BR112017013210B1 - Métodos para formar ácido peroxifórmico - Google Patents

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Abstract

a presente invenção refere-se geralmente a métodos para formar ácido peroxifórmico, compreendendo contatar ácido fórmico com peróxido de hidrogênio. os métodos para formar ácido peroxifórmico podem incluir adicionar ácido fórmico com uma concentração relativamente mais baixa de peróxido de hidrogênio, ou adicionar ácido fórmico a uma composição de ácido peroxicarboxílico ou formar composição para reagir com peróxido de hidrogênio nas composições. a presente invenção também refere-se a ácido peroxifórmico formado pelos métodos acima. a presente invenção refere-se ainda aos usos de ácido peroxifórmico para tratar uma variedade de alvos, por exemplo, água alvo, incluindo água alvo usada em relação a operações em campo de petróleo e gás. a presente invenção refere-se ainda a métodos para reduzir ou remover h2s ou sulfeto de ferro na fonte de água tratada, melhorando a clareza da fonte de água tratada, ou reduzindo o oxigênio dissolvido total ou corrosão na fonte de água tratada, usando ácido peroxifórmico, incluindo ácido peroxifórmico gerados in situ.

Description

CAMPO DA INVENÇÃO
[001]A presente invenção refere-se geralmente a métodos para formar ácido peroxifórmico, compreendendo contatar ácido fórmico com uma concentração relativamente mais baixa de peróxido de hidrogênio. A presente invenção refere-se ainda a co-formulações para a reação de ácido fórmico (e opcionalmente outros componentes, tais como inibidores de corrosão) com peróxido de hidrogênio. A presente invenção também refere-se a ácido peroxifórmico formado por estes métodos. A presente invenção refere-se ainda aos usos de ácido peroxifórmico para tratar um alvo, por exemplo, água alvo, incluindo água alvo usada em relação a operações em campo de petróleo e gás. Outros exemplar alvos incluem água alvo, superfície(s) e/ou outros itens usados na indústria de fabricação de papel, tecidos, alimentícia, ou farmacêutica. A presente invenção refere-se ainda a métodos para reduzir ou remover sulfeto de hidrogênio (H2S) ou sulfeto de ferro em uma fonte de água, melhorar a clareza de uma fonte de água, ou reduzir o oxigênio dissolvido total ou corrosão em uma fonte de água, usando ácido peroxifórmico, incluindo ácido peroxifórmico gerado in situ.
Fundamentos da invenção
[002]Um aumento tanto na exploração de petróleo e gás convencional quanto não convencional tem criado uma necessidade de tecnologias que promovem a reutilização de água. A reutilização de água produzida apresenta numerosos desafios que incluem tratamentos para sulfeto de ferro, sulfeto de hidrogênio e redução microbiana entre outros.
[003]O uso de perácido na indústria de petróleo e gás está ganhando ampla aceitação por causa da versatilidade, perfil ambiental e seletividade da química. A formulação de perácido o mais comumente usada contém ácido peracético (CH3COOOH) e peróxido de hidrogênio em equilíbrio. Entretanto, uma das advertências de qualquer formulação de ácido peracético, peróxido de hidrogênio é a formação de oxigênio no vaso de tratamento. A produção de oxigênio aumenta o risco de corrosão significantemente. Portanto, o uso de tais formulações foi limitado para sistemas terrestres assim como abertos. Assim, existe uma necessidade de recorrer a modos alternativos para tratar a água na indústria de petróleo e gás que tenham o mesmo desempenho ou melhor como sistemas de ácido peracético, mas que reduzem ou minimizam problemas de corrosão relacionados a oxigênio. A presente divulgação trata isto e as necessidades relacionadas usando, inter alia, ácido perfórmico.
BREVE SUMÁRIO DA INVENÇÃO
[004]A presente invenção refere-se geralmente a métodos para formar ácido peroxifórmico, compreendendo contatar ácido fórmico com peróxido de hidrogênio. Em um aspecto o contato de ácido fórmico é com uma concentração relativamente mais baixa de peróxido de hidrogênio. Em um outro aspecto, o ácido fórmico é formulado com um inibidor de corrosão ou outro ingrediente funcional adicional. Em um outro aspecto, o ácido fórmico contata uma composição de ácido peroxicarboxílico contendo peróxido de hidrogênio. Em um aspecto, a etapa de contato forma um ácido peroxifórmico dentro de um período de tempo desejado e pode ser tratada ou contatada sob várias condições, tal como tratada com uma resina de troca catiônica tal como uma coluna de resina de ácido forte, aquecida a uma temperatura desejada, ou passando-se através de um microrreator sob condições específicas.
[005]Em um aspecto, a presente invenção é dirigida a um método para formar ácido peroxifórmico compreendendo contatar ácido fórmico com peróxido de hidrogênio para formar uma composição aquosa resultante que compreende um perácido que compreende ácido peroxifórmico, em que antes do dito contato, a razão entre a concentração do dito ácido fórmico (p/v) e a concentração do dito peróxido de hidrogênio (p/v) é cerca de 2 ou mais alta, e a razão entre a concentração do dito perácido (p/p) e a concentração de peróxido de hidrogênio (p/p) na dita composição aquosa resultante formada atinge cerca de 2 ou mais alta pelo menos dentro de 4 horas, ou preferivelmente 2 horas do dito contato.
[006]Em um outro aspecto, a presente invenção é dirigida a ácido peroxifórmico formado usando o método acima.
[007]Ainda em um outro aspecto, a presente invenção é dirigida a um método para tratar um alvo, método este que compreende contatar um alvo com uma quantidade eficaz de ácido peroxifórmico formado usando o método acima para formar uma composição alvo tratada, em que a dita composição alvo tratada compreende de cerca de 0,1 ppm a cerca de 1.000 ppm do dito ácido peroxifórmico, e preferivelmente, o dito contato dura tempo suficiente para estabilizar ou reduzir a população microbiana dentro de e/ou sobre o dito alvo ou a dita composição alvo tratada. A presente invenção refere-se ainda aos usos de ácido peroxifórmico para tratar um alvo, por exemplo, água alvo, incluindo água alvo usada em relação a operações em campo de petróleo e gás. A presente invenção refere-se ainda a métodos para reduzir ou remover sulfeto de hidrogênio (H2S) ou sulfeto de ferro em uma fonte de água, melhorar a clareza de uma fonte de água, ou reduzir o oxigênio dissolvido total ou corrosão em uma fonte de água, usando ácido peroxifórmico, incluindo ácido peroxifórmico gerado in situ.
[008]Embora formas de realização múltiplas sejam divulgadas, ainda outras formas de realização da presente invenção tornar-se-ão evidentes àqueles habilitados na técnica a partir da descrição detalhada seguinte, que mostra e descreve formas de realização ilustrativas da invenção. Consequentemente, os desenhos e a descrição detalhada devem ser considerados como ilustrativos em natureza e não restritivos.
BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS
[009]A Figura 1 ilustra a formação de ácido peroxifórmico por intermédio de adição de ácido fórmico a um sistema de ácido peracético/peróxido de hidrogênio de acordo com formas de realização da invenção.
[0010]A Figura 2 ilustra a adição de ácido fórmico a um sistema de perácido contendo ácido peracético e peróxido de hidrogênio que resulta em uma mudança para concentrações de peróxido de hidrogênio baixas de acordo com formas de realização da invenção.
[0011]A Figura 3 ilustra a adição de ácido fórmico a um sistema de perácido contendo ácido peroctanoico e peróxido de hidrogênio que resulta em uma mudança para concentrações de peróxido de hidrogênio baixas de acordo com formas de realização da invenção.
[0012]A Figura 4 ilustra que ácidos minerais solúveis podem ser adicionados para acelerar a formação de ácido perfórmico de acordo com formas de realização da invenção.
[0013]A Figura 5 ilustra a formação de ácido peroxifórmico por intermédio de um sistema de resina de troca de ácido de acordo com formas de realização da invenção.
[0014]A Figura 6 ilustra a redução de H2S na fonte de água tratada usando ácido peroxifórmico de acordo com formas de realização da invenção.
[0015]A Figura 7 ilustra a redução de sulfeto de ferro na fonte de água tratada usando ácido peroxifórmico de acordo com formas de realização da invenção.
[0016]A Figura 8 ilustra melhorar a clareza da fonte de água tratada usando ácido peroxifórmico como medido por % de transmitância de acordo com formas de realização da invenção.
[0017]A Figura 9 ilustra melhorar a clareza da fonte de água tratada usando ácido peroxifórmico como mostrado nos desenhos antes e depois do tratamento com ácido peroxifórmico de acordo com formas de realização da invenção.
[0018]A Figura 10 ilustra a redução do oxigênio dissolvido total na fonte de água tratada usando ácido peroxifórmico como medido por produção de O2 na fonte de água tratada de acordo com formas de realização da invenção.
[0019]A Figura 11 ilustra a redução do oxigênio dissolvido total na fonte de água tratada (Figura 10) usando ácido peroxifórmico como mostrado pela cor mais escura que indica a geração de CO2.
[0020]A Figura 12 ilustra a redução da corrosão na fonte de água tratada usando ácido peroxifórmico de acordo com formas de realização da invenção.
[0021]A Figura 13 ilustra a sinergia na matança microbiana mostrada como % de morte para não tratado, tratado com ácido perfórmico (5 ppm de ativo) e ácido perfórmico (5 ppm de ativo) além dos compostos (50 ppm de produto) listados na tabela 20 de acordo com formas de realização da invenção.
[0022]A Figura 14 ilustra a geração de ácido peroxifórmico na temperatura ambiente usando um agente estabilizante de acordo com formas de realização da invenção.
[0023]A Figura 15 ilustra o impacto da temperatura sobre a cinética de geração de ácido peroxifórmico de acordo com formas de realização da invenção.
[0024]A Figura 16 ilustra a geração de ácido peroxifórmico usando um catalisador de acordo com formas de realização da invenção.
[0025]As Figuras 17 a 18 ilustram a geração de ácido peroxifórmico usando um catalisador em diferentes concentrações de acordo com formas de realização da invenção.
[0026]A Figura 19 ilustra a geração de ácido peroxifórmico usando um catalisador em temperaturas variadas de acordo com formas de realização da invenção.
[0027]A Figura 20 ilustra o impacto da estabilidade de ácido perfórmico na presença de catalisadores de acordo com formas de realização da invenção.
[0028]A Figura 21 mostra de acordo com formas de realização da invenção que ácido perfórmico não introduz oxigênio nos sistemas de tratamento.
[0029]A Figura 22 ilustra a avaliação de liberação de oxigênio em águas do mar avaliadas de acordo com formas de realização da invenção.
[0030]A Figura 23 ilustra os perfis de corrosão em diferentes razões de ácido perfórmico para peróxido de acordo com formas de realização da invenção.
[0031]A Figura 24 ilustra os perfis de corrosão em razões de ácido perfórmico para peróxido de 40:1, 20:1 e 5:1 de acordo com formas de realização da invenção.
[0032]A Figura 25 ilustra os perfis de célula de bolha de inibição da corrosão incluídos em co-formulações de ácido fórmico de acordo com formas de realização da invenção.
[0033]A Figura 26 ilustra a inibição da corrosão em sistemas tratados com PFA de acordo com formas de realização da invenção.
[0034]A Figura 27 ilustra a eficácia biocida de ácido perfórmico gerado de acordo com formas de realização da invenção.
[0035]A Figura 28 ilustra a eficácia biocida de ácido perfórmico gerado de acordo com formas de realização da invenção em águas produzidas.
[0036]A Figura 29 ilustra a eficácia biocida de ácido perfórmico gerado de acordo com formas de realização da invenção contra biopelículas.
[0037]A Figura 30 ilustra a oxidação de sulfeto de ferro em água produzida tratada com ácido perfórmico gerado de acordo com formas de realização da invenção.
[0038]A Figura 31 ilustra a redução de H2S em água produzida tratada com ácido perfórmico gerado de acordo com formas de realização da invenção.
[0039]A Figura 32 ilustra a eficácia desinfetante em temperatura baixa de ácido perfórmico gerado de acordo com formas de realização da invenção.
[0040]Várias formas de realização da presente invenção serão descritas em detalhe com referência aos desenhos, em que numerais de referência semelhantes representam partes semelhantes por todas as várias observações. Referência a várias formas de realização não limita o escopo da invenção. As figuras representadas aqui não são limitações às várias formas de realização de acordo com a invenção e são apresentadas para ilustração exemplar da invenção.
DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO
[0041]As formas de realização desta invenção não são limitadas a composições de formação de ácido peroxifórmico particulares, métodos para formar ácido peroxifórmico, ao ácido peroxifórmico formado e métodos para usar as mesmas, que podem variar e são entendidos por técnicos habilitados. Deve ser entendido ainda que toda a terminologia usada aqui é para o propósito de descrever formas de realização particulares apenas, e não é intencionada a ser limitante em nenhuma maneira ou escopo. Por exemplo, todas as unidades, prefixos, e símbolos podem ser denotados em sua forma aceita de SI. Faixas numéricas relatadas dentro do relatório descritivo são inclusivas dos números que definem a faixa e incluem cada número inteiro dentro da faixa definida.
[0042]A menos que definido de outro modo, todos os termos técnicos e científicos usados aqui têm o mesmo significado como é comumente entendido por uma pessoa de habilidade comum na técnica à qual esta invenção pertence. Todas as patentes, pedidos, pedidos publicados e outras publicações referidas aqui são incorporados por referência em suas totalidades. Se uma definição apresentada nesta seção for contrária a ou de outro modo incompatível com uma definição apresentada nas patentes, pedidos, pedidos publicados e outras publicações que são aqui incorporados por referência, a definição apresentada nesta seção prevalece sobre a definição que é incorporada aqui por referência. De modo que a presente invenção possa ser mais facilmente entendida, certos termos são primeiro definidos. A menos que definido de outro modo, todos os termos técnicos e científicos usados aqui têm o mesmo significado como comumente entendido por uma pessoa de habilidade comum na técnica à qual as formas de realização da invenção pertencem. Muitos métodos e materiais similares, modificados, ou equivalentes àqueles descritos aqui podem ser usados na prática das formas de realização da presente invenção sem experimentação indevida, os materiais e métodos preferidos são descritos aqui. Em descrever e reivindicar as formas de realização da presente invenção, a terminologia seguinte será usada de acordo com as definições apresentadas abaixo.
[0043]Deve ser observado que, como usado neste relatório descritivo e nas reivindicações anexas, as formas no singular “um”, “uma”, e “o”, “a” incluem referentes no plural a menos que o conteúdo claramente dite de outro modo. Assim, por exemplo, referência a uma composição contendo “um composto” inclui uma composição tendo dois ou mais compostos. Também deve ser observado que o termo “ou” é geralmente utilizado em seu sentido incluindo “e/ou” a menos que o conteúdo claramente dite de outro modo.
[0044]Como usado aqui, o termo “cerca de” refere-se à variação na quantidade numérica que pode ocorrer, por exemplo, através de procedimentos de medição e manejo de líquido típicos usados para fabricar concentrados ou usar soluções no mundo em geral; através de erro inadvertido nestes procedimentos; através de diferenças na fabricação, fonte, ou pureza dos ingredientes usados para fabricar as composições ou realizar os métodos; e semelhantes. O termo “cerca de” também abrange quantidades que diferem devido a diferentes condições de equilíbrio para uma composição que resulta de uma mistura inicial particular. Se ou não modificadas pelo termo “cerca de”, as reivindicações incluem equivalentes às quantidades.
[0045]Os termos “ativos” ou “porcentagem de ativos” ou “porcentagem em peso de ativos” ou “concentração de ativos” são usados permutavelmente aqui e referem-se à concentração daqueles ingredientes envolvidos na limpeza expressada como uma porcentagem menos ingredientes inertes tais como água ou sais.
[0046]Como usado aqui, a frase “superfície de cervejaria” refere-se a uma superfície de uma ferramenta, uma máquina, equipamento, uma estrutura, uma construção, ou semelhantes que é utilizada como parte de uma fermentação, fabricação, destilação, preparação, engarrafamento, enlatamento, e armazenamento, etc. de cerveja, vinho, licor, e bebidas destiladas. Superfície de cervejaria é intencionada a abranger todas as superfícies usadas em processos de fermentação (incluindo fermentação de cerveja e preparação de licores e bebidas destiladas) e vinicultura. Exemplos de superfícies de cervejaria incluem vasos de fermentação, tanques e linhas de cerveja filtrada, cubas de mosto, equipamento de engarrafamento, tubos, vasos de armazenamento, equipamento de engarrafamento e enlatamento, etc.
[0047]Como usado aqui, as frases “equipamento de CIP” e “tanque de CIP” ou quaisquer variações destes, referem-se a tanques, vasos, aparelhos, linhas, bombas, e outro equipamento de processo usado para processar correntes de produto tipicamente líquidas tais como bebidas, leite, sucos, etc. usadas em técnicas de limpeza de CIP para remover sujeiras dos componentes internos. O mesmo abrange quaisquer superfícies de processamento de alimento de CIP e superfícies de cervejaria de CIP.
[0048]O termo “limpeza”, como usado aqui, significa realizar ou auxiliar na remoção de sujeira, alvejamento, redução de população microbiana, ou combinação destes. Para o propósito deste pedido de patente, redução microbiana bem sucedida é obtida quando as populações microbianas são reduzidas em pelo menos cerca de 50 %, ou em significantemente mais do que é obtido por uma lavagem com água. Reduções maiores na população microbiana fornecem níveis maiores de proteção.
[0049]Como usado aqui, “consistindo essencialmente em” significa que os métodos e composições podem incluir etapas, componentes, ingredientes adicionais ou semelhantes, mas apenas se as etapas, componentes e/ou ingredientes adicionais não alteram materialmente as características básicas e novas dos métodos e composições reivindicados.
[0050]Como usado aqui, o termo “desinfetante” refere-se a um agente que mata todas as células vegetativas incluindo os microorganismos patogênicos mais reconhecidos, usando o procedimento descrito em A.O.A.C. Use Dilution Methods, Official Methods of Analysis of the Association of Official Analytical Chemists, parágrafo 955.14 e seções aplicáveis, 15a Edição, 1990 (EPA Guideline 91 - 2). Como usado aqui, o termo “desinfecção de nível alto” ou “desinfetante de nível alto” refere-se a um composto ou composição que mata substancialmente todos os organismos, exceto níveis altos de esporos bacterianos, e é efetuada com um germicida químico autorizado para o mercado como um esterilizante pela Food and Drug Administration. Como usado aqui, o termo “desinfecção de nível intermediário” ou “desinfetante de nível intermediário” refere-se a um composto ou composição que mata micobactérias, a maioria de vírus, e bactérias com um germicida químico registrado como um tuberculocida pela Environmental Protection Agency (EPA). Como usado aqui, o termo “desinfecção de nível baixo” ou “desinfetante de nível baixo” refere-se a um composto ou composição que mata alguns vírus e bactérias com um germicida químico registrado como um desinfetante hospitalar pela EPA.
[0051]Como usado aqui, a frase “superfície de processamento de alimento” refere-se a uma superfície de uma ferramenta, uma máquina, equipamento, uma estrutura, uma construção, ou semelhantes que é utilizada como parte de uma atividade de processamento, preparação, ou armazenamento de alimento ou bebida. Superfície de processamento de alimento é intencionada a abranger todas as superfícies usadas em processos de fermentação (incluindo fermentação de cerveja e preparação de licores e bebidas destiladas) e vinicultura (por exemplo, tanques e linhas de cerveja filtrada, vasos de fermentação, cubas de mosto, equipamento de engarrafamento, tubos, e vasos de armazenamento). Exemplos de superfícies de processamento de alimento incluem superfícies de equipamento de processamento ou preparação de alimento (por exemplo, ebulição, fermentação, divisão, enlatamento, ou equipamento de transporte, incluindo calhas), de artigos de processamento de alimento (por exemplo, utensílios, louça, máquina de lavar louça, e copos), e de pavimentos, paredes, ou instalações de estruturas em que o processamento de alimento ocorre. Superfícies de processamento de alimento são encontradas e utilizadas em sistemas de circulação de ar anti-deterioração de alimento, sanitização de embalagem asséptica, limpadores e sanitizantes de refrigerador e resfriamento de alimento, sanitização para lavagem de louça, limpeza e sanitização com branqueador, materiais de embalagem de alimento, aditivos de tábua de corte, sanitização de terceira pia, resfriadores e aquecedores de bebida, águas refrigerantes ou escaldantes de carne, sanitizantes para máquina de lavar louça, géis sanitizantes, torres de resfriamento, pulverizações para confecção antimicrobianas de processamento de alimento, e lubrificantes para preparação de alimento não baixamente aquoso, óleos, e aditivos de enxágue.
[0052]Como usado aqui, a frase “produto alimentício” inclui qualquer substância alimentícia que poderia requerer tratamento com um agente ou composição antimicrobianos e que fosse comestível com ou sem preparação adicional. Produtos alimentícios incluem carne (por exemplo, carne vermelha e carne de porco), frutos do mar, aves domésticas, produtos agrícolas (por exemplo, frutas e vegetais), ovos, ovos vivos, produtos de ovos, alimento pronto para o consumo, trigo, sementes, raízes, tubérculos, folhas, caules, milhos, flores, brotos, condimentos, ou uma combinação destes. O termo “produto agrícola” refere-se a produto alimentícios tais como frutas e vegetais e plantas ou materiais derivados de plantas que são tipicamente vendidos não cozidos e, frequentemente, não embalados, e que podem algumas vezes ser comidos crus.
[0053]Como usado aqui, o termo “livre”, “nenhum”, “substancialmente nenhum” ou “substancialmente livre” refere-se a uma composição, mistura, ou ingrediente que não contêm um composto particular ou aos quais um composto particular ou um composto contendo composto particular não foi adicionado. Em algumas formas de realização, a redução e/ou eliminação de peróxido de hidrogênio de acordo com formas de realização fornecem composições livres de peróxido de hidrogênio ou substancialmente livres. O composto particular deveria estar presente através de contaminação e/ou uso em uma quantidade mínima de uma composição, mistura, ou ingredientes, a quantidade do composto deve ser menos do que cerca de 3 % em peso. Mais preferivelmente, a quantidade do composto é menos do que 2 % em peso, menos do que 1 % em peso, e o mais preferivelmente a quantidade do composto é menos do que 0,5 % em peso.
[0054]O termo “superfície dura” refere-se a uma superfície sólida, substancialmente não flexível tal como uma bancada, telha, pavimento, parede, painel, janela, acessório de encanamento, mobília para cozinha e banheiro, utensílio, motor, placa de circuito, e placa. Superfícies duras podem incluir por exemplo, superfícies de cuidado de saúde e superfícies de processamento de alimento.
