающей системы, перекачивающей указанный кислый водный раствор;
[12 5] q. Бак для продукта, в который собирают выходной поток из указанного смесительного контура.
[12 6] В других вариантах осуществления система управления останавливает работу первой перекачивающей системы и второй
перекачивающей системы, если датчик массового расхода показывает, что уровень воды находится ниже заранее заданного аварийного уровня; время пребывания потока в реакторе достаточно для того, чтобы двухфазная смесь образовала однофазный раствор; кислый водный раствор представляет собой раствор серной кислоты; и кислый водный раствор представляет собой раствор уксусной кислоты.
[127] Один вариант осуществления относится к способу получения неравновесной пероксикарбоновой кислоты, включающему:
[128] а. разбавление раствор водного пероксида водорода водой до концентрации, равной менее 10% (мае./мае), предпочтительно менее б% (мае./мае.);
[129] Ь. установление рН раствора равным 11,5-13,5 путем добавления гидроксида щелочного металла или гидроксида щелочноземельного металла или растворов гидроксида щелочного металла или гидроксида щелочноземельного металла;
[130] с. установление отношения количества пероксида к количеству ацетильных групп в растворе пероксида водорода равным не менее 1, более предпочтительно 1,5 или более путем добавления подходящего донора О-ацетила или N-ацетила;
[131] d. надлежащее перемешивание компонентов, проводимое в течение времени, достаточного для завершения реакции;
[132] е. необязательно добавление кислоты к реакционной смеси для регулирования рН смеси;
[133] f. необязательно добавление дополнительного пероксида к реакционной смеси для пополнения смеси пероксидным компонентом;
[134] д. последующее разбавление смеси чистой (умягченной или ДИ) водой или технологической водой до биоцидной концентрации на месте использования.
[135] Один вариант осуществления относится к способу получения неравновесной пероксикарбоновой кислоты, включающему:
[136] а. разбавление поступающего HP до концентрации, равной менее 10% (мае./об.);
[137] Ь. установление рН равным 11,5-13,5 путем добавления гидроксида щелочного металла (предпочтительно NaOH или КОН) для
доведения до максимума отношения количества -ООН к количеству -ОН в реакционной смеси;
[138] с. оптимизацию рН для обеспечения щелочности, достаточной для получения смеси продуктов, обладающей рН, равным более 9 завершения расходующих основание реакций;
[139] d. введение разбавленного раствора пероксида щелочного металла в реакцию с подходящим активатором О-ацетила или N-ацетилпероксида, который предпочтительно является нетоксичным, негорючим и обладает высокой скоростью реакции с пероксидом, и предпочтительно им является моноацетин, диацетин или триацетин;
[14 0] е. регулирование отношения количества -ООН к количеству ацетильных групп для обеспечения высокой селективности образования РАА по сравнению с уксусной кислотой или, альтернативно, для получения смеси продуктов с заданной оставшейся концентрацией пероксида, которая может быть желательной для некоторых случаев применения;
[141] f. регулирование отношения количества -ООН к количеству ацетильных групп для получения смеси продуктов с заданной оставшейся концентрацией -ООН;
[142] д. регулирование химических характеристик после проведения реакции путем добавления пероксида или регулирования рН путем добавления кислых компонентов, делая смесь более стабильной, где кислоты могут предпочтительно включать серную кислоту, уксусную кислоту, лимонную кислоту, азотную кислоту.