[0055]Como usado aqui, o termo “microorganismo” refere-se a qualquer organismo não celular ou unicelular (incluindo colonial). Microorganismos incluem todos os procariotas. Microorganismos incluem bactérias (incluindo cianobactérias), esporos, líquens, fungos, protozoários, viriões, viroides, vírus, fagos, e algumas algas. Como usado aqui, o termo “micróbio” é sinônimo com microorganismo.
[0056]Como usado aqui, os termos “misto” ou “mistura” quando usados referem-se a “composição de ácido percarboxílico”, “ácidos percarboxílicos”, “composição de ácido peroxicarboxílico” ou “ácidos peroxicarboxílicos” referem-se a uma composição ou mistura incluindo mais do que um ácido percarboxílico ou ácido peroxicarboxílico.
[0057]Como usado aqui, o termo “sanitizante” refere-se a um agente que reduz o número de contaminantes bacterianos a níveis seguros como julgado por necessidades de saúde pública. Em uma forma de realização, sanitizantes para o uso nesta invenção fornecerão pelo menos uma redução de 99,999 % (redução na ordem de 5 log). Estas reduções podem ser avaliadas usando um procedimento apresentado em Germicidal and Detergent Sanitizing Action of Disinfectants, Official Methods of Analysis of the Association of Official Analytical Chemists, parágrafo 960.09 e seções aplicáveis, 15a Edição, 1990 (EPA Guideline 91-2). De acordo com esta referência um sanitizante deveria fornecer uma redução de 99,999 % (redução na ordem de 5 log) dentro de 30 segundos na temperatura ambiente, 25 ± 2 °C, contra vários organismos de teste.
[0058]Diferenciação da atividade “biocida” ou “estática” antimicrobiana, as definições que descrevem o grau de eficácia, e os protocolos laboratoriais oficiais para medir esta eficácia são considerações para entender a relevância de agentes e composições antimicrobianos. Composições antimicrobianas podem afetar dois tipos de dano de célula microbiana. O primeiro é uma ação irreversível, letal que resulta em destruição ou incapacitação de célula microbiana completa. O segundo tipo de dano celular é reversível, tal que se o organismo for tornado livre do agente, ele pode novamente multiplicar. O primeiro é denominado microbiocida e o último, microbistático. Um sanitizante e um desinfetante são, por definição, agentes que fornecem atividade antimicrobiana ou microbiocida. Ao contrário, um preservante é geralmente descrito como um inibidor ou composição microbistática.
[0059]Como usado aqui, o termo “água” para tratamento de acordo com a invenção inclui uma variedade de fontes, tais como água doce, água de reservatório, água do mar, fonte de água salgada ou salmoura, água salobra, água reciclada, ou semelhantes. Águas também são entendidas como incluindo opcionalmente tanto fontes de água doce quando reciclada (por exemplo, “águas produzidas”), assim como qualquer combinação de águas para tratamento de acordo com a invenção. Em algumas formas de realização, água produzida (ou água de reutilização) refere-se a uma mistura de água que compreende tanto água reciclada de operações em campo de petróleo e gás prévias ou concomitantes, por exemplo, fraturamento, e água que não foi usada em operações em campo de petróleo e gás, por exemplo, água doce, água de reservatório, água do mar, etc.
[0060]Como usado aqui, “por cento em peso”, “% em peso”, “porcentagem em peso”, “ % em peso”, e variações destes referem-se à concentração de uma substância como o peso desta substância dividido pelo peso total da composição e multiplicado por 100. É entendido que, como usado aqui, “porcentagem”, “%”, e semelhantes são intencionados a serem sinônimos com “por cento em peso”, “% em peso”, etc.
[0061]É entendido que aspectos e formas de realização da invenção descrita aqui incluem “consistindo” e/ou “consistindo essencialmente em” aspectos e formas de realização.
[0062]Por toda esta divulgação, vários aspectos desta invenção são apresentados em um formato de faixa. Deve ser entendido que a descrição em formato de faixa é meramente para conveniência e brevidade e não deve ser interpretada como uma limitação inflexível sobre o escopo da invenção. Consequentemente, a descrição de uma faixa deve ser considerada como tendo especificamente divulgado todas as sub-faixas possíveis assim como valores numéricos individuais dentro desta faixa. Por exemplo, a descrição de uma faixa tal como de 1 a 6 deve ser considerada como tendo especificamente divulgado sub-faixas tais como de 1 a 3, de 1 a 4, de 1 a 5, de 2 a 4, de 2 a 6, de 3 a 6 etc., assim como números individuais dentro desta faixa, por exemplo, 1, 2, 3, 4, 5, e 6. Isto aplica-se não obstante da amplitude da faixa.
Métodos para formar ácido peroxifórmico
[0063]Em um aspecto, a presente invenção é dirigida a um método para formar ácido peroxifórmico compreendendo contatar ácido fórmico com peróxido de hidrogênio para formar uma composição aquosa resultante que compreende um perácido que compreende ácido peroxifórmico, em que antes do dito contato, a razão entre a concentração do dito ácido fórmico (p/v) e a concentração do dito peróxido de hidrogênio (p/v) é cerca de 2 ou mais alta, e a razão entre a concentração do dito perácido (p/p) e a concentração de peróxido de hidrogênio (p/p) na dita composição aquosa resultante formada atinge cerca de 2 ou mais alta pelo menos dentro de 4 horas, ou preferivelmente 2 horas do dito contato.
[0064]O ácido fórmico usado nos presentes métodos pode ser fornecido em qualquer modo adequado.
[0065]Em algumas formas de realização, antes da etapa de contato, o ácido fórmico pode ser fornecido em uma composição que compreende ácido fórmico, por exemplo, uma solução aquosa que compreende ácido fórmico. Em outras formas de realização, antes da etapa de contato, o ácido fórmico pode ser fornecido em uma composição que compreende uma substância que gera ácido fórmico durante o contato com uma composição aquosa. Qualquer substância adequada que gere ácido fórmico pode ser usada nos presentes métodos. A substância pode ser um sal de formiato, por exemplo, um sal de sódio ou amônio de formiato, ou um éster de formiato. Ésteres exemplares de formiato incluem formiatos de glicerol, formiatos de pentaeritritol, formiatos de manitol, formiatos de propileno glicol, formiatos de sorbitol e formiatos de açúcar. Formiatos de açúcar exemplares incluem formiatos de sacarose, formiatos de dextrina, formiatos de maltodextrina, e formiatos de amido. Em algumas formas de realização os formiatos podem ser fornecidos em uma composição sólida, tal como um formiato de amido.
[0066]O peróxido de hidrogênio usado nos presentes métodos pode ser fornecido em qualquer modo adequado. Em algumas formas de realização, antes da etapa de contato, o peróxido de hidrogênio pode ser fornecido em uma composição que compreende peróxido de hidrogênio, por exemplo, uma solução aquosa que compreende peróxido de hidrogênio. Em outras formas de realização, antes da etapa de contato, o peróxido de hidrogênio pode ser fornecido em uma composição que compreende uma substância que gera peróxido de hidrogênio durante o contato com uma composição aquosa. Qualquer substância adequada que gere peróxido de hidrogênio pode ser requerida nos presentes métodos. A substância pode compreender um precursor de peróxido de hidrogênio. Qualquer precursor adequado de peróxido de hidrogênio pode ser usado nos presentes métodos. Por exemplo, o precursor de peróxido de hidrogênio pode ser percarbonato de sódio, perborato de sódio, peróxido de hidrogênio e ureia, ou PVP-peróxido de hidrogênio.
[0067]Em algumas formas de realização, ácido fórmico fornecido em uma primeira composição aquosa é contatado com peróxido de hidrogênio fornecido em uma segunda composição aquosa para formar ácido peroxifórmico na composição aquosa resultante. Em outras formas de realização, ácido fórmico fornecido em uma primeira composição aquosa é contatado com uma substância que gera peróxido de hidrogênio durante o contato com uma composição aquosa fornecida em uma segunda composição sólida para formar ácido peroxifórmico na composição aquosa resultante. Ainda em outras formas de realização, uma substância que gere ácido fórmico durante o contato com uma composição aquosa fornecida em uma primeira composição sólida é contatada com peróxido de hidrogênio fornecido em uma segunda composição aquosa para formar ácido peroxifórmico na composição aquosa resultante. Ainda em outras formas de realização, uma substância que gere ácido fórmico durante o contato com uma composição aquosa fornecida em uma primeira composição sólida e uma substância que gere peróxido de hidrogênio durante o contato com uma composição aquosa fornecida em uma segunda composição sólida são contatadas com uma terceira composição aquosa para formar ácido peroxifórmico na composição aquosa resultante. Ainda em outras formas de realização, uma substância que gere ácido fórmico durante o contato com uma composição aquosa e uma substância que gere peróxido de hidrogênio durante o contato com uma composição aquosa são fornecidas em uma primeira composição sólida, e a primeira composição sólida é contatada com uma segunda composição aquosa para formar ácido peroxifórmico na composição aquosa resultante.
[0068]A composição aquosa resultante que compreende um perácido que compreende ácido peroxifórmico pode ser quaisquer tipos adequados de composições aquosas. Por exemplo, a composição aquosa resultante pode ser uma solução aquosa. Em um outro exemplo, a composição aquosa resultante pode ser uma suspensão aquosa.
[0069]Antes da etapa de contato, a razão entre a concentração do ácido fórmico (p/v) e a concentração do peróxido de hidrogênio (p/v) pode estar em qualquer faixa adequada. Em algumas formas de realização, antes do contato, a razão entre a concentração do ácido fórmico (p/v) e a concentração do peróxido de hidrogênio (p/v) pode ser de cerca de 2 a cerca de 100, por exemplo, cerca de 2 a 3, 3 a 4, 4 a 5, 5 a 6, 6 a 7, 7 a 8, 8 a 9, 9 a 10, 10 a 15, 15 a 20, 20 a 25, 25 a 30, 30 a 35, 35 a 40, 40 a 45 ou 45 a 50 ou maior de cerca de 50 a 100.
[0070]A razão entre a concentração do perácido (p/p) e a concentração de peróxido de hidrogênio (p/p) na composição aquosa formada pode atingir qualquer faixa adequada. Em algumas formas de realização, a razão entre a concentração do perácido (p/p) e a concentração de peróxido de hidrogênio (p/p) na composição aquosa formada pode atingir, dentro de cerca de 4 horas, ou preferivelmente 2 horas do contato, de cerca de 2 a cerca de 1.500, por exemplo, cerca de 2 a 3, 3 a 4, 4 a 5, 5 a 6, 6 a 7, 7 a 8, 8 a 9, 9 a 10, 10 a 15, 15 a 20, 20 a 25, 25 a 30, 30 a 35, 35 a 40, 40 a 45, 45 a 50, 50 a 60, 60 a 70, 70 a 80, 80 a 90, 90 a 100, 100 a 200, 200 a 300, 300 a 400, 400 a 500, 500 a 600, 600 a 700, 700 a 800, 800 a 900, 900 a 1.000, 1.000 a 1.100, 1.100 a 1.200, 1.200 a 1.300, 1.300 a 1.400, ou 1.400 a 1.500. Em outras formas de realização, a razão entre a concentração do perácido (p/p) e a concentração de peróxido de hidrogênio (p/p) na composição aquosa formada atinge pelo menos cerca de 10 dentro de cerca de 30 minutos do contato, preferivelmente pelo menos cerca de 10 a 40 dentro de cerca de 30 minutos do contato.
[0071]A composição aquosa formada pode compreender qualquer concentração adequada de peróxido de hidrogênio. Em algumas formas de realização, a composição aquosa formada pode compreender cerca de 5 % (p/p) ou menos de peróxido de hidrogênio, por exemplo, cerca de 5 % (p/p), 4,5 % (p/p), 4 % (p/p), 3,5 % (p/p), 3 % (p/p), 2,5 % (p/p), 2 % (p/p), 1,5 % (p/p), 1 % (p/p), 0,9 % (p/p), 0,8 % (p/p), 0,7 % (p/p), 0,6 % (p/p), 0,5 % (p/p), 0,4 % (p/p), 0,3 % (p/p), 0,2 % (p/p), 0,1 % (p/p), 0,05 % (p/p), 0,01 % (p/p), 0,005 % (p/p), ou 0,001 % (p/p) de peróxido de hidrogênio. Em outras formas de realização, a composição aquosa formada atinge cerca de 2 % (p/p) ou menos de peróxido de hidrogênio dentro de pelo menos cerca de 4 horas, ou preferivelmente 2 horas do contato. Ainda em outras formas de realização, a composição aquosa formada atinge cerca de 1 % (p/p) ou menos de peróxido de hidrogênio dentro de pelo menos cerca de 1 hora do contato. Ainda em outras formas de realização, a composição aquosa formada atinge cerca de 0 % (p/p) a cerca de 0,001 % (p/p) peróxido de hidrogênio e mantém cerca de 0 % (p/p) a cerca de 0,001 % (p/p) peróxido de hidrogênio por pelo menos 1 hora.
[0072]O ácido fórmico e o peróxido de hidrogênio podem ser contatados na ausência de um ácido carboxílico C2-C22 e/ou um ácido percarboxílico C2-C22 e o perácido na composição aquosa formada compreende ácido peroxifórmico apenas.
[0073]O ácido fórmico e o peróxido de hidrogênio podem ser contatados na presença de um ácido carboxílico C2-C22 e o perácido na composição aquosa formada compreende ácido peroxifórmico e o ácido percarboxílico C2-C22. Qualquer ácido carboxílico C2-C22 adequado pode ser usado nos presentes métodos. Em algumas formas de realização, o ácido carboxílico C2-C22 é ácido acético, ácido octanoico e/ou ácido oleico sulfonado, e o perácido na composição aquosa formada compreende ácido peroxifórmico e um ou mais de ácido peroxiacético, ácido peroxioctanoico e ácido oleico peroxissulfonado.
[0074]O ácido fórmico e o peróxido de hidrogênio podem ser contatados na presença de um ácido percarboxílico C2-C22 e o perácido na composição aquosa formada compreende ácido peroxifórmico e o ácido percarboxílico C2-C22. Qualquer ácido percarboxílico C2-C22 adequado pode ser usado nos presentes métodos. Em algumas formas de realização, o ácido percarboxílico C2-C22 pode ser ácido peroxiacético, ácido peroxioctanoico e/ou ácido oleico peroxissulfonado.
[0075]Os presentes métodos podem ser conduzidos em qualquer temperatura adequada. Em algumas formas de realização, os presentes métodos podem ser conduzidos em uma temperatura variando de cerca de -2 °C a cerca de 70 °C, cerca de 10 °C a cerca de 70 °C, por exemplo, cerca de 10 °C a 15 °C, 15 °C a 20 °C, 20 °C a 25 °C, 25 °C a 30 °C, 30 °C a 35 °C, 35 °C a 40 °C, 40 °C a 45 °C, 45 °C a 50 °C, 50 °C a 55 °C, 55 °C a 60 °C, 60 °C a 65 °C, ou 65 °C a 70 °C. Em outras formas de realização, os presentes métodos podem ser conduzidos sob condições ambientes. Ainda em outras formas de realização, os presentes métodos podem ser conduzidos sob aquecimento, por exemplo, em uma temperatura variando de cerca de 30 °C a 35 °C, 35 °C a 40 °C, 40 °C a 45 °C, 45 °C a 50 °C, 50 °C a 55 °C, 55 °C a 60 °C, 60 °C a 65 °C, ou 65 °C a 70 °C.
[0076]Os presentes métodos podem ser conduzidos na presença de um catalisador. Qualquer catalisador adequado pode ser usado nos presentes métodos. Em algumas formas de realização, o catalisador pode ser um ácido mineral, por exemplo, ácido sulfúrico, ácido metanossulfônico, ácido nítrico, ácido fosfórico, ácido pirofosfórico, ácido polifosfórico ou ácido fosfônico.
[0077]Os presentes métodos podem ser conduzidos na presença de um sistema de resina de troca de ácido catiônica. Qualquer sistema de resina de troca de ácido catiônica adequado pode ser usado nos presentes métodos. Em algumas formas de realização, o sistema de resina de troca de ácido catiônica é um sistema de resina de troca de ácido catiônica forte. Em outras formas de realização, o sistema de resina de troca de ácido é resina de troca de ácido sulfônico, por exemplo, comercialmente disponível como Dowex M-31 ou Nafion.
[0078]O ácido fórmico fornecido em uma primeira composição aquosa pode ser contatado com o peróxido de hidrogênio fornecido em uma segunda composição aquosa que também compreende ácido peroxiacético para formar uma composição aquosa resultante que compreende um perácido total que compreende ácido peroxifórmico e ácido peroxiacético. Antes da etapa de contato, a razão entre a concentração do ácido fórmico (p/v) e a concentração do peróxido de hidrogênio (p/v) pode estar em qualquer faixa adequada. A razão entre a concentração de perácido total (p/p) e a concentração de peróxido de hidrogênio (p/p) na composição aquosa resultante também pode atingir qualquer faixa adequada. Em algumas formas de realização, antes do contato, a razão entre a concentração do ácido fórmico (p/v) e a concentração do peróxido de hidrogênio (p/v) pode ser cerca de 5 ou mais alta e a razão entre a concentração de perácido total (p/p) e a concentração de peróxido de hidrogênio (p/p) na composição aquosa resultante atinge pelo menos cerca de 5 dentro de cerca de 2 minutos do contato. Em outras formas de realização, a razão entre a concentração de perácido total (p/p) e a concentração de peróxido de hidrogênio (p/p) na composição aquosa resultante pode atingir pelo menos cerca de 10 dentro de cerca de 20 minutos do contato. Ainda em outras formas de realização, a razão entre a concentração de perácido total (p/p) e a concentração de peróxido de hidrogênio (p/p) na composição aquosa resultante pode atingir pelo menos cerca de 50 dentro de cerca de 30 horas do contato. Ainda em outras formas de realização, antes do contato, a razão entre a concentração do ácido fórmico (p/v) e a concentração do peróxido de hidrogênio (p/v) pode ser cerca de 20 ou mais alta e a razão entre a concentração de perácido total (p/p) e a concentração de peróxido de hidrogênio (p/p) na composição aquosa resultante pode atingir pelo menos cerca de 10 dentro de pelo menos cerca de 1 minuto do contato. A concentração de peróxido de hidrogênio (p/p) na composição aquosa resultante pode atingir qualquer concentração adequada. Em algumas formas de realização, a concentração de peróxido de hidrogênio (p/p) na composição aquosa resultante pode atingir cerca de 0 % (p/p) a cerca de 0,001 % (p/p) peróxido de hidrogênio dentro de pelo menos cerca de 4 horas, ou preferivelmente 2 horas do contato. Em outras formas de realização, a concentração de peróxido de hidrogênio (p/p) na composição aquosa resultante pode permanecer em torno de 0 % (p/p) a cerca de 0,001 % (p/p) por pelo menos 1 hora.
[0079]O ácido fórmico fornecido em uma primeira composição aquosa pode ser contatado com o peróxido de hidrogênio fornecido em uma segunda composição aquosa que também compreende ácido peroxioctanoico para formar uma composição aquosa resultante que compreende um perácido total que compreende ácido peroxifórmico e ácido peroxioctanoico. Antes da etapa de contato, a razão entre a concentração do ácido fórmico (p/v) e a concentração do peróxido de hidrogênio (p/v) pode estar em qualquer faixa adequada. A razão entre a concentração de perácido total (p/p) e a concentração de peróxido de hidrogênio (p/p) na composição aquosa resultante também pode atingir qualquer faixa adequada. Em algumas formas de realização, a razão entre a concentração do ácido fórmico (p/v) e a concentração do peróxido de hidrogênio (p/v) pode ser cerca de 5 ou mais alta e a razão entre a concentração de perácido total (p/p) e a concentração de peróxido de hidrogênio (p/p) na composição aquosa resultante pode atingir pelo menos cerca de 5 dentro de pelo menos cerca de 30 minutos do contato.
[0080]Em algumas formas de realização, um sal de formiato ou um éster de formiato em uma primeira composição, por exemplo, uma primeira composição sólida ou líquida, pode ser contatada com peróxido de hidrogênio e um ácido percarboxílico C2-C22 fornecido em uma segunda composição aquosa para formar uma composição aquosa resultante que compreende ácido peroxifórmico e o ácido percarboxílico C2-C22. Antes do contato, a segunda composição aquosa pode compreender qualquer concentração adequada do ácido percarboxílico C2-C22, e o sal de formiato ou éster de formiato pode ser adicionado à segunda composição aquosa de modo que a composição aquosa compreenda qualquer concentração adequada do sal de formiato ou éster de formiato. A razão entre a concentração de perácido total (p/p) e a concentração de peróxido de hidrogênio (p/p) na composição aquosa resultante pode atingir qualquer faixa adequada. Por exemplo, antes do contato, a segunda composição aquosa compreende de cerca de 1 (p/v) a cerca de 40 (p/v) do ácido percarboxílico C2-C22, o sal de formiato ou éster de formiato é adicionado à segunda composição aquosa de modo que a composição aquosa compreenda de cerca de 5 (p/v) a cerca de 30 (p/v) do sal de formiato ou éster de formiato, e a razão entre a concentração de perácido total (p/p) e a concentração de peróxido de hidrogênio (p/p) na composição aquosa resultante atinge pelo menos cerca de 2 dentro de pelo menos cerca de 3 horas do contato. Em um outro exemplo, a concentração de peróxido de hidrogênio (p/p) na composição aquosa resultante pode atingir cerca de 0,001 % (p/p) a cerca de 10 % (p/p) dentro de pelo menos cerca de 3 horas do contato.
[0081]A composição aquosa resultante pode compreender um agente estabilizante para o perácido. Quaisquer agentes estabilizantes adequados podem ser usados nos presentes métodos. Agentes estabilizantes exemplares incluem um sal de fosfonato e/ou um ácido dicarboxílico heterocíclico, por exemplo, ácido dipicolínico.
[0082]Os presentes métodos podem compreender ainda uma etapa de reduzir a concentração do peróxido de hidrogênio na composição aquosa resultante. A concentração do peróxido de hidrogênio na composição aquosa resultante pode ser reduzida usando quaisquer métodos adequados. Por exemplo, a concentração do peróxido de hidrogênio na composição aquosa resultante pode ser reduzida usando uma catalase ou uma peroxidase.
[0083]A composição aquosa resultante pode compreender qualquer concentração adequada de ácido peroxifórmico. Em algumas formas de realização, a composição aquosa resultante compreende de cerca de 0,001 % (p/p) a cerca de 20 % (p/p) de ácido peroxifórmico, por exemplo, cerca de 0,001 % a 0,005 % (p/p), 0,005 % a 0,01 % (p/p), 0,01 % a 0,05 % (p/p), 0,05 % a 0,1 % (p/p), 0,1 % a 0,5 % (p/p), 0,5 % a 1 % (p/p), 1 % a 2 % (p/p), 2 % a 3 % (p/p), 3 % a 4 % (p/p), 4 % a 5 % (p/p), 5 % a 6 % (p/p) , 6 % a 7 % (p/p), 7 % a 8 % (p/p), 8 % a 9 % (p/p), 9 % a 10 % (p/p), 10 % a 11 % (p/p), 11 % a 12 % (p/p) 12 % a 13 % (p/p) 13 % a 14 % (p/p) 14 % a 15 % (p/p) 15 % a 16 % (p/p) 16 % a 17 % (p/p) 17 % a 18 % (p/p) 18 % a 19 % (p/p) 19 % a 20 % (p/p) de ácido peroxifórmico.
[0084]Os presentes métodos podem compreender ainda adicionar um inibidor de corrosão de modo que a composição aquosa resultante formada compreenda o inibidor de corrosão. Qualquer inibidor de corrosão adequado pode ser usado. Em algumas formas de realização, o inibidor de corrosão pode ser um éster de fosfato, um derivado do éster de fosfato, um diácido, um derivado do diácido, uma amina quaternária, um derivado da amina quaternária, um imidazolina, um derivado da imidazolina, uma alquil piridina, um derivado da alquil piridina, um sal de fosfônio, um derivado do sal de fosfônio, ou uma combinação destes.
[0085]O inibidor de corrosão pode ser usado em qualquer concentração adequada. Em algumas formas de realização, a composição aquosa resultante formada pode compreender de cerca de 0,1 ppm a cerca de 50,000 ppm do inibidor de corrosão, por exemplo, cerca de 1 a 10 ppm, 10 a 20 ppm, 20 a 30 ppm, 30 a 40 ppm, 40 a 50 ppm, 50 a 60 ppm, 60 a 70 ppm, 70 a 80 ppm, 80 a 90 ppm, 90 a 100 ppm, 100 a 150 ppm, 150 a 200 ppm, 200 a 250 ppm, 250 a 300 ppm, 300 a 350 ppm, 350 a 400 ppm, 400 a 450 ppm, 450 a 500 ppm, 500 a 550 ppm, 550 a 600 ppm, 600 a 650 ppm, 650 a 700 ppm, 700 a 750 ppm, 750 a 800 ppm, 800 a 850 ppm, 850 a 900 ppm, 900 a 950 ppm, 950 a 1.000 ppm, 1.000 a 1.500 ppm, 1.500 a 2.000 ppm, 2.000 a 2.500 ppm, 2.500 a 3.000 ppm, 3.000 a 3.500 ppm, 3.500 a 4.000 ppm, 4.000 a 4.500 ppm, ou 4.500 a 5.000 ppm, 5.000 a 5.500 ppm, 5.500 a 6.000 ppm, 6.000 a 6.500 ppm, 6.500 a 7.000 ppm, 7.000 a 7.500 ppm, 7.500 a 8.000. 8.000 a 8.500 ppm, 8.500 a 9.000 ppm, 9.000 a 9.500 ppm, ou 9.500 a 10.000 ppm. Em outras formas de realização, a razão entre a concentração do ácido peroxifórmico (p/v) e a concentração do inibidor de corrosão (p/v) na composição aquosa formada resultante pode ser de cerca de 0,01 a cerca de 100, por exemplo, cerca de 0,01 a 0,05, 0,05 a 0,1, 0,1 a 0,5, 0,5 a 1, 1 a 2, 2 a 3, 3 a 4, 4 a 5, 5 a 6, 6 a 7, 7 a 8, 8 a 9, 9 a 10, 10 a 15, 15 a 20, 20 a 25, 25 a 30, 30 a 35, 35 a 40, 40 a 45, 45 a 50, 50 a 60, 60 a 70, 70 a 80, 80 a 90, 90 a 100.
[0086]O inibidor de corrosão pode ser adicionado em qualquer tempo adequado. Em algumas formas de realização, o inibidor de corrosão pode ser adicionado antes que o ácido fórmico seja contatado com o peróxido de hidrogênio. Em outras formas de realização, o inibidor de corrosão pode ser adicionado concorrentemente quando o ácido fórmico é contatado com o peróxido de hidrogênio. Ainda em outras formas de realização, o inibidor de corrosão pode ser adicionado depois que o ácido fórmico é contatado com o peróxido de hidrogênio.
[0087]Os presentes métodos podem ser usados para gerar ácido peroxifórmico em qualquer maneira adequada ou em qualquer local adequado. Em algumas formas de realização, os presentes métodos podem ser usados para gerar ácido peroxifórmico in situ para a aplicação do ácido peroxifórmico formado.
[0088]Em um outro aspecto, a presente invenção é dirigida ao ácido peroxifórmico formado usando os presentes métodos, por exemplo, ácido peroxifórmico formado in situ para a aplicação do ácido peroxifórmico formado, e uma composição de ácido peroxifórmico formado formada usando os presentes métodos na presença de um inibidor de corrosão.
[0089]O ácido peroxifórmico formado usando os presentes métodos (composição presente) pode compreender ainda outros ácidos percarboxílicos. Várias formas de realização da invenção referindo-se a composições de ácido peroxifórmico e/ou soluções de ácido peroxifórmico são entendidas ainda como compreendendo opcionalmente ácidos percarboxílicos adicionais. Como usado aqui, o termo “perácido” também pode ser referido como um “ácido percarboxílico” ou “peroxiácido.” Ácidos sulfoperoxicarboxílicos, perácidos sulfonados e ácidos peroxicarboxílicos sulfonados também são incluídos dentro do termo “perácido” como usado aqui. Os termos “ácido sulfoperoxicarboxílico”, “perácido sulfonado”, ou “ácido peroxicarboxílico sulfonado” referem-se à forma de ácido peroxicarboxílico de um ácido carboxílico sulfonado como divulgado nas Publicações de Patente dos EUA Nos 2010/0021557, 2010/0048730 e 2012/0052134 que são incorporadas aqui por referência em suas totalidades. Um perácido refere-se a um ácido tendo o hidrogênio do grupo hidroxila em ácido carboxílico substituído por um grupo hidróxi. Perácidos oxidantes também podem ser referidos aqui como ácidos peroxicarboxílicos.
[0090]Em algumas formas de realização, ácido peroxifórmico com outros ácidos peroxicarboxílicos pode ser gerado misturando-se um éster de um álcool poli-hídrico com uma composição compreendendo ácido(s) peroxicarboxílico(s) e peróxido de hidrogênio para formar uma composição que compreende tanto ácido peroxifórmico quanto outros ácidos peroxicarboxílicos. Exemplos de composições comercialmente disponíveis compreendendo tanto ácido peroxicarboxílico quanto peróxido de hidrogênio incluem composições de ácido peroxiacético, composições de ácido peroxioctanoico, etc. todos comercialmente disponível da Ecolab Inc. Em uso, um éster de um álcool poli-hídrico pode ser contatado, por exemplo, misturado, com tais composições de ácido peroxiacético, composições de ácido peroxioctanoico, etc., para formar uma composição que compreende tanto ácido peroxifórmico quanto outros ácidos peroxicarboxílicos desejados.
[0091]Um perácido inclui qualquer composto da fórmula R--(COOOH)n em que R pode ser hidrogênio, alquila, alquenila, alcino, acílico, grupo alicíclico, arila, heteroarila, ou grupo heterocíclico, e n é 1, 2, ou 3, e denominado prefixando-se o ácido precursor com peróxi. Preferivelmente R inclui hidrogênio, alquila, ou alquenila. Os termos “alquila”, “alquenila”, “alcino”, “acílico”, “grupo alicíclico”, “arila”, “heteroarila”, e “grupo heterocíclico” são como definidos aqui.
[0092]Como usado aqui, o termo “alquila” inclui uma cadeia de hidrocarboneto alifático saturado reta ou ramificada tendo de 1 a 22 átomos de carbono, tais como, por exemplo, metila, etila, propila, isopropila (1-metiletila), butila, terc-butila (1,1-dimetiletila), e semelhantes. O termo “alquila” ou “grupos alquila” também refere-se a hidrocarbonetos saturados tendo um ou mais átomos de carbono, incluindo grupos alquila de cadeia reta (por exemplo, metila, etila, propila, butila, pentila, hexila, heptila, octila, nonila, decila, etc.), grupos alquila cíclicos (ou grupos “cicloalquila” ou “alicíclicos” ou ‘carbocíclicos”) (por exemplo, ciclopropila, ciclopentila, cicloexila, cicloeptila, ciclooctila, etc.), grupos alquila de cadeia ramificada (por exemplo, isopropila, terc-butila, sec-butila, isobutila, etc.), e grupos alquila substituídos por alquila (por exemplo, grupos cicloalquila substituídos por alquila e grupos alquila substituídos por cicloalquila).
[0093]A menos que de outro modo especificado, o termo “alquila” inclui tanto “alquilas não substituídos” quanto “alquilas substituídos.” Como usado aqui, o termo “alquilas substituídos” refere-se a grupos alquila tendo substituintes substituindo-se um ou mais hidrogênios em uma ou mais carbonos da cadeia principal de hidrocarboneto. Tais substituintes podem incluir, por exemplo, alquenila, alquinila, halogeno, hidroxila, alquilcarbonilóxi, arilcarbonilóxi, alcoxicarbonilóxi, arilóxi, ariloxicarbonilóxi, carboxilato, alquilcarbonila, arilcarbonila, alcoxicarbonila, aminocarbonila, alquilaminocarbonila, dialquilaminocarbonila, alquiltiocarbonila, alcoxila, fosfato, fosfonato, fosfinato, ciano, amino (incluindo alquil amino, dialquilamino, arilamino, diarilamino, e alquilarilamino), acilamino (incluindo alquilcarbonilamino, arilcarbonilamino, carbamoíla e ureido), imino, sulfidrila, alquiltio, ariltio, tiocarboxilato, sulfatos, alquilsulfinila, sulfonatos, sulfamoíla, sulfonamido, nitro, trifluorometila, ciano, azido, heterocíclico, alquilarila, ou grupos aromáticos (incluindo heteroaromáticos).
[0094]O termo “alquenila” inclui um cadeia de hidrocarboneto alifático insaturado tendo de 2 a 12 átomos de carbono, tais como, por exemplo, etenila, 1-propenila, 2-propenila, 1-butenila, 2-metil-1-propenila, e semelhantes. O alquila ou alquenila pode ser terminalmente substituído com um heteroátomo, tal como, por exemplo, um átomo de nitrogênio, enxofre, ou oxigênio, formando um aminoalquila, oxialquila, ou tioalquila, por exemplo, aminometila, tioetila, oxipropila, e semelhantes. Similarmente, o alquila ou alquenila acima podem ser interrompidos na cadeia por um heteroátomo formando um alquilaminoalquila, alquiltioalquila, ou alcoxialquila, por exemplo, metilaminoetila, etiltiopropila, metoximetila, e semelhantes.
[0095]Além disso, como usado aqui o termo “alicíclico” inclui qualquer hidrocarbila cíclico contendo de 3 a 8 átomos de carbono. Exemplos de grupos alicíclicos adequados incluem ciclopropanila, ciclobutanila, ciclopentanila, etc. O termo “heterocíclico” inclui quaisquer estruturas de anel fechado análogas a grupos carbocíclicos em que um ou mais dos átomos de carbono no anel são um elemento exceto carbono (heteroátomo), por exemplo, um átomo de nitrogênio, enxofre, ou oxigênio. Grupos heterocíclicos podem ser saturados ou insaturados. Exemplos de grupos heterocíclicos adequados incluem, por exemplo, aziridina, óxido de etileno (epóxidos, oxiranos), tiirano (epissulfetos), dioxirano, azetidina, oxetano, tietano, dioxetano, ditietano, ditiete, azolidina, pirrolidina, pirrolina, oxolano, diidrofurano, e furano. Exemplos adicionais de grupos heterocíclicos adequados incluem grupos derivados de tetraidrofuranos, furanos, tiofenos, pirrolidinas, piperidinas, piridinas, pirróis, picolina, cumalina, etc.
[0096]Em algumas formas de realização, alquila, alquenila, grupos alicíclicos, e grupos heterocíclicos podem ser não substituídos ou substituídos por, por exemplo, arila, heteroarila, alquila C1-1, alquenila C1-1, alcóxi C1-4, amino, carbóxi, halo, nitro, ciano, --SO3H, fosfono, ou hidróxi. Quando alquila, alquenila, grupo alicíclico, ou grupo heterocíclico é substituído, preferivelmente a substituição é alquila C1-1, halo, nitro, amido, hidróxi, carbóxi, sulfo, ou fosfono. Em uma forma de realização, R inclui alquila substituído com hidróxi. O termo “arila” inclui hidrocarbila aromático, incluindo anéis aromáticos fundidos, tais como, por exemplo, fenila e naftila. O termo “heteroarila” inclui derivados aromáticos heterocíclicos tendo pelo menos um heteroátomo tal como, por exemplo, nitrogênio, oxigênio, fósforo, ou enxofre, e inclui, por exemplo, furila, pirrolila, tienila, oxazolila, piridila, imidazolila, tiazolila, isoxazolila, pirazolila, isotiazolila, etc. O termo “heteroarila” também inclui anéis fundidos em que pelo menos um anel é aromático, tal como, por exemplo, indolila, purinila, benzofurila, etc.
[0097]Em algumas formas de realização, grupos arila e heteroarila podem ser não substituídos ou substituídos no anel por, por exemplo, arila, heteroarila, alquila, alquenila, alcóxi, amino, carbóxi, halo, nitro, ciano, --SO3H, fosfono, ou hidróxi. Quando arila, aralquila, ou heteroarila é substituído, preferivelmente a substituição é alquila C1-1, halo, nitro, amido, hidróxi, carbóxi, sulfo, ou fosfono. Em uma forma de realização, R inclui arila substituído com alquila C1-1.
[0098]Perácidos adequados para o uso incluem quaisquer ácidos peroxicarboxílicos, incluindo comprimentos variados de ácidos peroxicarboxílicos e percarboxílicos (por exemplo, C1-22) que podem ser preparados a partir da reação de equilíbrio catalisada por ácido entre um ácido carboxílico descrito acima e peróxido de hidrogênio. Perácidos adequados adicionais incluem aqueles preparados a partir da reação de um éster de um álcool poli-hídrico e ácido fórmico com peróxido de hidrogênio. Um ácido peroxicarboxílico também pode ser preparado pela auto-oxidação de aldeídos ou pela reação de peróxido de hidrogênio com um cloreto ácido, hidreto ácido, ácido carboxílico anidrido, ou alcoolato de sódio. Alternativamente, perácidos podem ser preparados através de reações que não de equilíbrio, que podem ser geradas para o uso in situ, tais como os métodos divulgados nas Patentes dos EUA Nos 8.846.107 e 8.877.254 cada uma intitulada “In situ Generation of Peeroxycarboxylic Acids at Alkaline pH” e “Methods of Use Thereof”, que são incorporados aqui por referência. Preferivelmente uma composição da invenção inclui ácido peroxifórmico, ácido peroxiacético, ácido peroxioctanoico, ácido peroxipropiônico, ácido peroxiláctico, ácido peroxieptanoico, ácido peroxioctanoico e/ou ácido peroxinonanoico.
[0099]Em algumas formas de realização, um ácido peroxicarboxílico inclui pelo menos um ácido peroxicarboxílico solúvel em água em que R inclui alquila de 1 a 22 átomos de carbono. Por exemplo, em uma forma de realização, um ácido peroxicarboxílico inclui ácido peroxifórmico e/ou ácido peroxiacético. Em uma outra forma de realização, um ácido peroxicarboxílico tem R que é um alquila de 1 a 22 átomos de carbono substituídos com hidróxi. Métodos de preparar ácido peroxiacético são conhecidos àqueles de habilidade na técnica incluindo aqueles divulgados na Pat. dos EUA No 2.833.813, que é aqui incorporada por referência.
[00100]Em uma outra forma de realização, um ácido sulfoperoxicarboxílico tem a fórmula seguinte:
Figure img0001
em que R1 é hidrogênio, ou um grupo alquila substituído ou não substituído; R2 é um grupo alquileno substituído ou não substituído; X é hidrogênio, um grupo catiônico, ou uma porção de formação de éster; ou sais ou ésteres deste. Em formas de realização adicionais, um ácido sulfoperoxicarboxílico é combinado com uma composição única ou mista de ácido peroxicarboxílico, tal como um ácido sulfoperoxicarboxílico com ácido peroxiacético e ácido peroxioctanoico (PSOA/POOA/POAA).
[00101]Em outras formas de realização, um perácido misto é utilizado, tal como um ácido peroxicarboxílico incluindo pelo menos um ácido peroxicarboxílico de solubilidade em água limitada em que R inclui alquila de 5 a 22 átomos de carbono e pelo menos uma ácido peroxicarboxílico solúvel em água em que R inclui alquila de 1 a 4 átomos de carbono. Por exemplo, em uma forma de realização, um ácido peroxicarboxílico inclui ácido peroxiacético e pelo menos um outro ácido peroxicarboxílico tais como aqueles mencionados acima. Preferivelmente uma composição da invenção inclui ácido peroxifórmico, ácido peroxiacético e/ou ácido peroxioctanoico. Outras combinações de perácidos mistos são bem adequadas para o uso na invenção corrente.
[00102]Em uma outra forma de realização, uma mistura de ácido peroxifórmico, e ácido peracético ou ácido peroctanoico é usada para tratar uma fonte de água, tal como divulgado na Patente dos EUA No 5.314.687 que é aqui incorporada por referência em sua totalidade. Em um aspecto, a mistura de perácido é um ácido peroxifórmico ou ácido peracético hidrofílico e um ácido peroctanoico hidrofóbico, que fornece sinergia antimicrobiana. Em um aspecto, a sinergia de um sistema de perácido misto permite o uso de dosagens mais baixas dos perácidos.
[00103]Em uma outra forma de realização, uma composição de mistura de perácido terciária, tal como ácido oleico, ácido peroxifórmico e ácido peroctanoico peroxissulfonados é usada para tratar uma fonte de água, tal como divulgado na Publicação de Patente dos EUA No 2010/00021557 que é incorporada aqui por referência em sua totalidade. Uma combinação dos três perácidos fornece sinergia antimicrobiana significante fornecendo uma composição antimicrobiana eficiente para os métodos de tratamento de água de acordo com a invenção. Além disso, é considerado a acidez alta construída na composição auxilia em remover os contaminantes químicos da água (por exemplo, espécies de sulfito e sulfeto).
[00104]Vantajosamente, uma combinação de ácidos peroxicarboxílicos fornece uma composição com atividade antimicrobiana desejável na presença de altas cargas de sujeira orgânica. As composições de ácido peroxicarboxílico mistas frequentemente fornecem micro eficácia sinérgica. Consequentemente, composições da invenção podem incluir um ácido peroxicarboxílico, ou misturas destes.
[00105]Várias formulações comerciais de perácidos estão disponíveis, incluindo por exemplo, ácido peracético (15 %) disponível da Ecolab Inc., St. Paul MN. As soluções de perácido mais comerciais expõem uma concentração de ácido percarboxílico específica sem referência aos outros componentes químicos em uma solução de uso. Entretanto, deve ser entendido que produtos comerciais, tais como ácido peracético, também conterão o ácido carboxílico correspondente (por exemplo, ácido acético), peróxido de hidrogênio e água.
[00106]Qualquer ácido percarboxílico C1-C22 adequado pode ser usado nas presentes composições. Em algumas formas de realização, o ácido percarboxílico C1-C22 é um ácido percarboxílico C2-C20. Em outras formas de realização, o ácido percarboxílico C1-C22 é um ácido carboxílico C1, C2, C3, C4, C5, C6, C7, C8, C9, C10, C11, C12, C13, C14, C15, C16, C17, C18, C19, C20, C21 ou C22. Ainda em outras formas de realização, o ácido percarboxílico C1-C22 compreende ácido peroxifórmico, ácido peroxiacético, ácido peroxioctanoico e/ou ácido oleico peroxissulfonado.
[00107]O ácido percarboxílico C1-C22 pode ser usado em qualquer concentração adequada. Em algumas formas de realização, o ácido percarboxílico C1-C22 tem uma concentração de cerca de 1 % em peso a cerca de 40 % em peso. Em outras formas de realização, o ácido percarboxílico C1-C22 tem uma concentração de cerca de 1 % em peso a cerca de 20 % em peso. Ainda em outras formas de realização, o ácido percarboxílico C1-C22 tem uma concentração em torno de 1 % em peso, 2 % em peso, 3 % em peso, 4 % em peso, 5 % em peso, 6 % em peso, 7 % em peso, 8 % em peso, 9 % em peso, 10 % em peso, 11 % em peso, 12 % em peso, 13 % em peso, 14 % em peso, 15 % em peso, 16 % em peso, 17 % em peso, 18 % em peso, 19 % em peso, 20 % em peso, 25 % em peso, 30 % em peso, 35 % em peso, ou 40 % em peso. Ainda em outras formas de realização, o ácido percarboxílico C1-C22 tem uma concentração de cerca de 0,1 ppm a cerca de 10.000 ppm, por exemplo, cerca de 0,1 a 1 ppm, 1 a 10 ppm, 10 a 20 ppm, 20 a 30 ppm, 30 a 40 ppm, 40 a 50 ppm, 50 a 60 ppm, 60 a 70 ppm, 70 a 80 ppm, 80 a 90 ppm, 90 a 100 ppm, 100 a 150 ppm, 150 a 200 ppm, 200 a 250 ppm, 250 a 300 ppm, 300 a 350 ppm, 350 a 400 ppm, 400 a 450 ppm, 450 a 500 ppm, 500 a 550 ppm, 550 a 600 ppm, 600 a 650 ppm, 650 a 700 ppm, 700 a 750 ppm, 750 a 800 ppm, 800 a 850 ppm, 850 a 900 ppm, 900 a 950 ppm, 950 a 1.000 ppm, 1.000 a 1.500 ppm, 1.500 a 2.000 ppm, 2.000 a 2.500 ppm, 2.500 a 3.000 ppm, 3.000 a 3.500 ppm, 3.500 a 4.000 ppm, 4.000 a 4.500 ppm, ou 4.500 a 5.000 ppm, 5.000 a 5.500 ppm, 5.500 a 6.000 ppm, 6.000 a 6.500 ppm, 6.500 a 7.000 ppm, 7.000 a 7.500 ppm, 7.500 a 8.000. 8.000 a 8.500 ppm, 8.500 a 9.000 ppm, 9.000 a 9.500 ppm, ou 9.500 a 10.000 ppm.