[143] Один вариант осуществления относится к способу получения неравновесной пероксикарбоновой кислоты, включающему:
[144] а. разбавление водного раствора пероксида водорода умягченной или деионизированной водой до концентрации, равной менее 10% (мае./мае), предпочтительно менее б% (мае./мае);
[145] Ь. добавление гидроксида щелочного металла или гидроксида щелочноземельного металла, или растворов гидроксида щелочного металла или гидроксида щелочноземельного металла для установления рН полученной смеси пероксидов равным от 10 до 13,5;
[146] с. добавление подходящего донора О-ацетила или N
ацетила, так чтобы отношение количества пероксида к количеству ацетильных групп в реакционной смеси равнялось не менее 1, более предпочтительно 1,5 или более;
[147] d. достаточное и проводимое в течение достаточного времени перемешивание компонентов для превращения двухфазной смеси в однофазный раствор, что указывает на почти полное завершение реакции;
[148] е. необязательно добавление источника кислоты к реакционной смеси для регулирования рН смеси;
[149] f. необязательно добавление дополнительного пероксида к реакционной смеси для пополнения смеси пероксидным компонентом.
[150] Один вариант осуществления относится к способу получения неравновесной пероксикарбоновой кислоты, включающему:
[151] а. разбавление водного раствора пероксида водорода разбавленным раствором гидроксида щелочного металла или гидроксида щелочноземельного металла для получения смеси с концентрацией пероксида водорода, равной менее 10% (мае./мае), предпочтительно менее б% (мае./мае.) и рН от 10 до 13,5;
[152] Ь. добавление подходящего донора О-ацетила или N-ацетила, так чтобы отношение количества пероксида к количеству ацетильных групп в реакционной смеси равнялось не менее 1, более предпочтительно 1,5 или более;
[153] с. надлежащее перемешивание компонентов, проводимое в течение времени, достаточного для завершения реакции;
[154] d. необязательно добавление дополнительного разбавленного пероксида ( <35% мае./мае.) к реакционной смеси для пополнения смеси пероксидным компонентом;
[155] е. необязательно добавление кислоты к реакционной смеси для регулирования рН смеси;
[156] f. последующее разбавление смеси чистой (умягченной или ДИ) водой или технологической водой до биоцидной концентрации на месте использования.
[157] Один вариант осуществления относится к способу получения противомикробного раствора на месте использования, включающему:
[158] а. проводимое сначала разбавление водного раствора пероксида водорода умягченной или ДИ водой до концентрации, равной менее 10% (мае./мае), предпочтительно менее б% (мае./мае.);
[159] Ь. во вторых, добавление гидроксида щелочного металла или гидроксида щелочноземельного металла, или растворов гидроксида щелочного металла или гидроксида щелочноземельного металла для установления рН полученной смеси пероксидов равным 11,5-13,5;
[160] с. в-третьих, добавление подходящего донора О-ацетила или N-ацетила, так чтобы отношение количества пероксида к количеству ацетильных групп в реакционной смеси равнялось не менее 1, более предпочтительно 1,5 или более;
[161] d. надлежащее перемешивание компонентов, проводимое в течение времени, достаточного для завершения реакции;
[162] е. необязательно добавление кислоты к реакционной смеси для регулирования рН смеси;
[163] f. необязательно добавление дополнительного пероксида к реакционной смеси для пополнения смеси пероксидным компонентом;
[164] д. последующее разбавление смеси чистой (умягченной или ДИ) водой или технологической водой до биоцидной концентрации на месте использования.
[165] Один вариант осуществления относится к способу получения противомикробного раствора на месте использования, включающему:
[166] а. проводимое сначала разбавление водного раствора пероксида водорода разбавленным раствором гидроксида щелочного металла или гидроксида щелочноземельного металла для получения смеси с концентрацией пероксида водорода, равной менее 10% (мае./мае), предпочтительно менее 6% (мае/мае) и рН 11,513,5;
[167] Ь. Последующее добавление подходящего донора 0-ацетила или N-ацетила, так чтобы отношение количества пероксида к количеству ацетильных групп в реакционной смеси равнялось не менее 1, более предпочтительно 1,5 или более;
[168] с. надлежащее перемешивание компонентов, проводимое в течение времени, достаточного для завершения реакции;
[169] d. необязательно добавление дополнительного пероксида к реакционной смеси для пополнения смеси пероксидным компонентом;
[170] е. необязательно добавление кислоты к реакционной смеси для регулирования рН смеси;
[171] f. последующее разбавление смеси чистой (умягченной или ДИ) водой или технологической водой до биоцидной концентрации на месте использования.