Materiais Opcionais Adicionais
[00108]As presentes composições podem incluir opcionalmente ingredientes adicionais para realçar a composição para o tratamento de água de acordo com a invenção, incluindo, por exemplo, redutores de atrito, realçadores de viscosidade e semelhantes. Ingredientes funcionais opcionais adicionais podem incluir, por exemplo, estabilizadores de perácido, emulsificadores, inibidores de corrosão e/ou agentes desincrustantes (isto é, inibidores de crosta), tensoativos e/ou agentes antimicrobianos adicionais para eficácia realçada (por exemplo, perácidos mistos, biocidas), agentes antiespumantes, acidulantes (por exemplo, ácidos minerais fortes), ácidos carboxílicos adicionais, tensoativos, agentes anti-redeposição, construtores, e semelhantes. Em uma forma de realização, nenhum ingrediente funcional adicional é utilizado.
Agentes anti-redeposição
[00109]As presentes composições ou soluções de uso de limpeza podem incluir um agente anti-redeposição capaz de facilitar a suspensão sustentada de sujeiras em uma solução de limpeza e impedir que as sujeiras removidas sejam redepositadas sobre o substrato que é limpo. Exemplos de agentes anti-redeposição adequados incluem amidas de ácido graxo, tensoativos de fluorocarbono, ésteres de fosfato complexos, copolímeros de estireno e anidrido maleico, e derivados celulósicos tais como hidroxietil celulose, hidroxipropil celulose, e semelhantes. Uma solução de uso pode incluir 0,005 a 10 % em peso, ou 0,1 a 5 % em peso, de um agente anti-redeposição.
Construtores
[00110]As presentes composições ou soluções de uso de limpeza podem incluir um construtor. Construtores incluem agentes quelantes (quelantes), agentes sequestrantes (sequestrantes), e semelhantes. O construtor pode agir para estabilizar a composição ou solução de uso de limpeza. Exemplos de construtores incluem, mas não são limitados a, fosfonatos, fosfatos, aminocarboxilatos e seus derivados, pirofosfatos, polifosfatos, etilenodiameno e derivados de etilenotriameno, hidroxiácidos, e mono-, di-, e tri-carboxilatos e seus ácidos correspondentes. Outros construtores exemplares incluem aluminossilicatos, nitroloacetatos e seus derivados, e misturas destes. Ainda outros construtores exemplares incluem aminocarboxilatos, incluindo sais de ácido etilenodiaminotetraacético (EDTA), ácido hidroxietilenodiaminotetraacético (HEDTA), e ácido dietilenotriaminepentaacético. Para um debate adicional de agentes quelantes/sequestrantes, ver Kirk-Othmer, Encyclopedia of Chemical Technology, Terceira Edição, volume 5, páginas 339 a 366 e volume 23, páginas 319 - 320, que é incorporado em sua totalidade. De acordo com um aspecto da invenção, construtores preferidos são solúveis em água, biodegradáveis e livres de fósforo. A quantidade de construtor na composição ou solução de uso de limpeza, se presente, está tipicamente entre cerca de 10 ppm e cerca de 1000 ppm na composição ou solução de uso de limpeza.
Redutores de atrito
[00111]Redutores de atrito são usados em fluidos aquosos ou outros à base de água usados em tratamentos de fraturamento hidráulico para formações de poço subterrâneo de modo a melhorar a permeabilidade do gás e/ou petróleo desejados sendo recuperados das fraturas ou vias condutivas de fluido criadas através do processo de fraturamento. Os redutores de atrito permitem que a água seja bombeada nas formações mais rapidamente. Vários aditivos de polímero foram amplamente usados como redutores de atrito para realçar ou modificar as características dos fluidos aquosos usados em aplicações de perfuração de poço, recuperação e produção.
[00112]Exemplos de redutores de atrito comumente usados incluem polímeros e copolímeros de poliacrilamida. Em um aspecto, redutores de atrito adequados adicionais podem incluir polímeros e copolímeros derivados de acrilamida, tais como poliacrilamida (algumas vezes abreviado como PAM), copolímeros de acrilamida-acrilato (ácido acrílico), copolímeros de ácido acrílico-metacrilamida, copolímeros de poliacrilamida parcialmente hidrolisados (PHPA), polimetacrilamida parcialmente hidrolisada, copolímeros de acrilamida-sulfonato de metil-propano (AMPS) e semelhantes. Vários derivados de tais polímeros e copolímeros, por exemplo, sais de amina quaternária, versões hidrolisadas, e semelhantes, devem ser entendidos como sendo incluídos com os polímeros e copolímeros descritos aqui.
[00113]Redutores de atrito são combinados com água e/ou outros fluidos aquosos, que em combinação são frequentemente referidos como fluidos de “água eficiente”. Fluidos de água eficiente têm arrasto por atrito reduzido e características de fluxo benéficas que permitem o bombeamento dos fluidos aquosos em várias áreas produtoras de gás e/ou petróleo, incluindo, por exemplo para fraturamento.
[00114]Em um aspecto da invenção, um redutor de atrito está presente em uma solução de uso em uma quantidade entre cerca de 1 ppm a cerca de 1.000 ppm, ou de cerca de 100 ppm a 1.000 ppm. Em um outro aspecto, um redutor de atrito está presente em uma solução de uso em uma quantidade de pelo menos cerca de 0,01 % em peso a cerca de 10 % em peso, preferivelmente pelo menos cerca de 0,01 % em peso a cerca de 5 % em peso, preferivelmente pelo menos cerca de 0,01 % em peso a cerca de 1 % em peso, mais preferivelmente pelo menos cerca de 0,01 % em peso a cerca de 0,5 % em peso, e ainda mais preferivelmente pelo menos cerca de 0,01 % em peso a cerca de 0,1 % em peso. Beneficamente, as composições e métodos da invenção não interferem negativamente com redutores de atrito incluído em uma solução aquosa.
Realçadores de viscosidade
[00115]Realçadores de viscosidade são polímeros adicionais usados em fluidos aquosos ou outros à base de água usados em tratamentos de fraturamento hidráulico para fornecer realce de viscosidade. Polímeros que aumentam a viscosidade naturais e/ou sintéticos podem ser utilizados em composições e métodos de acordo com a invenção. Realçadores de viscosidade também podem ser referidos como agentes gelificantes e exemplos incluem guar, xantana, derivados de celulose e polímeros e copolímeros de poliacrilamida e poliacrilato, e semelhantes.
[00116]Em um aspecto da invenção, um realçador de viscosidade está presente em uma solução de uso em uma quantidade entre cerca de 1 ppm a cerca de 1.000 ppm, ou de cerca de 100 ppm a 1.000 ppm. Em um outro aspecto, um realçador de viscosidade está presente em uma solução de uso em uma quantidade de pelo menos cerca de 0,01 % em peso a cerca de 10 % em peso, preferivelmente pelo menos cerca de 0,01 % em peso a cerca de 5 % em peso, preferivelmente pelo menos cerca de 0,01 % em peso a cerca de 1 % em peso, pelo menos cerca de 0,01 % em peso a cerca de 2 % em peso, preferivelmente pelo menos cerca de 0,01 % em peso a cerca de 1 % em peso, preferivelmente pelo menos cerca de 0,01 % em peso a cerca de 0,5 % em peso. Beneficamente, as composições e métodos da invenção não interferem negativamente com o realçador de viscosidade incluído em uma solução aquosa.
Inibidores de corrosão
[00117]Inibidores de corrosão são moléculas adicionais usadas em operações de recuperação de petróleo e gás. Inibidores de corrosão que podem ser utilizados na presente divulgação incluem os inibidores de corrosão exemplares divulgados nas Patentes dos EUA Nos 3.909.447, 4.443.609, 5.965.785 e 9.150.793, Pat. de GB No 1.198.734, WO/03/006581, WO04/044266, e WO08/005058, cada uma incorporada aqui por referência em suas totalidades.
[00118]Em algumas formas de realização, o inibidor de corrosão pode ser um éster de fosfato, um derivado do éster de fosfato, um diácido, um derivado do diácido, uma amina quaternária, um derivado da amina quaternária, uma imidazolina, um derivado da imidazolina, uma alquil piridina, um derivado da alquil piridina, um sal de fosfônio, um derivado do sal de fosfônio, ou uma combinação destes.
[00119]Em uma forma de realização, os inibidores de corrosão incluem aminas neutralizantes. Aminas de neutralização adequadas incluem morfolina, metoxipropilamina, etilenodiamina, monoetanolamina, dimetiletanolamina dietilhidroxilamina, e didratos de hidrazina.
[00120]Em uma forma de realização, os inibidores de corrosão incluem tensoativo catiônico compreendendo um haleto de amônio. O haleto de amônio pode incluir quaisquer tipos adequados de haletos de amônio. Em formas de realização, os haletos de amônio incluem haletos de alquil amônio, haletos de polialquil amônio, haletos de benzil trietil amônio ou quaisquer combinações destes. Em formas de realização, o tensoativo catiônico inclui qualquer combinação ou pelo menos um de um haleto de alquil trimetil amônio, haleto de alquil trietil amônio, um haleto de alquil dimetil benzil amônio, e um ou mais haletos de imidazolínio.
[00121]Em uma forma de realização, os inibidores de corrosão incluem fosfonatos, incluindo ácido e ésteres fosfônicos, tais como ácidos ou ésteres fosfônicos de tetraidrotiazóis. Compostos com base em fósforo adicionais podem ser adequados para o uso, incluindo ácido tiofosfônico e os sais e ésteres alquílicos, e arílicos dos mesmos.
[00122]Em um aspecto da invenção, um inibidor de corrosão está presente em uma solução de uso em uma quantidade entre cerca de 1 ppm a 50.000 ppm. Em um outro aspecto, um inibidor de corrosão está presente em uma solução de uso em uma quantidade de pelo menos cerca de 0,0001 % em peso a cerca de 20 % em peso,preferivelmente pelo menos cerca de 0,0001 % em peso a cerca de 10 % em peso,preferivelmente pelo menos cerca de 0,0001 % em peso a cerca de 5 % em peso, preferivelmente pelo menos cerca de 0,0001 % em peso a cerca de 1 % em peso,preferivelmente pelo menos cerca de 0,0001 % em peso a cerca de 0,1 % em peso, e ainda mais preferivelmente pelo menos cerca de 0,0001 % em peso a cerca de 0,05 % em peso.
[00123]Beneficamente, as composições e métodos da invenção não interferem negativamente com o inibidor de corrosão incluído em uma solução aquosa. Como um outro benefício, o uso das composições de formação de ácido peroxicarboxílico de duas partes de acordo com a invenção permite a formulação dos inibidores de corrosão diretamente em qualquer uma das formulações de pré-mistura, superando uma limitação substancial da técnica anterior em que inibidores de corrosão convencionais não são suficientemente estáveis em outras químicas de equilíbrio. As pré-misturas de duas partes de acordo com formas de realização da invenção permite a formulação dos inibidores de corrosão diretamente em uma pré-mistura e desse modo reduzindo o número de entradas necessárias para um sistema a ser tratado de acordo com os métodos e químicas da presente invenção.
Inibidores de crosta
[00124]Inibidores de crosta são moléculas adicionais usadas em operações de recuperação de petróleo e gás. Inibidores de crosta comuns que podem ser utilizados nestes tipos de aplicações incluem polímeros e copolímeros, fosfatos, ésteres de fosfato e semelhantes.
[00125]Em um aspecto da invenção, um inibidor de crosta está presente em uma solução de uso em uma quantidade entre cerca de 1 ppm a cerca de 5.000 ppm, ou de cerca de 100 ppm a 5.000 ppm. Em um outro aspecto, um inibidor de crosta está presente em uma solução de uso em uma quantidade de pelo menos cerca de 0,0001 % em peso a cerca de 10 % em peso, pelo menos cerca de 0,0001 % em peso a cerca de 1 % em peso, preferivelmente pelo menos cerca de 0,0001 % em peso a cerca de 0,1 % em peso, preferivelmente pelo menos cerca de 0,0001 % em peso a cerca de 0,05 % em peso. Beneficamente, as composições e métodos da invenção não interferem negativamente com o inibidor de crosta incluído em uma solução aquosa.
Agentes antimicrobianos adicionais
[00126]Agentes antimicrobianos adicionais podem ser incluídos nas composições e/ou métodos da invenção para eficácia antimicrobiana realçada. Além do uso de composições de perácido, agentes antimicrobianos e biocidas adicionais podem ser utilizados. Biocidas adicionais podem incluir, por exemplo, um composto de amônio quaternário como divulgado na Patente dos EUA No 6.627.657, que é incorporada aqui por referência em sua totalidade. Beneficamente, a presença do composto de amônio quaternário fornece tanto eficácias antimicrobianas sinérgicas com perácidos, assim como mantém eficácia biocida a longo prazo das composições.
[00127]Em uma outra forma de realização, o biocida adicional pode incluir um biocida de fosfônio compatível com oxidante, tal como cloreto de tributil tetradecil fosfônio. O biocida de fosfônio fornece vantagens antimicrobianas similares como o composto de amônio quaternário em combinação com os perácidos. Além disso, o biocida de fosfônio é compatível com os produtos químicos poliméricos aniônicos comumente usados nas aplicações em campo petrolífero, tais como os métodos do fraturamento divulgado de acordo com a invenção.
[00128]Agentes antimicrobianos e biocidas adicionais podem ser utilizados em quantidades suficientes para fornecer eficácia antimicrobiana, como podem variar dependendo da fonte de água em necessidade de tratamento e dos contaminantes nesta. Tais agentes podem estar presentes em uma solução de uso em uma quantidade de pelo menos cerca de 0,1 % em peso a cerca de 5 % em peso, preferivelmente pelo menos cerca de 0,1 % em peso a cerca de 2 % em peso, mais preferivelmente de cerca de 0,1 % em peso a cerca de 1 % em peso.
Acidulantes
[00129]Acidulantes podem ser incluídos como ingredientes funcionais adicionais em uma composição de acordo com a invenção. Em um aspecto, um ácido mineral forte tal como ácido nítrico ou ácido sulfúrico pode ser usado para tratar fontes de água, como divulgado na Patente dos EUA No 4.587.264, que é incorporada aqui por referência em sua totalidade. O uso combinado de um ácido mineral forte com a composição de perácido fornece eficácia antimicrobiana realçada como um resultado da acidez auxiliando em remover contaminantes químicos dentro da fonte de água (por exemplo, espécies de sulfito e sulfeto). Além disso, alguns ácidos minerais fortes, tais como ácido nítrico, fornecem um outro benefício de reduzir o risco de corrosão para metais contatados pelas composições de perácido de acordo com a invenção. Em algumas formas de realização, a composição presente não compreende um ácido mineral ou um ácido mineral forte.
[00130]Acidulantes podem ser utilizados em quantidades suficientes para fornecer os benefícios de eficácia antimicrobiana e/ou anticorrosão intencionados, visto que podem variar dependendo da fonte de água em necessidade de tratamento e dos contaminantes nesta. Tais agentes podem estar presentes em uma solução de uso em uma quantidade de pelo menos cerca de 0,1 % em peso a cerca de 10 % em peso, preferivelmente pelo menos cerca de 0,1 % em peso a cerca de 5 % em peso, mais preferivelmente de cerca de 0,1 % em peso a cerca de 1 % em peso.
Enzima Catalase e Peroxidase
[00131]Em um aspecto da invenção, uma enzima catalase ou peroxidase pode ser usada para reduzir e/ou eliminar a concentração de peróxido de hidrogênio em uma composição de perácido antimicrobiana. As enzimas catalisam a decomposição de peróxido de hidrogênio à água e oxigênio. Beneficamente, a redução e/ou eliminação de peróxido de hidrogênio (oxidante forte) resulta em outros aditivos para uma fonte de tratamento de água (por exemplo, fonte de água) não sendo degradados ou tornados incompatíveis. Vários aditivos usados para realçar ou modificar as características dos fluidos aquosos usados em aplicações de perfuração de poço, recuperação e produção estão em risco de degradação pelos efeitos oxidantes de peróxido de hidrogênio. Estes podem incluir, por exemplo, redutores de atrito e realçadores de viscosidade usados em aplicações comerciais de perfuração de poço, conclusão e estimulação de poço, ou produção.
[00132]Várias fontes de enzimas catalase podem ser utilizadas de acordo com a invenção, incluindo: fontes animais tais como catalase bovina isolada de fígados bovinos; catalases fúngicas isoladas de fungos incluindo Penicillium chrysogenum, Penicillium notatum, e Aspergillus niger; fontes vegetais; fontes bacterianas tais como Staphylcoccus aureus, e variações e modificações genéticas destes. Em um aspecto da invenção, catalases fúngicas são utilizadas para reduzir o teor de peróxido de hidrogênio de uma composição de perácido. Catalases estão comercialmente disponíveis em várias formas, incluindo formas líquidas e secas por pulverização. Catalase comercialmente disponível inclui tanto enzima ativa assim como ingredientes adicionais para realçar a estabilidade da enzima. Algumas enzimas catalase comercialmente disponíveis exemplares incluem Genencor CA-100 e CA-400, assim como Mitsubishi Gas and Chemical (MGC) ASC super G e ASC super 200, e Optimase CA 400L da Genecor International. A descrição adicional de enzimas catalase adequadas é divulgada e aqui incorporada por referência em sua totalidade a partir da Publicação de Patente dos EUA No 2009/0269324.
[00133]Em um aspecto da invenção, enzimas catalase têm uma capacidade alta de decompor peróxido de hidrogênio. Beneficamente, a redução ou eliminação de peróxido de hidrogênio a partir de composições oxidantes obvia os vários detrimentos causados por agentes oxidantes. Em particular, o uso de catalase com as composições de perácidos fornece benefícios antimicrobianos realçados sem causar o dano associado com agentes oxidantes convencionais (por exemplo, ácido peracético, hipoclorito ou ácido hipocloroso, e/ou dióxido de cloro), tal como corrosão.
[00134]Enzimas peroxidase também podem ser utilizadas para decompor peróxido de hidrogênio a partir de uma composição de perácido. Embora enzimas peroxidase principalmente funcionem para permitir a oxidação de substratos por peróxido de hidrogênio, elas também são adequadas para reduzir eficazmente razões de peróxido de hidrogênio para perácido nas composições. Várias fontes de enzimas peroxidase podem ser utilizadas de acordo com a invenção, incluindo, por exemplo, fontes animais, peroxidases fúngicas, e variações e modificações genéticas destes. Peroxidases estão comercialmente disponíveis em várias formas, incluindo formas líquidas e secas por pulverização. Peroxidases comercialmente disponíveis incluem tanto a enzima ativa assim como ingredientes adicionais para realçar a estabilidade da enzima.
[00135]Em algumas formas de realização, a enzima catalase ou peroxidase é capaz de degradar pelo menos cerca de 50 % da concentração inicial de peróxido de hidrogênio em uma composição de perácido. Preferivelmente, a enzima é fornecida em quantidade suficiente para reduzir a concentração de peróxido de hidrogênio de uma composição de perácido em pelo menos mais do que cerca de 50 %, mais preferivelmente pelo menos cerca de 60 %, pelo menos cerca de 70 %, pelo menos cerca de 80 %, pelo menos cerca de 90 %. Em algumas formas de realização, a enzima reduz a concentração de peróxido de hidrogênio de uma composição de perácido em mais do que 90 %.
[00136]Em um aspecto da invenção, as enzimas são adequadas para o uso e têm uma tolerância a uma faixa ampla de temperaturas, incluindo as faixas de temperaturas em aplicações de tratamento de água que podem variar de cerca de 0 a 80 °C. Uma enzima catalase adequada manterá pelo menos 50 % de sua atividade sob tais temperaturas de armazenamento e/ou aplicação por pelo menos cerca de 10 minutos, preferivelmente por pelo menos cerca de 1 hora.
[00137]Em um outro aspecto da invenção, as enzimas catalase ou peroxidase descritas aqui têm uma tolerância a faixas de pH encontradas em aplicações de tratamento de água. Concentrações de ácido acético (ou outro ácido carboxílico) em uma aplicação de tratamento de água podem variar amplamente em partes por milhão (ppm) de ácido acético ou outro ácido carboxílico. As soluções podem ter uma faixa correspondente de faixa de pH maior do que 0 a cerca de 10. Uma enzima catalase ou peroxidase adequada manterá pelo menos cerca de 50 % de sua atividade em tais soluções de ácido acético ou outro ácido carboxílico durante um período de cerca de 10 minutos.
[00138]Em um aspecto da invenção, uma enzima catalase ou peroxidase está presente em uma solução de uso do tratamento de água e composição de perácido em quantidades suficientes para reduzir a concentração de peróxido de hidrogênio da composição de perácido em pelo menos 50 % dentro de cerca de 10 minutos, preferivelmente dentro de cerca de 5 minutos, preferivelmente dentro de cerca de 2 a 5 minutos, mais preferivelmente dentro de cerca de 1 minuto. As faixas de concentração das enzimas variarão dependendo da quantidade de tempo dentro da qual 50 % do peróxido de hidrogênio da composição de perácido são removidos. Em certos aspectos da invenção, uma enzima catalase ou peroxidase está presente em uma composição de solução de uso incluindo a fonte de água a ser tratada em quantidades entre cerca de 1 ppm e cerca de 1.000 ppm, preferivelmente entre cerca de 5 ppm e 500 ppm, e mais preferivelmente entre cerca de 10 ppm e cerca de 100 ppm.
Tensoativos
[00139]Em algumas formas de realização, as composições de limpeza utilizadas pelo método de limpeza incluem um tensoativo. Beneficamente, tensoativos melhoram a remoção de sujeira e podem ser usados ainda para impedir o acúmulo de quantidades grandes de espuma gerada por sujeiras sob condições alcalinas. O tensoativo escolhido pode ser compatível com a superfície a ser limpa. Uma variedade de tensoativos pode ser usada, incluindo tensoativos aniônicos, não iônicos, catiônicos, e zwitteriônicos, que estão comercialmente disponíveis de várias fontes. Tensoativos adequados incluem tensoativos não iônicos, por exemplo, tensoativos não iônicos de baixa formação de espuma. Para um debate de tensoativos, ver Kirk-Othmer, Encyclopedia of Chemical Technology, Terceira Edição, volume 8, páginas 900 - 912, que é incorporado em sua totalidade.
[00140]Perácidos são conhecidos como sendo agentes de oxidação fortes, e como um resultado muitos produtos químicos, incluindo tensoativos comumente usados não são compatíveis com perácidos concentrados para a presença estendida de perácidos. Embora seja é ideal usar tensoativos junto com perácidos para gerar o desempenho preferido, tal como limpeza, umectante et al., existe escolha muito limitada de tensoativos que podem ser colocados em formulações de perácido pré-formadas que satisfazem as necessidades de vida de prateleira mínimas para uso comercial. Para exemplos, tensoativos não iônicos serão degradados por perácidos, e tensoativos catiônicos com contra-ânions de halogênio decomporão perácidos. Algumas tensoativos aniônicos, isto é, sulfonatos de alquila não substituídos, tais como alquilbenzenossulfonato linear, alquilsulfonato linear são mais compatíveis com perácidos e podem ser usados em algumas composições de perácidos, mas estes tensoativos aniônicos podem não gerar o desempenho desejado devido às suas propriedades indesejadas, tais como espuma elevada, tolerância à dureza da água assim como necessidades de regulação. Ao contrário, para composições de perácido geradas no local tal como divulgado na presente técnica, todos os tensoativos descritos acima podem coexistir com os perácidos, visto que os perácidos gerados são apenas armazenados por tempo muito limitado, e tipicamente em horas no máximo, e as reações entre os tensoativos e os perácidos não são significantes.
[00141]Em formas de realização particulares da invenção, o método de limpeza é dirigido a superfícies de cervejaria. As sujeiras encontradas em superfícies de cervejaria já contêm componentes que são moderados para a alta formação de espuma. Assim, em uma tal aplicação, pode ser desejoso usar um tensoativo ou agente umectante de baixa formação de espuma para fornecer propriedades de umectação e melhor efetividade de limpeza. Exemplos de várias tensoativos adequados para tais aplicações de cervejaria incluem aqueles divulgados na Publicação de Patente dos EUA 2014/0261546, que é aqui incorporada por referência em sua totalidade.
[00142]Tensoativos não iônicos adequados para o uso nos métodos da presente invenção incluem, mas não são limitados, àqueles tendo um polímero de óxido de polialquileno como uma porção da molécula de tensoativo. Tensoativos não iônicos exemplares incluem, mas não são limitados a, ésteres de polietileno e/ou polipropileno glicol encapuzado com cloro, benzila, metila, etila, propila, butila e outro alquila semelhante de álcoois graxos; não iônicos livres de óxido de polialquileno tais como alquil poliglicosídeos; ésteres de sorbitano e sacarose e seus etoxilatos; etileno diamina alcoxilada; ésteres de ácido carboxílico tais como ésteres de glicerol, ésteres de polioxietileno, ésteres etoxilados e glicólicos de ácidos graxos; amidas carboxílicas tais como condensados de dietanolamina, condensados de monoalcanolamina, amidas de ácido graxo de polioxietileno; e aminas etoxiladas e aminas de éter comercialmente disponíveis da Tomah Corporation e outro compostos não iônicos semelhantes. Em algumas formas de realização tensoativos não iônicos com base em éster de açúcar são preferidos, incluindo por exemplo ésteres de sorbitano e sacarose, tais como aqueles comercialmente disponíveis como Polisorbato 60, Polisorbato 80, octanoato de sorbitano, e semelhantes. Em outras formas de realização, tensoativos de éster de ácido graxo de poliglicerol são preferidos.
[00143]Tensoativos não iônicos exemplares adicionais adequados para o uso nos métodos da presente invenção, incluem, mas não são limitados, àqueles tendo uma porção polímero de óxido de polialquileno, incluem tensoativos não iônicos de etoxilatos alcoólicos C6-C24 (por exemplo, etoxilatos alcoólicos C6-C14) tendo 1 a cerca de 20 grupos óxido de etileno (por exemplo, cerca de 9 a cerca de 20 grupos óxido de etileno); etoxilatos de alquilfenol C6-C24 (por exemplo, etoxilatos de alquilfenol C8-C10) tendo 1 a cerca de 100 grupos óxido de etileno (por exemplo, cerca de 12 a cerca de 20 grupos óxido de etileno); alquilpoliglicosídeos C6-C24 (por exemplo, alquilpoliglicosídeos C6-C20) tendo 1 a cerca de 20 grupos glicosídeo (por exemplo, cerca de 9 a cerca de 20 grupos glicosídeo); etoxilatos de éster de ácido graxo C6-C24, propoxilatos ou glicerídeos; e mono ou dialcanolamidas C4-C24. Em algumas formas de realização tensoativos não iônicos de mono e diglicerídeo etoxilados são preferidos.
[00144]Tensoativos adequados também podem incluir tensoativos de grau alimentício, ácidos alquilbenzeno sulfônico lineares e seus sais, e derivados de óxido de etileno/óxido de propileno vendidos sob o nome comercial Pluronic. Tensoativos adequados incluem aqueles que são compatíveis como um aditivo ou substância alimentícios indiretos ou diretos.
[00145]Tensoativos aniônicos adequados para o uso com os métodos divulgados também podem incluir, por exemplo, carboxilatos tais como alquilcarboxilatos (sais de ácido carboxílico) e polialcoxicarboxilatos, carboxilatos de etoxilato alcoólico, carboxilatos de etoxilato de nonilfenol, e semelhantes; sulfonatos tais como alquilsulfonatos, alquilbenzenossulfonatos, alquilarilsulfonatos, ésteres de ácido graxo sulfonados, e semelhantes; sulfatos tais como álcoois sulfatados, etoxilatos alcoólicos sulfatados, alquilfenóis sulfatados, alquilsulfatos, sulfossuccinatos, sulfatos de éter alquílico, e semelhantes; e ésteres de fosfato tais como ésteres de alquilfosfato, e semelhantes. Aniônicos exemplares incluem, mas não são limitados a, alquilarilsulfonato de sódio, sulfonato de alfa-olefina, e sulfatos de álcool graxo. Exemplos de tensoativos aniônicos adequados incluem ácido dodecilbenzenossulfônico sódico, sulfato de laureth-7 potássico, e sulfonato de tetradecenila sódico.
[00146]Em algumas formas de realização, o tensoativo inclui sulfonatos de alquil benzeno lineares, sulfonatos alcoólicos, óxidos de amina, etoxilatos alcoólicos lineares e ramificados, alquil poliglicosídeos, etoxilatos de alquil fenol, ésteres de polietilenoglicol, copolímeros em bloco de EO/PO e combinações destes. Em outras formas de realização, tensoativos aniônicos de sulfonato de alquil benzeno linear são preferidos.
[00147]Os tensoativos descritos aqui podem ser usados isoladamente ou em combinação em os métodos da presente invenção. Em particular, os não iônicos e aniônicos podem ser usados em combinação. Os tensoativos semi-polares não iônicos, catiônicos, anfóteros e zwitteriônicos podem ser utilizados em combinação com não iônicos ou aniônicos. Os exemplos acima são ilustrações meramente específicas dos numerosos tensoativos que podem encontrar aplicação dentro do escopo desta invenção. Deve ser entendido que a seleção de tensoativos particulares ou combinações de tensoativos pode ser fundamentada em vários fatores incluindo compatibilidade com a superfície a ser limpa na concentração de uso intencionada e nas condições ambientais intencionadas incluindo temperatura e pH.
[00148]Além disso, o nível e grau de formação de espuma sob as condições de uso e em recuperação subsequente da composição podem ser um fator para selecionar tensoativos particulares e misturas de tensoativos. Por exemplo, em certas aplicações pode ser desejável minimizar a formação de espuma e um tensoativo ou mistura de tensoativos que fornecem formação de espuma reduzida podem ser usados. Além disso, pode ser desejável selecionar um tensoativo ou uma mistura de tensoativos que exibem uma espuma que se rompe relativamente rapidamente de modo que a composição possa ser recuperada e reutilizada com uma quantidade aceitável de tempo ocioso. Além disso, o tensoativo ou mistura de tensoativos podem ser selecionados dependendo da sujeira particular que deve ser removida.
[00149]Deve ser entendido que as composições para o uso com os métodos da presente invenção não precisam incluir um tensoativo ou uma mistura de tensoativo, e podem incluir outros componentes. Além disso, as composições podem incluir um tensoativo ou mistura de tensoativo em combinação com outros componentes. Em algumas formas de realização, as composições e soluções de uso de limpeza utilizadas pelo método de limpeza incluem cerca de 0,005 % em peso a cerca de 5 % em peso de um tensoativo. Em formas de realização particulares da presente invenção, o tensoativo compreende entre cerca de 0,005 % em peso a cerca de 0,02 % em peso da composição ou solução de uso de limpeza. Em um outro aspecto da invenção, o tensoativo compreende entre cerca de 0,5 % em peso e cerca de 1,0 % em peso da composição ou solução de uso de limpeza. Em algumas formas de realização, as composições da presente invenção incluem cerca de 50 ppm a cerca de 200 ppm de um tensoativo.
[00150]Em algumas formas de realização, a quantidade de tensoativo na composição de limpeza é cerca de 0,0001 % em peso a cerca de 1,0 % em peso. Níveis aceitáveis de tensoativo incluem cerca de 0,001 % em peso a cerca de 1 % em peso, ou cerca de 0,002 % em peso a cerca de 0,05 % em peso. Deve ser entendido que todos os valores e faixas entre estes valores e faixas são abrangidos pelos métodos da presente invenção.
Métodos para tratar um alvo
[00151]Ainda em um outro aspecto, a presente invenção é dirigida a um método para tratar um alvo, método este que compreende contatar um alvo com uma quantidade eficaz de ácido peroxifórmico formado usando os métodos acima para formar uma composição alvo tratada, em que a dita composição alvo tratada compreende de cerca de 0,1 ppm a cerca de 10.000 ppm do dito ácido peroxifórmico, e preferivelmente, o dito contato dura tempo suficiente para estabilizar ou reduzir a população microbiana dentro e/ou sobre o dito alvo ou a dita composição alvo tratada.
[00152]O ácido peroxifórmico e o alvo podem ser contatados para formar uma composição alvo tratada compreendendo qualquer concentração adequada do dito ácido peroxifórmico, por exemplo, cerca de 0,1 a 10.000 ppm ou qualquer faixa nesta, ou preferivelmente de cerca de 0,5 a 5.000 ppm, incluindo cerca de 0,1 a 1 ppm, 0,5 a 1 ppm, 1 a 10 ppm, 10 a 20 ppm, 20 a 30 ppm, 30 a 40 ppm, 40 a 50 ppm, 50 a 60 ppm, 60 a 70 ppm, 70 a 80 ppm, 80 a 90 ppm, 90 a 100 ppm, 100 a 150 ppm, 150 a 200 ppm, 200 a 250 ppm, 250 a 300 ppm, 300 a 350 ppm, 350 a 400 ppm, 400 a 450 ppm, 450 a 500 ppm, 500 a 550 ppm, 550 a 600 ppm, 600 a 650 ppm, 650 a 700 ppm, 700 a 750 ppm, 750 a 800 ppm, 800 a 850 ppm, 850 a 900 ppm, 900 a 950 ppm, 950 a 1.000 ppm, 1.000 a 1.500 ppm, 1.500 a 2.000 ppm, 2.000 a 2.500 ppm, 2.500 a 3.000 ppm, 3.000 a 3.500 ppm, 3.500 a 4.000 ppm, 4.000 a 4.500 ppm, ou 4.500 a 5.000 ppm, 5.000 a 5.500 ppm, 5.500 a 6.000 ppm, 6.000 a 6.500 ppm, 6.500 a 7.000 ppm, 7.000 a 7.500 ppm, 7.500 a 8.000. 8.000 a 8.500 ppm, 8.500 a 9.000 ppm, 9.000 a 9.500 ppm, ou 9.500 a 10.000 ppm of ácido peroxifórmico.
[00153]A composição usada nos presentes métodos pode manter qualquer concentração adequada ou porcentagem da atividade de ácido peroxifórmico por qualquer tempo adequado depois que a composição alvo tratada é formada. Em algumas formas de realização, a composição usada nos presentes métodos mantém pelo menos cerca de 50 %, 55 %, 60 %, 65 %, 70 %, 75 %, 80 %, 85 % ou 90 % da atividade de ácido peroxifórmico inicial por qualquer tempo adequado depois que a composição alvo tratada é formada. Em outras formas de realização, a composição usada nos presentes métodos mantém pelo menos cerca de 60 % da atividade de ácido peroxifórmico inicial por pelo menos 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 20, 25, 30 minutos, 1, 2, 5, 10, 15, 20 ou 24 horas, ou mais depois que a composição alvo tratada é formada.
[00154]Os presentes métodos podem ser usados para tratar qualquer alvo adequado. Em algumas formas de realização, o alvo é água, e os presentes métodos podem compreender fornecer uma quantidade eficaz de ácido peroxifórmico formado usando os métodos acima a uma fonte de água em necessidade de tratamento para formar uma fonte de água tratada, em que a dita fonte de água tratada compreende de cerca de 0,5 ppm a cerca de 5.000 ppm do dito ácido peroxifórmico, por exemplo, cerca de 0,1 a 1.000 ppm ou qualquer faixa nesta, ou cerca de 0,5 a 5.000 ppm ou qualquer faixa nesta, incluindo cerca de 0,5 a 10 ppm, 1 a 10 ppm, 10 a 20 ppm, 20 a 30 ppm, 30 a 40 ppm, 40 a 50 ppm, 50 a 60 ppm, 60 a 70 ppm, 70 a 80 ppm, 80 a 90 ppm, 90 a 100 ppm, 100 a 150 ppm, 150 a 200 ppm, 200 a 250 ppm, 250 a 300 ppm, 300 a 350 ppm, 350 a 400 ppm, 400 a 450 ppm, 450 a 500 ppm, 500 a 550 ppm, 550 a 600 ppm, 600 a 650 ppm, 650 a 700 ppm, 700 a 750 ppm, 750 a 800 ppm, 800 a 850 ppm, 850 a 900 ppm, 900 a 950 ppm, 950 a 1.000 ppm, ou 1.000 a 5.000 ppm de ácido peroxifórmico.
[00155]Os presentes métodos podem ser usados para tratar qualquer fonte de água adequada. Por exemplo, uma fonte de água em necessidade de tratamento pode ser água doce, água de reservatório, água do mar, água produzida, água de fabricação de papel, água de torre ou uma combinação destas.
[00156]Em algumas formas de realização, a água de torre é água de resfriamento e a fonte de água tratada compreende de cerca de 0,1 ppm a cerca de 10 ppm do ácido peroxifórmico, por exemplo, cerca de 1 a 10 ppm ou qualquer faixa nesta, incluindo cerca de 0,1 a 1 ppm, 1 a 2 ppm, 2 a 3 ppm, 3 a 4 ppm, 4 a 5 ppm, 5 a 6 ppm, 6 a 7 ppm, 7 a 8 ppm, 8 a 9 ppm, ou 9 a 10 ppm de ácido peroxifórmico. A etapa de contato pode durar qualquer quantidade de tempo adequada, por exemplo, cerca de 1 a 2 minutos, 2 a 3 minutos, 3 a 4 minutos, 4 a 5 minutos, 5 a 6 minutos, 6 a 7 minutos, 7 a 8 minutos, 8 a 9 minutos, ou 9 a 10 minutos. A etapa de contato pode ser conduzida na faixa de temperatura adequada. Por exemplo, a etapa de contato pode ser conduzida em uma temperatura variando de cerca de -2 °C a cerca de 70 °C, por exemplo, cerca de -2 °C a 0 °C, -1 °C a 0 °C, 0 °C a 1 °C, 1 °C a 2 °C, 2 °C a 3 °C, 3 °C a 4 °C, 4 °C a 5 °C, 5 °C a 10 °C, 10 °C a 15 °C, 15 °C a 20 °C, 20 °C a 25 °C, 25 °C a 30 °C, 30 °C a 35 °C, 35 °C a 40 °C, 40 °C a 45 °C, 45 °C a 50 °C, 50 °C a 55 °C, 55 °C a 60 °C, 60 a 65 °C, ou 65 °C a 70 °C.
[00157]Em algumas formas de realização, os presentes métodos podem ser usados para tratar uma fonte de água usada em operação de perfuração de petróleo e/ou gás. Por exemplo, os presentes métodos podem ser usados para tratar uma fonte de água usada em uma operação de fraturamento hidráulico induzido (hidrofraturamento ou fraturamento). A fonte de água pode compreender um redutor de atrito ou um realçador de viscosidade. Os presentes métodos podem ser usados para tratar uma fonte de água para formar uma fonte de água tratada que compreende de cerca de 0,1 ppm a cerca de 10 ppm do ácido peroxifórmico, por exemplo, cerca de 1 a 10 ppm ou qualquer faixa nesta, incluindo cerca de 1 a 2 ppm, 2 a 3 ppm, 3 a 4 ppm, 4 a 5 ppm, 5 a 6 ppm, 6 a 7 ppm, 7 a 8 ppm, 8 a 9 ppm, ou 9 a 10 ppm de ácido peroxifórmico. Os presentes métodos podem compreender ainda o descarte da fonte de água tratada. Os presentes métodos podem compreender ainda conduzir a fonte de água tratada em um ambiente subterrâneo, por exemplo, um ambiente subterrâneo que compreende um poço em um gás e/ou petróleo.
[00158]Em algumas formas de realização, o alvo a ser tratado pelos presentes métodos pode ser água e/ou pelo menos uma porção de um meio, um recipiente, um equipamento, um sistema ou uma instalação para produzir, reter, processar, embalar, armazenar, ou transportar polpa. Os presentes métodos podem ser usados para tratar água e/ou outro(s) alvo(s) para qualquer propósito adequado. Por exemplo, os presentes métodos podem ser usados na indústria de fabricação de papel, têxtil, alimentícia, ou farmacêutica. Os presentes métodos podem ser usados para tratar uma fonte de água, sozinha ou em combinação com outro(s) alvo(s), para formar uma fonte de água tratada que compreende qualquer concentração adequada de ácido peroxifórmico, por exemplo, cerca de 0,5 a 30 ppm ou qualquer faixa nesta, incluindo cerca de 1 a 2 ppm, 2 a 3 ppm, 3 a 4 ppm, 4 a 5 ppm, 5 a 6 ppm, 6 a 7 ppm, 7 a 8 ppm, 8 a 9 ppm, 9 a 10 ppm, 10 a 15 ppm, 15 a 20 ppm, 20 a 25 ppm, ou 25 a 30 ppm de ácido peroxifórmico.
[00159]Em algumas formas de realização, os presentes métodos podem ser usados para reduzir ou remover H2S em uma fonte de água tratada. Os presentes métodos podem ser usados para reduzir ou remover H2S em qualquer taxa adequada. Por exemplo, H2S pode ser reduzido ou removido em uma taxa similar àquela como obtido usando-se uma quantidade comparável de triazina. Os presentes métodos podem ser usados para reduzir ou remover H2S em qualquer fonte de água tratada adequada. Por exemplo, a fonte de água tratada pode ser uma água produzida tratada. O ácido peroxifórmico pode ser usado em qualquer concentração adequada, por exemplo, cerca de 0,1 a 1.000 ppm ou qualquer faixa nesta, incluindo cerca de 1 a 10 ppm, 10 a 20 ppm, 20 a 30 ppm, 30 a 40 ppm, 40 a 50 ppm, 50 a 60 ppm, 60 a 70 ppm, 70 a 80 ppm, 80 a 90 ppm, 90 a 100 ppm, 100 a 150 ppm, 150 a 200 ppm, 200 a 250 ppm, 250 a 300 ppm, 300 a 350 ppm, 350 a 400 ppm, 400 a 450 ppm, 450 a 500 ppm, 500 a 550 ppm, 550 a 600 ppm, 600 a 650 ppm, 650 a 700 ppm, 700 a 750 ppm, 750 a 800 ppm, 800 a 850 ppm, 850 a 900 ppm, 900 a 950 ppm, 950 a 1.000 ppm de ácido peroxifórmico.
[00160]Em algumas formas de realização, os presentes métodos podem ser usados para reduzir ou remover sulfeto de ferro em uma fonte de água tratada. Os presentes métodos podem ser usados para reduzir ou remover sulfeto de ferro em uma fonte de água tratada em qualquer taxa adequada ou dentro de qualquer tempo adequado. Por exemplo, o sulfeto de ferro pode ser reduzido ou removido dentro de cerca de uma hora do tratamento. Os presentes métodos podem ser usados para reduzir ou remover sulfeto de ferro em qualquer fonte de água tratada adequada. Por exemplo, a fonte de água tratada é uma água produzida tratada. O ácido peroxifórmico pode ser usado em qualquer concentração adequada, por exemplo, cerca de 0,1 a 1.000 ppm ou qualquer faixa nesta, incluindo cerca de 1 a 10 ppm, 10 a 20 ppm, 20 a 30 ppm, 30 a 40 ppm, 40 a 50 ppm, 50 a 60 ppm, 60 a 70 ppm, 70 a 80 ppm, 80 a 90 ppm, 90 a 100 ppm, 100 a 150 ppm, 150 a 200 ppm, 200 a 250 ppm, 250 a 300 ppm, 300 a 350 ppm, 350 a 400 ppm, 400 a 450 ppm, 450 a 500 ppm, 500 a 550 ppm, 550 a 600 ppm, 600 a 650 ppm, 650 a 700 ppm, 700 a 750 ppm, 750 a 800 ppm, 800 a 850 ppm, 850 a 900 ppm, 900 a 950 ppm, 950 a 1.000 ppm de ácido peroxifórmico.
[00161]Em algumas formas de realização, os presentes métodos podem ser usados para melhorar a clareza de uma fonte de água tratada. Os presentes métodos podem ser usados para melhorar a clareza de uma fonte de água tratada em qualquer maneira adequada. Por exemplo, os presentes métodos podem ser usados para melhorar a clareza de uma fonte de água tratada oxidando-se um contaminante na fonte de água tratada. Os presentes métodos podem ser usados para melhorar a clareza de qualquer fonte de água adequada. Por exemplo, a fonte de água tratada pode ser uma água produzida tratada. O ácido peroxifórmico pode ser usado em qualquer concentração adequada, por exemplo, cerca de 0,5 a 1.000 ppm ou qualquer faixa nesta, incluindo cerca de 1 a 10 ppm, 10 a 20 ppm, 20 a 30 ppm, 30 a 40 ppm, 40 a 50 ppm, 50 a 60 ppm, 60 a 70 ppm, 70 a 80 ppm, 80 a 90 ppm, 90 a 100 ppm, 100 a 150 ppm, 150 a 200 ppm, 200 a 250 ppm, 250 a 300 ppm, 300 a 350 ppm, 350 a 400 ppm, 400 a 450 ppm, 450 a 500 ppm, 500 a 550 ppm, 550 a 600 ppm, 600 a 650 ppm, 650 a 700 ppm, 700 a 750 ppm, 750 a 800 ppm, 800 a 850 ppm, 850 a 900 ppm, 900 a 950 ppm, 950 a 1.000 ppm de ácido peroxifórmico.