[172] Один вариант осуществления относится к способу непрерывного получения противомикробного раствора на месте использования, включающему:
[173] а. во-первых, непрерывное разбавление водного раствора пероксида водорода умягченной или ДИ водой с получением потока поступающего пероксида с концентрацией, равной менее 10% (мае./мае), предпочтительно менее 6% (мае./мае.)
[174] Ь. во вторых, непрерывное добавление гидроксида щелочного металла или гидроксида щелочноземельного металла или растворов гидроксида щелочного металла или гидроксида щелочноземельного металла для установления рН полученного потока пероксида равным 11,5-13,5;
[175] с. непрерывное добавление донора ацетила в текущий поток разбавленного пероксида щелочного металла, так чтобы отношение количества пероксида к количеству ацетильных групп составляло более 1:1.
[176] Один вариант осуществления относится к способу непрерывного получения противомикробного раствора на месте использования, включающему:
[177] а. непрерывное разбавление водного раствора пероксида водорода умягченной или ДИ водой с получением потока пероксида с концентрацией, равной менее 10% (мае./мае), предпочтительно менее 6% (мае/мае)
[17 8] Ь. непрерывное добавление гидроксида щелочного металла или гидроксида щелочноземельного металла, или растворов гидроксида щелочного металла или гидроксида щелочноземельного
металла для установления рН полученного потока пероксида равным 11,5-13,5;
[17 9] с. непрерывное добавление донора ацетила в текущий с высокой скоростью потоку разбавленного пероксида щелочного металла, так чтобы в потоке двухфазных капелек через реакционный смеситель сохранялся псевдоизбыток пероксида по сравнению с ацетильными группами.
[180] Один вариант осуществления относится к способу непрерывного получения противомикробного раствора на месте использования, включающему:
[181] а. непрерывное разбавление водного раствора пероксида водорода умягченной или ДИ водой с получением потока пероксида с концентрацией, равной менее 10% (мае./мае), предпочтительно менее б% (мае./мае.)
[182] Ь. непрерывное добавление гидроксида щелочного металла или гидроксида щелочноземельного металла, или растворов гидроксида щелочного металла или гидроксида щелочноземельного металла для установления рН полученного потока пероксида равным 11,5-13,5;
[183] с. непрерывное добавление донора ацетила в текущий поток разбавленного пероксида щелочного металла, так чтобы отношение количества пероксида к количеству ацетильных групп составляло более 1:1;
[184] d. непрерывное добавление кислоты к реакционной смеси для снижения рН продукта.
[185] Один вариант осуществления относится к способу непрерывного получения противомикробного раствора на месте использования, включающему:
[18 6] а. непрерывное разбавление водного раствора пероксида водорода умягченной или ДИ водой с получением потока поступающего пероксида с концентрацией, равной менее 10% (мае./мае), предпочтительно менее 6% (мае/мае)
[187] Ь. непрерывное добавление гидроксида щелочного металла или гидроксида щелочноземельного металла, или растворов гидроксида щелочного металла или гидроксида щелочноземельного металла для установления рН полученного потока пероксида равным
11,5-13,5;
[188] с. непрерывное добавление донора ацетила в текущий поток пероксида щелочного металла, так чтобы отношение количества пероксида к количеству ацетильных групп составляло более 1:1;
[189] d. непрерывное добавление водного пероксида к реакционной смеси для пополнения концентрации пероксида в полученной биоцидной смеси.
[190] Один вариант осуществления относится к способу сведения к минимуму разложения продукта путем непрерывного получения противомикробного раствора по реакции разбавленного пероксида с раствором неорганического основания и донором ацетила, так что во время проведения способа концентрация загружаемого пероксида поддерживается равной менее 10% (мае./мае), рН поддерживается равным 11,5-13,5 и содержание донора ацетила поддерживается при отношении, составляющем более 1:1.
[191] Один вариант осуществления относится к способу непрерывного получения неопасного противомикробного раствора на месте использования по реакции разбавленного потока пероксида с неорганическим основанием и донором ацетила, так что концентрация пероксида поддерживается равной менее 10% и концентрация образующейся пероксикислоты поддерживается равной менее 5%.
[192] Один вариант осуществления относится к способу непрерывного получения с высоким выходом биоцидной смеси по реакции разбавленного потока пероксида с донором ацетила, так что рН реакционной смеси поддерживается при значении, обеспечивающем максимальную разность концентрации "ООН и концентрации ~ОН.
[193] Один вариант осуществления относится к биоцидной композиции, содержащей:
[194] а. водный пероксид водорода (или источник водного пероксида водорода)
[195] Ь. гидроксид щелочного металла или гидроксид щелочноземельного металла или растворы гидроксида щелочного
металла или гидроксида щелочноземельного металла и
[196] с. донор О-ацетила или N-ацетила, или растворы
доноров О-ацетила или N-ацетила [197] d. воду
[198] где водный пероксид водорода, воду, гидроксид щелочного металла смешивают до добавления донора ацетила, так что начальная концентрация пероксида в смеси равна 0,04-10% (мае./мае), начальный рН смеси равен от 11,5 до 13,5, где затем смешивают с донором ацетила, так что отношение количества пероксида к количеству ацетильных групп составляет не менее 1 и более предпочтительно 1,5.
[199] Один вариант осуществления относится к биоцидной композиции, содержащей (в мас.%): 0,04 -10% водного раствора пероксида водорода, от 0,01 до 10% триацетина, от 0,01 до 3% гидроксида натрия и воду.
[200] Один вариант осуществления относится к биоцидной композиции, содержащей (в мас.%): 0,04 -10% водного раствора неорганического пероксида, от 0,01 до 10% донора ацетила, от 0,01 до 3% неорганического основания и воду.
[201] Один вариант осуществления относится к жидкой биоцидной композиции, содержащей:
[202] а. 0- 5% РАА
[203] Ь. 0,04-40% пероксида
[204] с. 0-3% гидроксида щелочного металла
[205] d. 0,01-10% уксусной кислоты
[206] е. 0-5% глицерина или другого побочного продукта.
[207] Система регулирует скорости потоков и соотношения сырья/реагентов, проводит необходимую последовательность стадий реакции с получением непрерывным образом с высоким выходом растворов пероксикарбоновой кислоты и обеспечивает оптимальное время реакции и смешивание реагентов для непрерывного и безопасного получения на месте.
[208] В различных вариантах осуществления особенности системы включают:
[209] а. поддержание описанной последовательности стадий
[210] Ь. предупреждение образования каких-либо опасных
смесей несовместимого сырья в системе или во вторичных емкостях
[211] с. поддержание оптимального разбавления поступающего потока HP.
[212] d. поддержание оптимального рН реакционной смеси с помощью пропорционального потока поступающей щелочи
[213] е. поддержание заданного отношения количества пероксида к количеству ацильных групп (отношения количества пероксида к количеству триацетина)
[214] f. обеспечение оптимального времени реакции для обеспечения высокого выхода РАА
[215] д. обеспечение оптимального перемешивания
гетерогенной реакционной смеси
[216] п. обеспечение оптимального "потока вытеснения" реакционной смеси для повышения выхода
[217] i. предоставление бака, достаточного для размещения суточного объема продукта (буферного бака), чтобы обеспечить доставку продукта по время периодов технического обслуживания системы
[218] j. необязательно предоставление потока обработанной или чистой технологической воды.