[00162]Em algumas formas de realização, os presentes métodos podem ser usados para reduzir o oxigênio dissolvido total em uma fonte de água. Os presentes métodos podem ser usados para reduzir o oxigênio dissolvido total em qualquer fonte de água tratada adequada. Por exemplo, a fonte de água tratada pode ser uma água produzida tratada. O ácido peroxifórmico pode ser usado em qualquer concentração adequada. Por exemplo, o ácido peroxifórmico pode ser usado em uma concentração que está em sua taxa de consumo ou acima da mesma na fonte de água tratada. Em um outro exemplo, o ácido peroxifórmico pode ser usado em uma concentração de cerca de 0,1 ppm a cerca de 1.000 ppm, por exemplo, cerca de 1 a 10 ppm, 10 a 20 ppm, 20 a 30 ppm, 30 a 40 ppm, 40 a 50 ppm, 50 a 60 ppm, 60 a 70 ppm, 70 a 80 ppm, 80 a 90 ppm, 90 a 100 ppm, 100 a 150 ppm, 150 a 200 ppm, 200 a 250 ppm, 250 a 300 ppm, 300 a 350 ppm, 350 a 400 ppm, 400 a 450 ppm, 450 a 500 ppm, 500 a 550 ppm, 550 a 600 ppm, 600 a 650 ppm, 650 a 700 ppm, 700 a 750 ppm, 750 a 800 ppm, 800 a 850 ppm, 850 a 900 ppm, 900 a 950 ppm, 950 a 1.000 ppm de ácido peroxifórmico.
[00163]Em algumas formas de realização, uma fonte de água pode ser tratada com o ácido peroxifórmico de modo que a fonte de água tratada tenha uma taxa de corrosão mais baixa comparada a uma fonte de água tratada com um ácido percarboxílico C2-C22. Por exemplo, uma fonte de água pode ser tratada com o ácido peroxifórmico em uma concentração em sua taxa de consumo, a fonte de água tratada pode ter uma taxa de corrosão mais baixa comparada a uma fonte de água tratada com um ácido percarboxílico C2-C22 em uma concentração em sua taxa de consumo. Qualquer fonte de água adequada pode ser tratada com o ácido peroxifórmico de modo que a fonte de água tratada tenha uma taxa de corrosão mais baixa comparada a uma fonte de água tratada com um ácido percarboxílico C2-C22. Por exemplo, a fonte de água tratada pode ser uma água produzida tratada. O ácido peroxifórmico pode ser usado em qualquer concentração adequada, por exemplo, cerca de 0,1 a 1.000 ppm ou qualquer faixa nesta, incluindo cerca de 1 a 10 ppm, 10 a 20 ppm, 20 a 30 ppm, 30 a 40 ppm, 40 a 50 ppm, 50 a 60 ppm, 60 a 70 ppm, 70 a 80 ppm, 80 a 90 ppm, 90 a 100 ppm, 100 a 150 ppm, 150 a 200 ppm, 200 a 250 ppm, 250 a 300 ppm, 300 a 350 ppm, 350 a 400 ppm, 400 a 450 ppm, 450 a 500 ppm, 500 a 550 ppm, 550 a 600 ppm, 600 a 650 ppm, 650 a 700 ppm, 700 a 750 ppm, 750 a 800 ppm, 800 a 850 ppm, 850 a 900 ppm, 900 a 950 ppm, 950 a 1.000 ppm de ácido peroxifórmico.
[00164]Os presentes métodos podem compreender ainda contatar o alvo com um inibidor de corrosão. Qualquer inibidor de corrosão adequado pode ser usado. Em algumas formas de realização, o inibidor de corrosão pode ser um éster de fosfato, um derivado do éster de fosfato, um diácido, um derivado do diácido, uma amina quaternária, um derivado da amina quaternária, uma imidazolina, um derivado da imidazolina, uma alquil piridina, um derivado da alquil piridina, um sal de fosfônio, um derivado do sal de fosfônio, ou uma combinação destes.
[00165]O inibidor de corrosão pode ser usado em qualquer concentração adequada. Em algumas formas de realização, o inibidor de corrosão pode ser usado em uma concentração de cerca de 0,5 ppm a cerca de 50.000 ppm, por exemplo, cerca de 1 a 10 ppm, 10 a 20 ppm, 20 a 30 ppm, 30 a 40 ppm, 40 a 50 ppm, 50 a 60 ppm, 60 a 70 ppm, 70 a 80 ppm, 80 a 90 ppm, 90 a 100 ppm, 100 a 150 ppm, 150 a 200 ppm, 200 a 250 ppm, 250 a 300 ppm, 300 a 350 ppm, 350 a 400 ppm, 400 a 450 ppm, 450 a 500 ppm, 500 a 550 ppm, 550 a 600 ppm, 600 a 650 ppm, 650 a 700 ppm, 700 a 750 ppm, 750 a 800 ppm, 800 a 850 ppm, 850 a 900 ppm, 900 a 950 ppm, 950 a 1.000 ppm, 1.000 a 1.500 ppm, 1.500 a 2.000 ppm, 2.000 a 2.500 ppm, 2.500 a 3.000 ppm, 3.000 a 3.500 ppm, 3.500 a 4.000 ppm, 4.000 a 4.500 ppm, ou 4.500 a 5.000 ppm, 5.000 a 5.500 ppm, 5.500 a 6.000 ppm, 6.000 a 6.500 ppm, 6.500 a 7.000 ppm, 7.000 a 7.500 ppm, 7.500 a 8.000. 8.000 a 8.500 ppm, 8.500 a 9.000 ppm, 9.000 a 9.500 ppm, 9.500 a 10.000. ou 10.000 a 50.000 ppm. Em outras formas de realização, a razão entre a concentração do ácido peroxifórmico (p/v) e a concentração do inibidor de corrosão (p/v) usada no presente método pode ser de cerca de 0,01 a cerca de 100, por exemplo, cerca de 0,01 a 0,05, 0,05 a 0,1, 0,1 a 0,5, 0,5 a 1, 1 a 2, 2 a 3, 3 a 4, 4 a 5, 5 a 6, 6 a 7, 7 a 8, 8 a 9, 9 a 10, 10 a 15, 15 a 20, 20 a 25, 25 a 30, 30 a 35, 35 a 40, 40 a 45, 45 a 50, 50 a 60, 60 a 70, 70 a 80, 80 a 90, 90 a 100. Ainda em outras formas de realização, o inibidor de corrosão pode ser usado em uma concentração que tem um efeito sinérgico com o ácido peroxifórmico para estabilizar ou reduzir a população microbiana dentro de e/ou sobre o alvo ou a composição alvo tratada. Ainda em outras formas de realização, o inibidor de corrosão pode ser usado em uma concentração que reduz a corrosão ácida dentro de e/ou sobre o alvo ou a composição alvo tratada. Ainda em outras formas de realização, o inibidor de corrosão pode ser usado em uma concentração que tem um efeito sinérgico com o ácido peroxifórmico para estabilizar ou reduzir a população microbiana dentro de e/ou sobre o alvo ou a composição alvo tratada e reduz a corrosão ácida dentro de e/ou sobre o alvo ou a composição alvo tratada.
[00166]O alvo pode ser contatado com o inibidor de corrosão em qualquer tempo adequado. Em algumas formas de realização, o alvo pode ser contatado com o inibidor de corrosão antes que o alvo seja contatado com o ácido peroxifórmico. Em outras formas de realização, o alvo pode ser contatado com o inibidor de corrosão depois que o alvo é contatado com o ácido peroxifórmico. Ainda em outras formas de realização, o alvo pode ser contatado com o inibidor de corrosão concorrentemente quando o alvo é contatado com o ácido peroxifórmico, por exemplo, o inibidor de corrosão pode ser compreendido na composição de ácido peroxifórmico formada pelos métodos descritos acima.
[00167]Em algumas formas de realização, o alvo a ser tratado pelos presentes métodos pode ser um item alimentício ou um item vegetal e/ou pelo menos uma porção de um meio, um recipiente, um equipamento, um sistema ou uma instalação para cultivar, reter, processar, embalar, armazenar, transportar, preparar, cozinhar ou servir o item alimentício ou o item vegetal. Qualquer concentração adequada de ácido peroxifórmico pode ser usada nos presentes métodos. Por exemplo, o ácido peroxifórmico pode ser usado em uma concentração de cerca de 0,1 ppm a cerca de 100 ppm, por exemplo, cerca de 1 a 2 ppm, 2 a 3 ppm, 3 a 4 ppm, 4 a 5 ppm, 5 a 6 ppm, 6 a 7 ppm, 7 a 8 ppm, 8 a 9 ppm, 9 a 10 ppm, 10 a 15 ppm, 15 a 20 ppm, 20 a 25 ppm, ou 25 a 30 ppm, 30 a 40 ppm, 40 a 50 ppm, 50 a 60 ppm, 60 a 70 ppm, 70 a 80 ppm, 80 a 90 ppm, 90 a 100 ppm de ácido peroxifórmico. Em algumas formas de realização, o alvo é um item alimentício ou um item vegetal e a etapa de contato minimiza ou não induz um efeito organoléptico dentro de e/ou sobre o item alimentício ou um item vegetal.
[00168]Os presentes métodos podem ser usados para tratar qualquer item vegetal adequado. Em algumas formas de realização, o item vegetal é um item vegetal de grão, fruta, hortaliça ou flor. Em outras formas de realização, o item vegetal é um item vegetal vivo ou um item vegetal colhido. Ainda em outras formas de realização, o item vegetal compreende uma semente, um tubérculo, uma planta em crescimento, uma muda, ou um estoque de raiz. Ainda em outras formas de realização, os presentes métodos são usados para tratar um tecido vegetal vivo compreendendo tratar o tecido vegetal com a composição acima em uma concentração diluída para estabilizar ou reduzir a população microbiana dentro de e/ou sobre o tecido vegetal. Ainda em outras formas de realização, os presentes métodos são usados para cultivar uma planta em um substrato hidropônico em um meio de fornecimento de líquido hidropônico, compreendendo: (a) estabelecer um tecido vegetal em crescimento e vivo no substrato hidropônico; (b) contatar o tecido vegetal vivo, o substrato hidropônico e o líquido hidropônico com uma composição da presente invenção para estabilizar ou reduzir a população microbiana dentro de e/ou sobre o tecido vegetal vivo; e (c) colher um produto vegetal utilizável com contaminação microbiana reduzida.
[00169]Os presentes métodos podem ser usados para tratar qualquer item alimentício adequado. Por exemplo, o item alimentício pode ser um produto animal, por exemplo, uma carcaça de animal ou um ovo, um item de fruta, um item de hortaliça, ou um item de grão. Em algumas formas de realização, a carcaça de animal pode ser uma carcaça de carne bovina, carne de porco, carne de vitela, carne de búfalo, carne de cordeiro, peixe, frutos do mar ou aves domésticas. Em outras formas de realização, a carcaça de frutos do mar pode ser vieira, camarão, caranguejo, polvo, mexilhão, lula ou lagosta. Ainda em outras formas de realização, o item de fruta pode ser uma fruta botânica, uma fruta culinária, uma fruta simples, uma fruta agregada, uma fruta múltipla, uma baga, uma fruta acessória ou uma fruta sem semente. Ainda em outras formas de realização, o item de hortaliça pode ser um botão de flor, uma semente, uma folha, uma bainha da folha, um broto, um caule, um caule de folhas, um galho, um tubérculo, um broto de planta integral, uma raiz ou um bulbo. Ainda em outras formas de realização, o item de grão pode ser milho, arroz, trigo, cevada, sorgo, painço, aveia, triticale, centeio, fagópiro, fonio ou quinoa.
[00170]Em algumas formas de realização, o alvo a ser tratado pelos presentes métodos pode ser um meio, uma superfície, um recipiente, um equipamento, ou um sistema em uma instalação de cuidado de saúde, por exemplo, um consultório físico ou um hospital. Qualquer concentração adequada de ácido peroxifórmico pode ser usada nos presentes métodos. Por exemplo, o ácido peroxifórmico pode ser usado em uma concentração de cerca de 0,1 ppm, 0,5 ppm, ou de cerca de 10 ppm a cerca de 300 ppm, por exemplo, 10 a 15 ppm, 15 a 20 ppm, 20 a 25 ppm, ou 25 a 30 ppm, 30 a 40 ppm, 40 a 50 ppm, 50 a 60 ppm, 60 a 70 ppm, 70 a 80 ppm, 80 a 90 ppm, 90 a 100 ppm, 100 a 150 ppm, 150 a 200 ppm, 200 a 250 ppm, ou 250 a 300 ppm de ácido peroxifórmico.
[00171]Os presentes métodos podem ser usados para tratar um alvo que é pelo menos uma porção de um recipiente, um equipamento, um sistema ou uma instalação para conter, processar, embalar, armazenar, transportar, preparar, cozinhar ou servir o item alimentício ou o item vegetal. Em algumas formas de realização, o alvo é pelo menos uma porção de um recipiente, um equipamento, um sistema ou uma instalação para conter, processar, embalar, armazenar, transportar, preparar, cozinhar ou servir um item de carne, um item de fruta, um item de hortaliça, ou um item de grão. Em outras formas de realização, o alvo é pelo menos uma porção de um recipiente, um equipamento, um sistema ou uma instalação para conter, processar, embalar, armazenar, ou transportar uma carcaça de animal. Ainda em outras formas de realização, o alvo é pelo menos uma porção de um recipiente, um equipamento, um sistema ou uma instalação usados no processamento de alimento, serviço alimentar ou indústria de cuidado de saúde. Ainda em outras formas de realização, o alvo é pelo menos uma porção de uma instalação de processo em funcionamento fixo. Uma instalação de processo em funcionamento fixo exemplar pode compreender um estabelecimento de laticínios, um sistema de fermentação contínua, um sistema de alimento bombeável ou uma linha de processamento de bebida.
[00172]Os presentes métodos podem ser usados para tratar um alvo que é pelo menos uma porção de uma superfície sólida ou meio líquido. Em algumas formas de realização, a superfície sólida é uma superfície sólida inanimada. A superfície sólida inanimada pode ser contaminada por um fluido biológico, por exemplo, um fluido biológico compreendendo sangue, outro fluido corporal perigoso, ou uma mistura destes. Em outras formas de realização, a superfície sólida pode ser uma superfície contaminada. Uma superfície contaminada exemplar pode compreender a superfície de artigos ou equipamento de serviço alimentar, ou a superfície de um tecido.
[00173]Em uma aplicação de uso para tratar uma superfície, tal como uma instalação de processo em funcionamento fixo (por exemplo, sistema de fermentação), o tratamento beneficamente remove sujeiras que são difíceis de remover, visto que a fermentação de cerveja e vinho requer a fermentação de açúcares derivados de material com base em amido, por exemplo, cevada maltada ou suco de fruta, por exemplo, uvas. A fermentação usa levedura para alterar os açúcares no mosto ou suco a álcool e dióxido de carbono. Durante a fermentação, o mosto torna-se cerveja e o suco torna-se vinho. Uma vez que o mosto fervido é resfriado e colocado em um fermentador, levedura e/ou bactérias são propagadas no mosto e os mesmos são deixados fermentar, o que requer uma semana a meses dependendo do tipo de levedura ou bactérias e classe da cerveja ou vinho. Além de produzir álcool, a matéria particulada fina colocada em suspensão no mosto decanta durante a fermentação. Uma vez que a fermentação é concluída, a levedura também decanta, deixando a cerveja ou vinho clarear, mas os tanques de fermentação ficam sujos com células de levedura mortas, proteínas, resinas de lúpulo, e/ou cascas de uva. Em uma forma de realização particular da invenção, o método de limpeza pode ser uma técnica de CIP. Em uma outra forma de realização da invenção, o método de limpeza pode ser conduzido em superfícies de cervejaria.
[00174]O ácido peroxifórmico pode ser aplicado em qualquer maneira adequada. Em algumas formas de realização, o ácido peroxifórmico pode ser aplicado a um alvo por meio de uma pulverização, uma névoa, ou uma espuma, ou imergindo-se todo ou parte do alvo em uma composição compreendendo o ácido peroxifórmico. Em algumas formas de realização, a composição de ácido peroxifórmico é aplicada ao alvo por meio de uma pulverização, uma névoa, ou uma espuma. Em outras formas de realização, o ácido peroxifórmico diluído é aplicado ao alvo aplicando-se na forma de uma solução espessa ou gelificada. Ainda em outras formas de realização, todo ou parte do alvo é imerso na composição de ácido peroxifórmico. O alvo e/ou a composição de ácido peroxifórmico podem estar sujeitos a qualquer movimento adequado para ajudar ou facilitar o contato entre o alvo e a composição de ácido peroxifórmico. Em algumas formas de realização, a composição de ácido peroxifórmico pode ser agitada. Em outras formas de realização, a composição de ácido peroxifórmico pode ser pulverizada sobre um alvo, por exemplo, uma carcaça de animal, sob pressão adequada e em uma temperatura adequada. Por exemplo, a composição de ácido peroxifórmico pode ser pulverizada sobre uma carcaça de animal em uma pressão de pelo menos 50 psi em uma temperatura de até cerca de 60 °C, resultando em um tempo de contato de pelo menos 30 segundos.
[00175]Os presentes métodos podem compreender quaisquer etapas adicionais, adequadas. Em algumas formas de realização, os presentes métodos podem compreender uma etapa de tratamento a vácuo. Em outras formas de realização, os presentes métodos podem compreender uma etapa de aplicar uma fonte de luz ativada ao alvo, por exemplo, uma carcaça de animal.
[00176]A etapa de contato nos presentes métodos pode durar qualquer quantidade de tempo adequada. Em algumas formas de realização, a etapa de contato pode durar pelo menos cerca de 30 segundos. Por exemplo, a etapa de contato pode durar pelo menos cerca de 30, 40, 50 segundos, 1 minuto, 1 a 2 minutos, 2 a 3 minutos, 3 a 4 minutos, 4 a 5 minutos, 5 a 6 minutos, 6 a 7 minutos, 7 a 8 minutos, 8 a 9 minutos, ou 9 a 10 minutos, 10 a 15 minutos, 15 a 20 minutos, 20 a 25 minutos, 25 a 30 minutos, 30 a 40 minutos, 40 a 50 minutos, 50 a 60 minutos, 1 a 2 horas, 2 a 3 horas, 3 a 4 horas, 4 a 5 horas, 5 a 6 horas, 6 a 7 horas, 7 a 8 horas, 8 a 9 horas, ou 9 a 10 horas, 16 horas, 1 dia, 3 dias, 1 semana, ou até a degradação ou exaustão do produto químico. Em um aspecto, a etapa de contato é preferivelmente de cerca de 30 segundos a cerca de 4 horas.
[00177]Os presentes métodos podem ser usados para reduzir a população microbiana dentro de e/ou sobre o alvo ou a composição alvo tratada por qualquer magnitude adequada. Em algumas formas de realização, os presentes métodos podem ser usados para reduzir a população microbiana dentro de e/ou sobre o alvo ou a composição alvo tratada por pelo menos um log10, dois log10, três log10, quatro log10, cinco log10, ou mais. Em outras formas de realização, o nível de um microorganismo, se presente dentro de e/ou sobre o alvo ou a composição alvo tratada, pode ser estabilizado ou reduzido pelos presentes métodos. Por exemplo, pelo menos 10 %, 20 %, 30 %, 40 %, 50 %, 60 %, 70 %, 80 %, ou 90 % ou mais do microorganismo, se presente dentro de e/ou sobre o alvo ou a composição alvo tratada, podem ser mortos, destruídos, removidos e/ou inativados pelos presentes métodos.
[00178]Em algumas formas de realização, a eficácia antimicrobiana da composição usada nos presentes métodos na fonte de água tratada é comparável ao efeito antimicrobiano de uma fonte de água que não contém água produzida. Em outras formas de realização, a fonte de água tratada reduz a corrosão causada por peróxido de hidrogênio e reduz a corrosão induzida por micróbios, e a composição usada nos presentes métodos não interfere substancialmente com um redutor de atrito, um realçador de viscosidade, outros ingredientes funcionais presentes na fonte de água tratada, ou uma combinação destes.
[00179]Os presentes métodos podem ser usados para reduzir a população de qualquer(is) micróbio(s) adequado(s) dentro de e/ou sobre o alvo ou a composição alvo tratada por qualquer magnitude adequada. Em algumas formas de realização, os presentes métodos podem ser usados para reduzir uma população microbiana procariótica, por exemplo, uma população bacteriana ou uma população arqueal. Em outras formas de realização, os presentes métodos podem ser usados para reduzir uma população microbiana eucariótica, por exemplo, uma população protozoária ou fúngica. Ainda em outras formas de realização, os presentes métodos podem ser usados para reduzir uma população viral. A população viral exemplar pode compreender uma população de um vírus de DNA, um vírus de RNA, e um vírus de transcrição reversa.
[00180]Os presentes métodos podem ser usados para estabilizar ou reduzir uma população microbiana dentro de e/ou sobre o alvo ou a composição alvo tratada, em que o alvo é um item alimentício ou um item vegetal e a etapa de contato minimiza ou não induz um efeito organoléptico dentro de e/ou sobre o item alimentício ou um item vegetal. Propriedades organolépticas típicas incluem os aspectos de alimento ou outras substâncias como experienciado pelos sentidos, incluindo paladar, visão, olfato, e tato, em casos onde a secura, umidade, e fatores obsoletos-novos devem ser considerados. Ver, por exemplo, Jasper Womach, o documento do Congressional Research Service “Report for Congress: Agriculture: A Glossary of Term, Programs, and Laws, 2005 Edition.” Em algumas formas de realização, procedimentos organolépticos são realizados como parte das inspeções de carne e aves domésticas para detectar sinais de doença ou contaminação. Em outras formas de realização, testes organolépticos são conduzidos para determinar se materiais e componentes de embalagem podem transferir sabores e odores aos produtos alimentícios ou farmacêuticos nos quais eles são embalados. Estudos de vida de prateleira frequentemente usam paladar, visão, e olfato (além dos testes de química e toxicologia de alimentos) para determinar se um produto alimentício é adequado para o consumo. Ainda em outras formas de realização, testes organolépticos são conduzidos como parte da tecnologia de Hurdle. Tipicamente, tecnologia de Hurdle refere-se a uma combinação inteligente de barreiras que assegura a segurança e estabilidade microbianas assim como a qualidade organoléptica e nutricional e a viabilidade econômica de produtos alimentícios. Ver no geral, Leistner L (1995) “In Gould GW (Ed.) New Methods of Food Preservation, Springer, páginas 1-21; e Leistner I (2000)” International Journal of Food Microbiology, 55:181-186.