[219] В различных вариантах осуществления разбавление включает использование менее 10% (мае./мае.) водного HP, менее 6% (мае./мае.) водного HP, менее 3,5% (мае./мае.) водного HP, от 1% до 5% (мае./мае.) водного HP и от 0,1% до 5% (мае./мае.) водного HP.
[220] В различных вариантах осуществления отношения включают более, чем 1-кратный избыток пероксида по сравнению с ацильными группами, более, чем 1,5-кратный избыток пероксида по сравнению с ацильными группами, более, чем 2,0-кратный избыток пероксида по сравнению с ацильными группами и более, чем 1-кратный и менее, чем 2-кратный избыток пероксида по сравнению с ацильными группами.
[221] Доноры ацила, которые можно использовать с этим устройством, включают доноры N-ацетила и О-ацетила. Доноры 0-ацетила, которые можно использовать, включают, но не ограничиваются только ими, моноацетин, диацетин, триацетин и
ацетилсалициловую кислоту.
[222] Потока вытеснения в смесителе создает условия для самой быстрой реакции с получением пероксикарбоновые кислоты, что важно для получения по требованию. Условия для наличия потока вытеснения существуют в смесителе, когда скорость потока и объем смесителя создают условия, при которых сводится к минимуму обратный поток для данного объема потока.
[223] Потоком воды может быть вода для коммунальных нужд, умягченная вода для коммунальных нужд или деионизированная вода.
[224] Если в настоящем изобретении раскрыта группа заместителей, следует понимать, что все отдельные элементы этой группы и всех подгрупп, включая все изомеры, энантиомеры и диастереоизомеры элементов, раскрыты по отдельности. Если в настоящем изобретении использована группа Маркуша или другие группы, все отдельные элементы этой группы и все комбинации и субкомбинации, возможные в группе, по отдельности включены в настоящее изобретение. В настоящем изобретении описан целый ряд конкретных групп определений переменных. Следует понимать, что все комбинации и субкомбинации конкретных групп определений переменных по отдельности включены в раскрытие. Соединения, описанные в настоящем изобретении, могут существовать в одной или большем количестве изомерных форм, например, структурных или оптических изомеров. Если соединение описано в настоящем изобретении, так что конкретный изомер, энантиомер или диастереоизомер соединения не указан, например, в формуле или в химическом названии, это описание включает каждый изомер и энантиомер (например, цис/транс изомеры, R/S энантиомеры) соединения, описанного отдельно или в любой комбинации. Кроме того, если не указано иное, все изотопозамещенные варианты соединений, раскрытых в настоящем изобретении, входят в раскрытие. Например, следует понимать, что любой один или большее количество атомов водорода в раскрытой молекуле может быть заменен на дейтерий или тритий. Изотопозамещенные варианты молекулы обычно применимы в качестве стандартов в анализах молекулы и в химических и биологических исследованиях, относящихся к молекуле или ее применению. Изотопозамещенные
варианты, включая содержащие радиоактивные изотопы, также можно использовать в диагностических исследованиях и в терапии. Способы получения таких изотопозамещенных вариантов известны в данной области техники. Конкретные названия соединений являются типичные, поскольку известно, что специалист с общей подготовкой в данной области техники может по-разному назвать одно и то же соединение.
[225] Молекулы, раскрытые в настоящем изобретении, могут содержать одну или большее количество ионизирующихся групп, групп, из которых можно удалить (например, -СООН) или добавить протон (например, амины), или которые можно кватернизировать (например, амины). Все возможные ионных формы таких молекул и их солей по отдельности включены в раскрытие в настоящем изобретении. Для солей соединений в настоящем изобретении специалист с общей подготовкой в данной области техники может выбрать из широкого множества возможных противоионов такие, которые подходят для получения солей, предлагаемых в настоящем изобретении, для данного случая применения. Для конкретных случаев применения выбор данного аниона или катиона для получения соли может привести к увеличенной или уменьшенной растворимости этой соли.
[226] Каждый состав или комбинацию компонентов, раскрытую или приведенную в качестве примера в настоящем изобретении, можно использовать для практической реализации вариантов осуществления настоящего изобретения, если не указано иное. Специалист с общей подготовкой в данной области техники должен понимать, что исходные вещества, катализаторы, реагенты, методики синтеза, методики очистки, аналитические методики и методики анализа, кроме специально приведенных в качестве примера, без чрезмерного объема исследований можно использовать для практической реализации вариантов осуществления настоящего изобретения. Известные в данной области техники функциональные эквиваленты любых таких материалов и способов включены в настоящее изобретение. Термины и выражения, которые были использованы, применяются как термины для описания, а не ограничения, и использование таких терминов и выражений не
означает исключение любых приведенных и описанных эквивалентов признаков или их частей и следует понимать, что в объеме заявленных вариантов осуществления настоящего изобретения возможны различные модификации, таким образом, следует понимать, что хотя варианты осуществления настоящего изобретения специально раскрыты с помощью примеров, предпочтительные варианты осуществления и необязательные признаки, модификации и варианты концепций, раскрытых в настоящем изобретении, могут использовать специалисты в данной области техники и что такие модификации и варианты считаются входящими в объем настоящего изобретения, определенный прилагаемой формулой изобретения.
[227] Если в описании приведен диапазон, например, диапазон температуры, диапазон времени, диапазон рН, диапазон состава или концентрации, или количества, концентрации или другое значение или параметр указан в виде диапазона, предпочтительного диапазона или перечня верхних предпочтительных значений и нижних предпочтительных значений, все промежуточные диапазоны и поддиапазоны, а также все отдельные значения, включенные в приведенные диапазоны, считаются включенными в раскрытие. Это следует понимать, как специальное раскрытие всех диапазонов, образованных любой парой любого верхнего предельного или предпочтительного значения и любого нижнего предельного или предпочтительного значения, независимо от того раскрыты ли диапазоны по отдельности. Если диапазон числовых значений указан в настоящем изобретении, то, если не указано иное, диапазон включает свои конечные значения и все целые и дробные значения, находящиеся в диапазоне. НЕ предполагается, что объем вариантов осуществления настоящего изобретения ограничивается конкретными значениями, указанными при определении диапазона. Верхние и нижние предельные значения диапазона сами могут быть включены в диапазон. Следует понимать, что любые поддиапазоны и отдельные значения диапазона или поддиапазона, которые включены в описание настоящего изобретения, могут быть исключены из формулы изобретения.
[228] Все патенты и публикации, указанные в описании, указывают на уровень подготовки специалистов в области техники,
в которой относятся варианты осуществления настоящего изобретения. Если не указано иное, литература, цитированная в настоящем изобретении, во всей своей полноте включена в настоящее изобретение в качестве ссылки и обеспечивает читателю более полную подготовку и следует понимать, что эту информацию при необходимости можно использовать в настоящем изобретении для исключения конкретных вариантов осуществления, которые имеются в предшествующем уровне техники. Литературу не следует считать, как допущение о том, что такая литература образует предшествующий уровень техники в целях установления патентоспособности.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. Способ получения неравновесного раствора
пероксикарбоновой кислоты, обладающего регулируемым отношением
количества пероксикарбоновой кислоты к количеству пероксида и
регулируемым рН, способ включает:
a. предоставление по меньшей мере одного потока сырья, содержащего неравновесную пероксикарбоновую кислоту, поток сырья обладает заранее выбранной объемной скоростью;
b. введение по меньшей мере одного источника водного пероксида с заранее выбранной объемной скоростью потока по меньшей мере в один поток поступающей неравновесной пероксикарбоновой кислоты;
c. введение по меньшей мере одного источника кислоты или гидроксида с заранее выбранной объемной скоростью потока по меньшей мере в один поток поступающей неравновесной пероксикарбоновой кислоты и/или по меньшей мере один источник водного пероксида;
d. изменение объемных скоростей по меньшей мере одного потока поступающей неравновесной пероксикарбоновой кислоты, по меньшей мере одного источника водного пероксида и по меньшей мере одного источника кислоты или гидроксида, где отношение количества пероксикарбоновой кислоты к количеству пероксида и рН неравновесного раствора пероксикарбоновой кислоты все селективно устанавливаются при желательном значении.