[00181]Os presentes métodos podem ser conduzidos em qualquer faixa de temperatura adequada. Em algumas formas de realização, os presentes métodos podem ser conduzidos em uma temperatura variando de cerca de 0 °C a cerca de 70 °C, por exemplo, cerca de 0 °C a 1 °C, 1 °C a 2 °C, 2 °C a 3 °C, 3 °C a 4 °C, 4 °C a 5 °C, 5 °C a 10 °C, 10 °C a 15 °C, 15 °C a 20 °C, 20 °C a 25 °C, 25 °C a 30 °C, 30 °C a 35 °C, 35 °C a 40 °C, 40 °C a 45 °C, 45 °C a 50 °C, 50 °C a 55 °C, 55 °C a 60 °C, 60 °C a 65 °C, ou 65 °C a 70 °C. Em outras formas de realização, os presentes métodos podem ser conduzidos em uma temperatura em ou mais baixa do que 0 °C.
[00182]Em algumas formas de realização, os presentes métodos podem compreender adicionar uma peroxidase ou uma catalase para reduzir ainda mais a concentração de peróxido de hidrogênio dentro de e/ou sobre o alvo ou a composição alvo tratada. A peroxidase ou catalase pode ser adicionada em qualquer maneira adequada. Em algumas formas de realização, a peroxidase ou catalase pode ser adicionada ao alvo ou à composição alvo tratada antes que uma composição usada nos presentes métodos seja fornecida ao alvo, por exemplo, uma fonte de água. Em outras formas de realização, as presentes composições podem ser diluídas em um volume intermediário adequado, e a peroxidase ou catalase pode ser adicionada ao volume intermediário, diluído. Posteriormente, o volume intermediário, diluído, que contém a peroxidase ou catalase, pode ser adicionado ao alvo, por exemplo, uma fonte de água. Qualquer peroxidase ou catalase adequada, incluindo aquelas descritas abaixo, pode ser usada nos presentes métodos.
[00183]Em algumas formas de realização, os presentes métodos podem compreender ainda descarte da fonte de água tratada ou condução da fonte de água tratada em um ambiente subterrâneo, por exemplo, um ambiente subterrâneo que compreende um poço em um gás e/ou petróleo.
[00184]Em algumas formas de realização, a fonte de água tratada pelos presentes métodos não compreende água de reutilização, a fonte de água tratada compreende de cerca de 10 ppm a cerca de 20 ppm de ácido peroxifórmico, por exemplo, ácido peroxifórmico formado in situ, e de cerca de 1 ppm a cerca de 2 ppm de peróxido de hidrogênio e a fonte de água tratada não compreende um redutor de atrito e/ou um modificador de reologia.
[00185]Em algumas formas de realização, a fonte de água tratada pelos presentes métodos é uma fonte de água combinada que compreende cerca de 80 % em peso de água doce ou água de reservatório e cerca de 20 % em peso de água de reutilização, a fonte de água tratada compreende de cerca de 25 ppm a cerca de 35 ppm de ácido peroxifórmico, por exemplo, ácido peroxifórmico formado in situ, e de cerca de 2 ppm a cerca de 3 ppm de peróxido de hidrogênio e catalase, a fonte de água tratada não compreende um redutor de atrito e/ou um modificador de reologia, e a fonte de água tratada é formada antes de atingir um tonel de combinação.
[00186]Em algumas formas de realização, a fonte de água tratada pelos presentes métodos é uma fonte de água combinada que compreende cerca de 80 % em peso de água doce ou água de reservatório e cerca de 20 % em peso de água de reutilização, a fonte de água tratada compreende de cerca de 25 ppm a cerca de 35 ppm de ácido peroxifórmico, por exemplo, ácido peroxifórmico formado in situ, e de cerca de 2 ppm a cerca de 3 ppm de peróxido de hidrogênio e catalase, a fonte de água tratada compreende um redutor de atrito e/ou um modificador de reologia, e a fonte de água tratada é formada em um tonel de combinação.
[00187]Em algumas formas de realização, a fonte de água tratada compreende de cerca de 30 ppm ou menos de ácido peroxifórmico, por exemplo, ácido peroxifórmico formado in situ, e cerca de 0,5 ppm ou menos do peróxido de hidrogênio, a fonte de água tratada compreende um redutor de atrito e/ou um modificador de reologia, e a fonte de água tratada é dirigida em ou está em um ambiente subterrâneo.
[00188]Em alguns aspectos, os métodos divulgados para o tratamento de água em recuperação de petróleo e gás fornecem eficácia antimicrobiana eficaz sem interação deletéria com agentes funcionais, incluindo, por exemplo, redutores de atrito. Em um outro aspecto, os métodos para o tratamento de água fornecem eficácia antimicrobiana aumentada comparada ao uso dos perácidos antimicrobianos sozinhos. Em ainda um outro aspecto, os métodos de uso resultam no descarte de água mais limpa com números baixos de microorganismos. Ainda em um outro aspecto dos métodos da invenção, a redução e/ou eliminação de H2O2 das composições de perácido minimiza os efeitos negativos do oxidante H2O2.
Use em Tratamento de Água
[00189]As composições de ácido peroxifórmico podem ser usadas para uma variedade de aplicações industriais, por exemplo, para reduzir populações microbianas ou virais em uma superfície ou objeto ou em um corpo ou corrente de água. Em alguns aspectos, a invenção inclui métodos de usar as composições de ácido peroxifórmico para impedir a incrustação biológica em vários processos industriais e indústrias, incluindo operações de petróleo e gás, para controlar o crescimento de microorganismo, eliminar a contaminação microbiana, limitar ou impedir a incrustação biológica em sistemas líquidos, águas de processo ou nas superfícies do equipamento que entram em contato com tais sistemas líquidos. Como referido aqui, contaminação microbiana pode ocorrer em vários sistemas líquidos industriais incluindo, mas não limitados a, contaminação transportada pelo ar, composição da água, vazamentos no processo e equipamento impropriamente limpo. Em um outro aspecto, composições de ácido peroxifórmico e/ou catalase são usadas para controlar o crescimento de microorganismos na água usada em várias operações de petróleo e gás. Em um outro aspecto, as composições são adequadas para incorporar em fluidos de fraturamento para controlar ou eliminar microorganismos.
[00190]Como usado aqui para os métodos da invenção, as composições de ácido peroxifórmico podem utilizar uma variedade de composições de ácido peroxifórmico tendo uma concentração baixa a substancialmente nenhuma de peróxido de hidrogênio. Estas composições de ácido peroxifórmico incluem composições de ácido peroxifórmico com uma enzima catalase ou peroxidase para reduzir a razão de peróxido de hidrogênio para perácido e/ou outras composições de peróxido de hidrogênio reduzido e ácido peroxifórmico divulgadas aqui. Em uma forma de realização específica soluções de uso de ácido peroxifórmico e catalase tendo peróxido de hidrogênio reduzido ou substancialmente nenhum são introduzidas a uma fonte de água em necessidade de tratamento.
[00191]Os métodos pelos quais as soluções de ácido peroxifórmico são introduzidas nos fluidos aquosos de acordo com a invenção não são críticos. A introdução das composições de ácido peroxifórmico pode ser realizada em uma maneira contínua ou intermitente e dependerá do tipo de água que é tratada. Em algumas formas de realização, as composições de ácido peroxifórmico são introduzidas em um fluido aquoso de acordo com os métodos divulgados na Publicação de Patente dos EUA No 2014/0096971, intitulada “New Method and Arrangement for Feeding Chemicals into a Hydrofracturing Process and Oil and Gas Applications”, que é por meio desta incorporada por referência em sua totalidade.
[00192]Em um aspecto, as soluções de ácido peroxifórmico são adicionadas às águas em necessidade de tratamento antes das etapas de perfuração e fraturamento de modo a restringir a introdução de micróbios no reservatório e a impedir que os micróbios tenham um efeito negativo sobre a integridade dos fluidos. O tratamento de águas de fonte (por exemplo, de reservatório, de lago, municipais, etc.) e/ou águas produzidas é particularmente bem adequado para o uso de acordo com a invenção.
[00193]As águas tratadas de acordo com a invenção podem ser usadas tanto para fraturamento de água eficiente (isto é, usando redutores de atrito) quanto para fraturamento de gel (isto é, usando realçadores de viscosidade), dependendo do tipo de formação que é fraturada e do tipo de hidrocarboneto esperado a ser produzido. O uso de uma solução de ácido peroxifórmico, incluindo uma composição de solução de uso de ácido peroxifórmico tratada com catalase tendo peróxido de hidrogênio baixo a substancialmente nenhum, é adequado tanto para fraturamento de água eficiente quanto para fraturamento de gel.
[00194]Em um aspecto, pré-tratar a composição de ácido peroxifórmico com catalase substancialmente remove o peróxido de hidrogênio com impacto mínimo a nenhum sobre os fluidos de fraturamento e o poço propriamente dito. Em um aspecto, a composição de ácido peroxifórmico pré-tratada com catalase permite a formação de gel adequado para fraturamento de gel, em oposição a soluções de composição de ácido peroxifórmico não tratadas que não permitem que um gel se forme sob certas condições. Em um outro aspecto, as soluções de composição de ácido peroxifórmico são adicionadas a águas em necessidade de tratamento nas formações de poço subterrâneo (por exemplo, introduzidas através de um furo de sondagem em uma formação subterrânea). Estes métodos fornecem controle adicional dentro da formação do poço adequado para reduzir populações microbianas já presentes dentro da tubulação do fundo do poço no poço ou dentro do reservatório propriamente dito.
[00195]Ainda em um outro aspecto, as soluções de composição de ácido peroxifórmico são adicionadas a águas em necessidade de tratamento antes do descarte. Em um tal aspecto, águas de retorno (por exemplo, pós-fraturamento) são tratadas para minimizar contaminações microbianas nas águas e para remover sólidos antes do descarte da água em um poço subterrâneo, reutilização em uma aplicação de fraturamento subsequente ou retorno da água em fontes de água ambientais locais.
[00196]Em um aspecto, a fonte de água em necessidade de tratamento pode variar significantemente. Por exemplo, a fonte de água pode ser uma fonte de água doce (por exemplo, água de reservatório), fonte de água salgada ou salmoura, fonte de água salobra, fonte de água reciclada, ou semelhantes. Em um aspecto, em que operações de perfuração de poço em alto mar são envolvidas, fontes de água do mar são frequentemente utilizadas (por exemplo, água salgada ou água não salgada). Beneficamente, as composições de ácido peroxifórmico, com ou sem catalase, da invenção são adequadas para o uso com quaisquer tipos de água e fornecem eficiência antimicrobiana eficaz com qualquer uma de tais fontes de água.
[00197]Volumes grandes de água são utilizados de acordo com a invenção conforme necessário em operações de fluido de poço. Como um resultado, em um aspecto da invenção, fontes de água reciclada (por exemplo, águas produzidas) são frequentemente utilizadas para reduzir a quantidade de uma fonte de água doce, água de reservatório ou água do mar necessária. Água reciclada ou produzida é entendida como incluindo fontes de água não potável. O uso de tais águas produzidas (em combinação com água doce, água de reservatório ou água do mar) reduz certas restrições econômicas e/ou ambientais. Em um aspecto da invenção, milhares a milhões de galões de água podem ser utilizados e a combinação de água produzida com fontes de água doce fornece vantagens econômicas e ambientais significantes. Em um aspecto da invenção, tanta água produzida quanto prática é utilizada. Em uma forma de realização pelo menos 1 % de água produzida é utilizado, preferivelmente pelo menos 5 % água produzida são utilizados, preferivelmente pelo menos 10 % de água produzida são utilizados, preferivelmente pelo menos 20 % de água produzida são utilizados, ou mais preferivelmente mais do que 20 % de água produzida são utilizados. Em um outro aspecto, até 100 % de água produzida pode ser utilizado.
[00198]Em um aspecto da invenção, o método inclui uma etapa de pré-tratamento, em que a composição de ácido peroxifórmico é tratada com uma enzima catalase para reduzir a concentração de peróxido de hidrogênio em uma solução de uso. A etapa de pré-tratamento ocorre antes de combinar a composição de perácido antimicrobiana e/ou a catalase a uma fonte de água em necessidade de tratamento. Em um aspecto da invenção, o pré-tratamento pode ocorrer dentro de alguns minutos a horas antes da adição a uma fonte de água.
[00199]De acordo com formas de realização da invenção, uma quantidade suficiente da composição de ácido peroxifórmico, com ou sem catalase, é adicionada à fonte de água aquosa em necessidade de tratamento para fornecer a concentração de ácido peroxifórmico desejada para eficácia antimicrobiana. Por exemplo, uma fonte de água é dosada em quantidades da composição de solução de uso de ácido peroxifórmico e catalase até que uma concentração de ácido peroxifórmico dentro da fonte de água seja detectada dentro da faixa de concentração preferida (por exemplo, cerca de 1 ppm a cerca de 100 ppm de perácido). Em um aspecto, é preferido ter uma contagem microbiana de menos do que cerca de 100.000 micróbios/mL, mais preferivelmente menos do que cerca de 10.000 micróbios/mL, ou mais preferivelmente menos do que cerca de 1.000 micróbios/mL.
[00200]Os métodos de uso como descrito aqui podem variar nas condições de temperatura e pH associadas com o uso dos fluidos de tratamento aquosos. Por exemplo, os fluidos de tratamento aquosos podem ser submetidos a temperaturas ambientes variadas de acordo com as aplicações de uso divulgadas aqui, incluindo variando de cerca de 0 °C a cerca de 130 °C no curso das operações de tratamento. Preferivelmente, a faixa de temperatura é entre cerca de 5 °C a cerca de 100 °C, mais preferivelmente entre cerca de 10 °C a cerca de 80 °C. Entretanto, visto que uma maioria da atividade antimicrobiana das composições da invenção ocorre durante um período de tempo curto, a exposição das composições a temperaturas relativamente altas não é uma preocupação substancial. Além disso, os fluidos de tratamento aquosos de composição de perácido (isto é, soluções de uso) podem ser submetidos a faixas de pH variadas, tais como de 1 a cerca de 10,5. Preferivelmente, a faixa de pH é menos do que cerca de 9, menos do que cerca de 8,2 ou 8 para garantir a eficácia antimicrobiana eficaz do perácido.
[00201]As composições antimicrobianas da invenção são de ação rápida. Entretanto, os presentes métodos requerem um certo tempo de contato mínimo das composições com a água em necessidade de tratamento para a ocorrência de efeito antimicrobiano suficiente. O tempo de contato pode variar com a concentração das composições de uso, método de aplicar as composições de uso, temperatura das composições de uso, pH das composições de uso, quantidade de água a ser tratada, quantidade de sujeira ou substratos na água a ser tratada, ou semelhantes. O tempo de contato ou exposição pode ser pelo menos cerca de 15 segundos. Em algumas formas de realização, o tempo de exposição é de cerca de 1 a 5 minutos. Em outras formas de realização, o tempo de exposição é de pelo menos cerca de 10 minutos, 30 minutos, ou 60 minutos. Em outras formas de realização, o tempo de exposição é de alguns minutos a horas. O tempo de contato variará ainda com base na concentração de perácido em uma solução de uso.
Efeitos Benéficos dos Métodos de Uso no Tratamento de Água
[00202]Em um aspecto, os métodos de uso fornecem um antimicrobiano para o uso que não impacta negativamente o ambiente. Beneficamente, a degradação das composições da invenção fornece uma alternativa “verde”.
[00203]Em um outro aspecto, os métodos de uso fornecem um antimicrobiano para o uso que não interfere negativamente com redutores de atrito, realçadores de viscosidade e/ou outros ingredientes funcionais. Em um outro aspecto, os métodos de uso não interferem negativamente com quaisquer agentes funcionais adicionais utilizados nos métodos de tratamento de água, incluindo por exemplo, inibidores de corrosão, agentes desincrustantes e semelhantes. As composições administradas de acordo com a invenção fornecem controle extremamente eficaz de microorganismos sem afetar adversamente as propriedades funcionais de quaisquer polímeros aditivos de um sistema aquoso. Além disso, as composições de ácido peroxifórmico fornecem benefícios adicionais a um sistema, incluindo por exemplo, reduzir a corrosão dentro do sistema devido ao peróxido de hidrogênio diminuído ou substancialmente eliminado de uma composição tratada. Beneficamente, os efeitos não deletérios das composições de ácido peroxifórmico (com ou sem uma catalase) sobre os vários ingredientes funcionais usados em métodos de tratamento de água são obtidos não obstante da composição da fonte de água em necessidade de tratamento.
[00204]Em um aspecto adicional, os métodos de uso impedem a contaminação de sistemas, tal como acidificação do poço ou reservatório. Em outros aspectos, os métodos de uso impedem a corrosão influenciada microbiologicamente dos sistemas durante os quais eles são utilizados.
[00205]Em outros aspectos, os métodos de uso utilizam a atividade antimicrobiana e/ou alvejante das composições de ácido peroxifórmico. Por exemplo, a invenção inclui um método para reduzir uma população microbiana e/ou um método para alvejamento. Estes métodos podem operar em um artigo, superfície, em um corpo ou corrente de água ou um gás, ou semelhantes, contatando-se o artigo, superfície, corpo, ou corrente com as composições. O contato pode incluir qualquer um dos numerosos métodos para aplicar as composições, incluindo, mas não limitados a, fornecer as composições antimicrobianas de ácido peroxifórmico em uma solução de uso aquosa e imergir quaisquer artigos, e/ou fornecer a uma fonte de água em necessidade de tratamento.
[00206]As composições são adequadas para eficácia antimicrobiana contra um espectro amplo de microorganismos, fornecendo atividade bactericida e fungistática de espectro amplo. Por exemplo, os biocidas de perácido desta invenção fornecem atividade de espectro amplo contra uma faixa ampla de diferentes tipos de microorganismos (incluindo tanto microorganismos aeróbicos quanto anaeróbicos), incluindo bactérias, leveduras, bolores, fungos, algas, e outros microorganismos problemáticos associados com operações em campo de petróleo e gás.
[00207]Microorganismos exemplares suscetíveis às composições de perácido da invenção incluem, bactérias gram positivas (por exemplo, Staphylococcus aureus, espécies de Bacillus (sp.) como Bacillus subtilis, Clostridia sp.), bactérias gram negativas (por exemplo, Escherichia coli, Pseudomonas sp., Klebsiella pneumoniae, Legionelose pneumophila, Enterobacter sp., Serratia sp., Desulfovibrio sp., e Desulfotomaculum sp.), leveduras (por exemplo, Saccharomyces cerevisiae e Candida albicans), bolores (por exemplo, Aspergillus niger, Cephalosporium acremonium, Penicillium notatum, e Aureobasidium pullulans), fungos filamentosos (por exemplo, Aspergillus niger e Cladosporium resinae), algas (por exemplo, Chlorella vulgaris, Euglena gracilis, e Selenastrum capricornutum), e outros microorganismos análogos e organismos unicelulares (por exemplo, fitoplâncton e protozoários). Outros microorganismos exemplares suscetíveis às composições de perácido da invenção incluem os microorganismos exemplares divulgados no Pedido de Patente dos EUA US 2010/0160449 A1, por exemplo, as bactérias de redução de enxofre ou sulfato, tais como as espécies de Desulfovibrio e Desulfotomaculum.
Uso em Outros Tratamentos
[00208]Formas de realização adicionais da invenção incluem tratamentos de água para vários processos industriais para tratar sistemas líquidos. Como usado aqui, “sistema líquido” refere-se a águas de inundação ou um ambiente dentro de pelo menos um artefato artificial, contendo uma quantidade substancial de líquido que é capaz de sofrer incrustação biológica. Sistemas líquidos incluem mas não são limitados a sistemas líquidos industriais, sistemas de água industriais, correntes de processo líquidas, correntes de processo líquidas industriais, sistemas de água de processo industriais, aplicações de água de processo, águas de processo, águas de utilidade, água usada em fabricação, água usada em serviços industriais, correntes líquidas aquosas, correntes líquidas contendo duas ou mais fases líquidas, e qualquer combinação destes.
[00209]Em um outro aspecto, os presentes métodos também podem ser usados para tratar outros sistemas líquidos onde tanto a função antimicrobiana das composições quanto as propriedades oxidantes podem ser utilizadas. À parte dos problemas microbianos que circundam a água residual, a água residual é frequentemente rica em compostos malcheirosos de teor de enxofre, nitrogênio ou fósforo reduzido. Um oxidante forte tal como as composições divulgadas aqui converte estes compostos eficientemente aos seus derivados livres de odor, por exemplo, os sulfatos, fosfatos e óxidos de amina. Estas mesmas propriedades são muito úteis na indústria de polpa e papel onde a propriedade de alvejamento também é de grande utilidade.
[00210]Os presentes métodos podem ser conduzidos em qualquer temperatura adequada. Em algumas formas de realização, os presentes métodos são conduzidos em uma temperatura variando de cerca de -2 °C a cerca de 70 °C, por exemplo, de cerca de -2 °C a cerca de 5 °C, de cerca de 0 °C a cerca de 4 °C ou 5 °C, de cerca de 5 °C a cerca de 10 °C, de cerca de 11 °C a cerca de 20 °C, de cerca de 21 °C a cerca de 30 °C, de cerca de 31 °C a cerca de 40 °C, incluindo em torno de 37 °C, de cerca de 41 °C a cerca de 50 °C, de cerca de 51 °C a cerca de 60 °C, ou de cerca de 61 °C a cerca de 70 °C.
[00211]Os presentes métodos podem ser usados nos métodos, processos ou procedimentos descritos e/ou reivindicados nas Patentes dos EUA Nos 5.200.189, 5.314.687 e 5.718.910. Em algumas formas de realização, os presentes métodos podem ser usados de instalações de sanitização ou o equipamento compreende as etapas de contatar as instalações ou equipamento com a composição da presente invenção em uma temperatura na faixa de cerca de 4 °C a cerca de 60 °C. A composição de ácido peroxifórmico depois é circulada ou deixada em contato com as instalações ou equipamento por um tempo suficiente para sanitizar (geralmente pelo menos 30 segundos) e a composição alvo tratada é posteriormente drenada ou removida das instalações ou equipamento.