2. Способ по п. 1, в котором по меньшей мере один поток поступающей неравновесной пероксикарбоновой кислоты обладает концентрацией пероксида, равной менее 5,6%.
3. Способ по п. 1, в котором источник воды используют для разбавления по меньшей мере одного потока поступающей неравновесной пероксикарбоновой кислоты, источника водного пероксида и/или потока кислоты или гидроксида.
4. Способ получения неравновесной пероксикарбоновой
кислоты, включающий:
a. предоставление по меньшей мере одного источника воды;
b. предоставление по меньшей мере одного источника водного пероксида;
a.
c. введение по меньшей мере одного источника воды по меньшей мере в один источник водного пероксида для получения по меньшей мере одного источника разбавленного водного пероксида, обладающего концентрацией, равной от 0,1% до 10%;
d. предоставление по меньшей мере одного источника водного гидроксида;
e. введение по меньшей мере одного источника водного пероксида по меньшей мере с одним источником разбавленного водного пероксида для получения по меньшей мере одного источника разбавленного водного пероксида, обладающего рН, равным более 8;
f. предоставление по меньшей мере одного источника предшественника ацила;
д. введение одного или большего количества по меньшей мере одного источника донора ацила и по меньшей мере одного источника разбавленного водного пероксида, обладающего рН, равным более 8, в смесительный контур или смеситель; и
п. смешивание по меньшей мере одного источника донора ацила и разбавленного водного пероксида с получением однофазной композиции неравновесной пероксикарбоновой кислоты.
5. Способ по п. 4, в котором регулятор потока или насос регулирует скорость потока по меньшей мере одного источника воды.
6. Способ по п. 4, в котором по меньшей мере одним источником водного пероксида является пероксид водорода.
7. Способ по п. 4, в котором предшественником ацила является жидкий предшественник ацетила.
8. Способ по п. 4, в котором предшественник ацила выбран из
группы, включающей акацетин, диацетин, триацетин,
ацетилсалициловую кислоту, (В)-D-глюкоза пентаацетат, ацетат
целлюлозы, гексаацетат D-маннита, октаацетат сахарозы, уксусный
ангидрид, N,N,N'N'-тетраацетилэтилендиамин (TAED), N-
ацетилглицин, Ы-ацетил-5-БЪ-метионин, б-ацетамидогексановую
кислоту, N-ацетил-Ъ-цистеин, 4- ацетамидофенол и N-ацетил-Ъ-
глутамин.
9. Способ по п. 8, в котором жидким предшественником ацетила является триацетин.
5.
10. Способ по п. 4, в котором по меньшей мере одним источником водного гидроксида является раствор гидроксида щелочного металла или раствор гидроксида щелочноземельного металла.
11. Способ по п. 4, в котором по меньшей мере одним источником водного гидроксида является раствор гидроксида натрия.
12. Способ по п. 1, в котором по меньшей мере один поток поступающей неравновесной пероксикарбоновой кислоты получают способом, включающим:
a. предоставление потока воды;
b. использование регулятора потока или насоса для
регулирования скорости потока воды;
c. предоставление источника водного гидроксида;
d. разбавление источника водного гидроксида путем его
смешивания с водой из потока воды;
e. предоставление источника водного пероксида;
f. разбавление источника водного пероксида разбавленным гидроксидом с получением их объединенного раствора, обладающего концентрацией пероксида, равной менее 10% (мае./мае), и рН 1013,5;
д. предоставление источника донора ацила;
п. смешивание источника разбавленного пероксида, обладающего рН, равным более 8, с потоком донора ацила в смесительном контуре или смесителе; и
i. смешивание разбавленного пероксида и донора ацила с получением однофазного раствора, содержащего неравновесную пероксикарбоновую кислоту, на выходе из него.
13. Способ по п. 12, в котором источником водного гидроксида является раствор гидроксида щелочного металла или раствор гидроксида щелочноземельного металла.
14. Способ по п. 12, в котором источником водного гидроксида является раствор гидроксида натрия.
15. Способ по п. 12, в котором источником водного пероксида является пероксид водорода.
16. Способ по п. 12, в котором донором ацила является
13.
жидкий донор ацетила.
17. Способ по п. 16, в котором указанным жидким донором ацетила является триацетин.
18. Система для получения на месте и по требованию неравновесных растворов пероксикарбоновых кислот, включающая:
a. источник воды;
b. датчик расхода, структурированный и приспособленный для регулирования потока воды из источника воды;
c. первый контейнер, приспособленный для содержания первого раствора, содержащего источник водного пероксида;
d. запорный клапан, помещенный между источником водного пероксида и системой запорный клапан структурирован и приспособлен для предупреждения потока жидкости из системы в первый контейнер;
e. второй контейнер, содержащий второй раствор, содержащий источник водного гидроксида;
f. запорный клапан, помещенный между источником водного гидроксида и системой, запорный клапан структурирован и приспособлен для предупреждения потока жидкости из системы во второй контейнер;
д. третий контейнер, содержащий третий раствор, содержащий предшественник ацетила;
п. трубу или трубный коллектор, содержащий впускной конец и выпускной конец, впускной конец приспособлен для приема потоков из источников воды и водного пероксида;
i. первый смеситель, принимающий на своем впускном конце поток разбавленного водного пероксида из выпускного конца указанного коллектора и поток из источника водного гидроксида, первый смеситель структурирован и приспособлен для смешивания потоков из впуска, смеситель дополнительно включает выход для выпуска потоков после смешивания;
j . первый рН-метр, структурированный и приспособленный для измерения рН выходного потока из указанного смесителя;
к. реактор, включающий впускной конец, приспособленный для приема выходного потока из смесителя и предшественника ацила, реактор дополнительно включает выпускной конец для выпуска
выходного потока;
I. второй рН-метр, структурированный и приспособленный для измерения рН выходного потока из указанного реактора;
т. четвертый контейнер, содержащий четвертый раствор, содержащий кислый водный раствор;
п. второй смеситель, включающий впускной конец, приспособленный для приема выходного потока из реактора и кислого водного раствора;
о. третий рН-метр, структурированный и приспособленный для измерения рН выходного потока из второго смесителя;
р. систему управления, структурированную и приспособленную для приема входных электрических сигналов от датчика расхода, первого рН-метра, второго рН-метра и третьего рН-метра, система управления приспособлена для выработки электрических сигналов в ответ на входные электрические сигналы для селективного регулирования скорости первой перекачивающей системы, перекачивающей источник водного пероксида, второй перекачивающей системы, перекачивающей источник водного гидроксида, третьей перекачивающей системы, перекачивающей предшественник ацетила; и четвертой перекачивающей системы, перекачивающей кислый водный раствор; и
q. бак для продукта, приспособленный для сбора выходного потока из второго смесителя.
19. Система по п. 18, в которой система управления структурирована и приспособлена для остановки работы первой перекачивающей системы и второй перекачивающей системы в ответ на сигнал от датчика массового расхода, показывающего, что уровень воды находится ниже заранее заданного аварийного уровня.
20. Система по п. 18, в которой реактор структурирован и приспособлен для размещения двухфазной смеси в течение периода времени, достаточного для образования однофазного раствора.
По доверенности
ФИГ. 1
2/2
Источник воды Источник пероксида ^-IS} Источник гидроксида
Источник донора ацила^-
Источник кислоты
ФИГ. 2
(19)
(19)
(19)