[00212]Como observado acima, os presentes métodos são úteis na limpeza ou sanitização de instalações ou equipamento de processamento no serviço alimentar, processamento de alimento ou indústrias de cuidado da saúde. Exemplos de instalações de processo em que os presentes métodos podem ser utilizados incluem um estabelecimento de laticínios, um sistema de fermentação contínua, linhas de processamento de alimento tais como sistemas de alimento bombeáveis e linhas de bebida, etc. Artigos de serviço alimentar também podem ser desinfetados com os presentes métodos. Os presentes métodos também são úteis na sanitização ou desinfecção de superfícies sólidas tais como pavimentos, balcões, mobília, instrumentos e equipamento médicos, etc., encontrados na indústria de cuidado de saúde. Tais superfícies frequentemente tornam-se contaminadas com derrames corporais líquidos tais como sangue, outros fluidos corporais perigosos ou misturas destes.
[00213]Geralmente, a limpeza real do sistema em funcionamento ou outra superfície (isto é, remoção de sobras indesejadas nesta) pode ser realizada com um material diferente tal como um detergente formulado que é introduzido com água aquecida. Depois desta etapa de limpeza, a composição de ácido peroxifórmico pode ser aplicada ou introduzida no sistema em uma concentração de solução de uso em água não aquecida, na temperatura ambiente. Em algumas formas de realização, a composição de ácido peroxifórmico é descoberta permanecer em solução em água fria (por exemplo, 40oF/4 °C) e água aquecida (por exemplo, 140oF/60 °C). Embora não seja normalmente necessário aquecer a solução aquosa de uso da composição de ácido peroxifórmico, sob algumas circunstâncias, aquecimento pode ser desejável para realçar ainda mais sua atividade antimicrobiana.
[00214]Em algumas formas de realização, um método de sanitização substancialmente em instalações de processo em funcionamento fixas compreende as etapas seguintes. A composição de ácido peroxifórmico da presente invenção é introduzida nas instalações de processo em uma temperatura na faixa de cerca de 4 °C a cerca de 60 °C. Depois da introdução da solução de uso, a solução é circulada por todo o sistema por um tempo suficiente para sanitizar as instalações de processo (isto é, para matar microorganismos indesejáveis). Depois que o sistema foi sanitizado por meio da composição presente, a composição ou solução de uso é drenada do sistema. Durante a conclusão da etapa de sanitização, o sistema opcionalmente pode ser enxaguado com outros materiais tais como água potável. A composição presente é preferivelmente circulada através das instalações de processo por 10 minutos ou menos.
[00215]Em outras formas de realização, a presente composição de ácido peroxifórmico também pode ser utilizada imergindo-se o equipamento de processamento de alimento na composição ou solução diluída (ou de uso) da presente invenção, encharcando o equipamento por um tempo suficiente para sanitizar o equipamento, e limpando ou drenando a solução em excesso para fora do equipamento. A composição pode ser utilizada ainda pulverizando-se ou limpando-se superfícies de processamento de alimento com a solução de uso, mantendo as superfícies úmidas por um tempo suficiente para sanitizar as superfícies, e removendo a composição ou solução em excesso por limpeza, drenagem vertical, aspiração, etc.
[00216]Ainda em outras formas de realização, a presente composição de ácido peroxifórmico também pode ser usada em um método de sanitização de superfícies duras tais como equipamento do tipo institucional, utensílios, louças, equipamento ou instrumentos de cuidado da saúde, e outras superfícies duras. A presente composição de ácido peroxifórmico também pode ser utilizada na sanitização de itens de vestuário ou tecido que tornaram-se contaminados. A composição de ácido peroxifórmico é contatada com qualquer uma das superfícies ou itens contaminados acima em temperaturas de uso na faixa de cerca de 4 °C a cerca de 60 °C por um período de tempo eficaz para sanitizar, desinfetar, ou esterilizar a superfície ou item. Por exemplo, a composição presente pode ser injetada na água de lavagem ou enxágue de uma máquina de lavar roupa e contatada com tecido contaminado por um tempo suficiente para sanitizar o tecido. A composição ou solução em excesso depois pode ser removida enxaguando-se ou centrifugando-se o tecido.
[00217]Os presentes métodos podem ser usados nos métodos, processos ou procedimentos descritos e/ou reivindicados nas Patentes dos EUA Nos 6.165.483 e 6.238.685, para tratar tecido de planta cultivada em campo ou estufa, sementes, frutas, e meios de crescimento e recipientes. A presente composição de ácido peroxifórmico pode reduzir a carga microbiana natural, patogênica de planta e patogênica humana que resulta em menos resíduo para formação de bolor, deterioração, e destruição por causa de venenos patogênicos.
[00218]Em algumas formas de realização, a presente composição de ácido peroxifórmico pode ser usada para proteger o tecido da planta em crescimento dos efeitos indesejáveis de ataque microbiano. A presente composição de ácido peroxifórmico pode ser aplicada aos tecidos da planta em crescimento e pode fornecer efeitos antimicrobianos residuais depois que a planta concluiu seu ciclo de crescimento, o material de fruta ou hortaliça foi colhido e enviado para a venda. A composição presente pode ser um tratamento eficaz de tecidos de planta viva ou em crescimento incluindo sementes, raízes, tubérculos, mudas, estoque de enraizamento, plantas em crescimento, fruto, frutas e vegetais, etc. Sob certas circunstâncias, um único material de peroxiácido pode ser eficaz, entretanto, em outras circunstâncias, um peroxiácido misto tem propriedades substancialmente melhoradas e surpreendentes.
[00219]Em algumas formas de realização, a composição usada nos presentes métodos também pode conter um hidrótropo para o propósito de aumentar a solubilidade aquosa de vários compostos orgânicos levemente solúveis. A forma de realização preferida da composição utiliza um hidrótropo escolhido do grupo de n-octanossulfonato, um xileno sulfonato, um naftaleno sulfonato (ácido naftênico), sulfato de etilhexila, sulfato de laurila, um óxido de amina, ou uma mistura destes.
[00220]Em algumas formas de realização, a composição usada nos presentes métodos também pode conter um agente quelante para o propósito de remover os íons da solução. A forma de realização preferida da invenção usa ácido 1-hidroxietilideno-1,1-difosfônico.
[00221]Os presentes métodos podem ser usados nos métodos, processos ou procedimentos descritos e/ou reivindicados nas Patentes dos EUA Nos 6.010.729, 6.103.286, 6.545.047 e 8.030.351 para a sanitização de carcaças de animais.
[00222]Em algumas formas de realização, as composições da presente invenção podem ser usadas em um método de tratar carcaças de animais para obter uma redução em pelo menos uma log10 na população microbiana superficial, método este que inclui a etapa de tratar a dita carcaça com uma composição da presente invenção compreendendo uma quantidade antimicrobiana eficaz compreendendo pelo menos 2 partes por milhão (ppm, partes em peso por cada uma parte por milhão) de um ou mais ácidos peroxicarboxílicos tendo até 12 átomos de carbono, uma quantidade antimicrobiana eficaz compreendendo pelo menos 20 ppm de um ou mais ácidos carboxílicos tendo até 18 átomos de carbono, e o primeiro e segundo agentes estabilizantes descritos acima, para reduzir a população microbiana.
[00223]Ainda em outras formas de realização, a presente invenção é dirigida a um método de tratar uma carcaça de animal para reduzir uma população microbiana na carne de corte resultante, o método compreendendo as etapas de pulverizar uma composição de tratamento antimicrobiana aquosa sobre a dita carcaça em uma pressão de pelo menos 50 psi em uma temperatura de até cerca de 60 °C resultando em um tempo de contato de pelo menos 30 segundos, a composição antimicrobiana compreendendo uma quantidade antimicrobiana eficaz compreendendo pelo menos 2 ppm de um ou mais de ácido carboxílico, ácido peroxicarboxílico ou misturas destes, e o primeiro e segundo agentes estabilizantes descritos acima; e obter pelo menos um uma redução de log10 na população microbiana.
[00224]Ainda em outras formas de realização, a presente invenção é dirigida a um método de tratar uma carcaça de animal para reduzir uma população microbiana na carne de corte resultante, o método compreendendo as etapas de colocar a carcaça de animal em uma câmara em pressão atmosférica; encher a câmara com vapor de condensação compreendendo uma composição antimicrobiana, por exemplo, uma composição diluída da presente invenção, por uma curta duração; e rapidamente ventilar e resfriar a câmara para impedir o escurecimento da carcaça de carne; em que a duração do processo térmico com vapor pode ser de cerca de 5 segundos a cerca de 30 segundos e a temperatura da câmara pode atingir de cerca de 50 °C a cerca de 93 °C.
[00225]A composição antimicrobiana pode ser aplicada em vários modos para obter contato íntimo com cada local potencial de contaminação microbiana. Por exemplo, ela pode ser pulverizada nas carcaças, ou as carcaças podem ser imersas na composição. Métodos adicionais incluem aplicar uma composição espumada e uma composição espessa ou gelificada. Tratamentos com vácuo e/ou luz podem ser incluídos, se desejado, com a aplicação da composição antimicrobiana. Tratamento térmico também pode ser aplicado, pré-, concomitante com ou pós-aplicação da composição antimicrobiana.
[00226]Um método de pulverização preferido para tratar carcaças com composições diluídas da presente invenção envolve pulverizar a carcaça com uma pulverização aquosa em uma temperatura menor do que cerca de 60 °C em uma pressão de cerca de 50 a 500 psi gauge em que a pulverização compreende uma quantidade antimicrobiana eficaz de um ácido carboxílico, uma quantidade antimicrobiana eficaz de um ácido peroxicarboxílico ou misturas destes, e o primeiro e segundo agentes estabilizantes descritos acima. Estas pulverizações também podem conter uma porção eficaz de um composto de peróxi tal como peróxido de hidrogênio e outros ingredientes tais como agentes sequestrantes, etc. A ação de pulverização em alta pressão do tratamento aquoso pode remover populações microbianas combinando-se a ação mecânica da pulverização com a ação química dos materiais antimicrobianos para resultar em uma redução melhorada de tais populações na superfície da carcaça.
[00227]Todas as pressões são psig (ou psi gauge). Em algumas formas de realização, a diferenciação de atividade “biocida” ou “estática” antimicrobiana, as definições que descrevem o grau de eficácia, e os protocolos laboratoriais oficiais para medir esta eficácia são considerações importantes para entender a relevância de agentes antimicrobianos nas composições. Composições antimicrobianas podem afetar dois tipos de danos de célula microbiana. O primeiro é uma ação irreversível, verdadeiramente letal que resulta na destruição ou incapacitação de célula microbiana completa. O segundo tipo de dano celular é reversível, tal que se o organismo é tornado livre do agente, ele pode novamente se multiplicar. O primeiro é denominado bacteriocida e o último, bacteriostático. Um sanitizante e um desinfetante são, por definição, agentes que fornecem atividade antibacteriana ou bacteriocida e podem obter pelo menos uma redução de cinco vezes (isto é, uma redução de cinco log10) em populações microbianas depois de um tempo de contato de 30 segundos (ver o método de AOAC 960.09).
[00228]Os presentes métodos podem ser usados nos métodos, processos ou procedimentos descritos e/ou reivindicados nas Patentes dos EUA Nos 8.017.409 e 8.236.573. Em algumas formas de realização, os presentes métodos podem ser usados para uma variedade de aplicações domésticas ou industriais, por exemplo, para reduzir populações microbianas ou virais em uma superfície ou objeto ou em um corpo ou corrente de água. As composições de ácido peroxifórmico da presente invenção podem ser aplicadas em uma variedade de áreas incluindo cozinhas, banheiros, fábricas, hospitais, consultórios dentais e instalações de alimentos, e podem ser aplicadas a uma variedade de superfícies duras ou moles tendo topografia lisa, irregular ou porosa. Superfícies duras adequadas incluem, por exemplo, superfícies arquitetônicas (por exemplo, pavimentos, paredes, janelas, pias, mesas, balcões e pistas); utensílios de alimentação; instrumentos e dispositivos médicos ou cirúrgicos de superfície dura; e embalagem de superfície dura. Tais superfícies duras podem ser fabricadas de uma variedade de materiais incluindo, por exemplo, cerâmica, metal, vidro, madeira ou plástico duro. Superfícies moles adequadas incluem, por exemplo papel; meio de filtro, roupas e confecções hospitalares e cirúrgicas; instrumentos e dispositivos médicos ou cirúrgicos de superfície mole; e embalagem de superfície mole. Tais superfícies moles podem ser fabricadas de uma variedade de materiais incluindo, por exemplo, papel, fibra, pano tecido ou não tecido, plásticos moles e elastômeros. As composições diluídas (ou de uso) também podem ser aplicadas a superfícies moles tais como alimento e pele (por exemplo, uma mão). As composições diluídas (ou de uso) podem ser utilizadas como um sanitizante ou desinfetante ambiental de formação de espuma ou que não de formação de espuma.
[00229]Em outras formas de realização, as composições de ácido peroxifórmico da presente invenção podem ser incluídas em produtos tais como esterilizantes, sanitizantes, desinfetantes, preservantes, desodorizantes, anti-sépticos, fungicidas, germicidas, esporicidas, virucidas, detergentes, alvejantes, limpadores de superfície dura, sabões para as mãos, sanitizantes para as mãos a seco, e roupas pré- ou pós-cirúrgicas.
[00230]Ainda em outras formas de realização, as composições de ácido peroxifórmico da presente invenção também podem ser usadas em produtos veterinários tais como tratamentos para pele mamífera ou em produtos para sanitizar ou desinfetar cercados para animais, pequenos cercados para animais, estações de irrigação, e áreas de tratamento veterinário tais como mesas de inspeção e ambientes de operação. As composições de ácido peroxifórmico podem ser utilizadas em um banho de pés antimicrobiano para animais de criação ou pessoas.
[00231]Ainda em outras formas de realização, os presentes métodos podem ser utilizados para reduzir a população de microorganismos patogênicos, tais como patógenos de seres humanos, animais e semelhantes. Microorganismos patogênicos exemplares incluem fungos, bolores, bactérias, esporos, e vírus, por exemplo, S. aureus, E. coli, Streptococci, Legionelose, Pseudomonas aeruginosa, micobactérias, tuberculose, fagos ou semelhantes. Tais patógenos podem causar uma variedade de doenças e transtornos, incluindo mastite ou outras doenças de aleitamento mamífero, tuberculose e semelhantes. Os presentes métodos podem ser usados para reduzir a população de microorganismos na pele ou outras superfícies externas ou mucosas de um animal. Além disso, os presentes métodos podem ser usados para matar microorganismos patogênicos que difundem através de transferência por água, ar, ou um substrato superficial. Em algumas aplicações, as composições da presente invenção precisam apenas ser aplicadas à pele, outras superfícies externas ou mucosas de um animal, água, ar ou superfície.
[00232]Ainda em outras formas de realização, os presentes métodos também podem ser usados em alimentos e espécies de plantas para reduzir populações microbianas superficiais; usados em sítios de fabricação ou processamento que manejam tais alimentos e espécies de plantas; ou usados para tratar águas de processo em torno de tais sítios. Por exemplo, os presentes métodos podem ser usados em linhas de transporte de alimentos (por exemplo, como pulverizações de correia); recipientes de imersão de luva e lavagem de mão; instalações de armazenamento de alimentos; sistemas de circulação de ar anti-deterioração; equipamento de resfriamento e refrigeração; resfriadores e aquecedores de bebida, branqueadores, tábuas de corte, áreas de terceira pia, e resfriadores de carne ou dispositivos de escaldamento. Os presentes métodos podem ser usados para tratar águas de transporte tais como aquelas encontradas em calhas, transportes por tubo, cortadores, fatiadores, branqueadores, sistemas de retorta, lavadores e semelhantes. Gêneros alimentícios particulares que podem ser tratados com os presentes métodos incluem ovos, carnes, sementes, folhas, frutas e vegetais. Superfícies de plantas particulares incluem tanto folhas colhidas quanto em crescimento, raízes, sementes, peles ou cascas, caules, talos, tubérculos, cormos, fruta e semelhantes. Os presentes métodos também podem ser usados para tratar carcaças de animais para reduzir tanto níveis microbianos patogênicos quanto não patogênicos.
[00233]Ainda em outras formas de realização, os presentes métodos podem ser úteis na limpeza ou sanitização de recipientes, instalações de processamento, ou equipamento nas indústrias de serviço alimentar ou processamento de alimento. Os presentes métodos podem ser usados em materiais de embalagem de alimento e equipamento, incluindo para embalagem asséptica fria ou quente. Exemplos de instalações de processo em que os presentes métodos podem ser utilizados incluem um estabelecimento de laticínios, um sistema de fermentação contínua, linhas de processamento de alimento tais como sistemas de alimento bombeáveis e linhas de bebida, etc. Artigos de serviço alimentar podem ser desinfetados com os presentes métodos. Por exemplo, os presentes métodos também podem ser usados sobre ou dentro de máquinas de lavagem de artigo, louça, lavadores de frasco, resfriadores de frasco, aquecedores, lavadores de terceira pia, áreas de corte (por exemplo, facas hidráulicas, fatiadores, cortadores e serras) e batedores de ovo. Superfícies tratáveis particulares incluem embalagem tais como caixas de papelão, frascos, películas e resinas; louça tais como copos, pratos, utensílios, potes e panelas; máquinas de lavagem de artigo; superfícies de área de preparação de alimento expostas tais como pias, balcões, mesas, pavimentos e paredes; equipamento de processamento tais como tanques, tonéis, linhas, bombas e mangueiras (por exemplo, equipamento de processamento de produto lácteo para processar leite, queijo, sorvete e outros produtos lácteos); e veículos de transporte. Recipientes incluem frascos de vidro, sacos de película de PVC ou poliolefina, latas, poliéster, frascos de PEN ou PET de vários volumes (100 ml a 2 litro, etc.), recipientes de leite de um galão, recipientes para suco ou leite de papelão, etc.
[00234]Ainda em outras formas de realização, os presentes métodos também podem ser usados sobre ou dentro de outro equipamento industrial e em outras correntes de processo industrial tais como aquecedores, torres de resfriamento, caldeiras, águas de retorta, águas de enxágue, águas de lavagem de embalagem assépticas, e semelhantes. Os presentes métodos podem ser usados para tratar micróbios e odores em águas de recreação tais como em piscinas, estações de água, canais de recreação e escorregadores aquáticos, fontes e semelhantes.
[00235]Ainda em outras formas de realização, um filtro contendo as composições de ácido peroxifórmico da presente invenção pode ser usado para reduzir a população de microorganismos no ar e líquidos. Um tal filtro pode ser usado para remover água e patógenos transportados pelo ar tais como Legionelose.
[00236]Ainda em outras formas de realização, os presentes métodos podem ser utilizados para reduzir a população de micróbios, moscas-da-fruta, ou outra larva de inseto em um dreno ou outra superfície.
[00237]Ainda em outras formas de realização, os presentes métodos também podem ser utilizados imergindo-se o equipamento de processamento de alimento na composição ou solução de ácido peroxifórmico da presente invenção, encharcando o equipamento por um tempo suficiente para sanitizar o equipamento, e limpando ou drenando a composição ou solução em excesso para fora do equipamento. Os presentes métodos podem ser utilizados ainda pulverizando-se ou limpando-se superfícies de processamento de alimento com a composição ou solução de ácido peroxifórmico, mantendo as superfícies úmidas por um tempo suficiente para sanitizar as superfícies, e removendo a composição ou solução em excesso por limpeza, drenagem vertical, aspiração, etc.
[00238]Ainda em outras formas de realização, os presentes métodos também podem ser usados para sanitização de superfícies duras tais como equipamento do tipo institucional, utensílios, louças, equipamento ou instrumentos de cuidado da saúde, e outras superfície duras. Os presentes métodos também podem ser utilizados na sanitização de itens de vestuário ou tecidos que tornaram-se contaminados. As composições de ácido peroxifórmico da presente invenção podem ser contatadas com quaisquer superfícies ou itens contaminados em temperaturas de uso na faixa de cerca de 4 °C a 60 °C, por um período de tempo eficaz para sanitizar, desinfetar, ou esterilizar a superfície ou item. Por exemplo, as composições de ácido peroxifórmico podem ser injetadas na água de lavagem ou enxágue de uma máquina de lavar roupa e contatadas com tecido contaminado por um tempo suficiente para sanitizar o tecido. A composição em excesso pode ser removida enxaguando-se ou centrifugando-se o tecido.
[00239]Ainda em outras formas de realização, as composições de ácido peroxifórmico da presente invenção podem ser aplicadas aos micróbios ou a superfícies sujas ou limpas usando uma variedade de métodos. Estes métodos podem operar em um objeto, superfície, em um corpo ou corrente de água ou um gás, ou semelhantes, contatando-se o objeto, superfície, corpo, ou corrente com a composição diluída (ou de uso). Contato pode incluir qualquer um de numerosos métodos para aplicar uma composição, tais como pulverizar a composição, imergir o objeto na composição, tratar com espuma ou gel o objeto com a composição, ou uma combinação destes.
[00240]Ainda em outras formas de realização, as composições de ácido peroxifórmico da presente invenção podem ser utilizadas para alvejar a polpa. As composições podem ser utilizadas para tratamento de resíduo. Uma tal composição pode incluir agente clareador adicionado.
[00241]Ainda em outras formas de realização, outras aplicações de limpeza de superfície dura para as composições de ácido peroxifórmico da presente invenção incluem sistemas de limpeza no local (CIP), sistemas de limpeza fora do local (COP), purificadores de lavadora, esterilizadores, máquinas de lavar roupas, sistemas de ultra e nano-filtração e filtros de ar internos. Sistemas de COP podem incluir sistemas prontamente acessíveis incluindo tanques de lavagem, vasos de imersão, baldes de esfregão, tanques de retenção, tanques de esfregão, lavadores de peças veiculares, lavadores e sistemas de lote não contínuos, e semelhantes.
[00242]As concentrações de ácido peroxifórmico e/ou peróxido de hidrogênio nas composições de ácido peroxifórmico da presente invenção podem ser monitoradas em qualquer maneira adequada. Em algumas formas de realização, as concentrações de ácido peroxifórmico e/ou peróxido de hidrogênio nas composições de ácido peroxifórmico e/ou peróxido de hidrogênio podem ser monitoradas usando um procedimento de ensaio cinético, por exemplo, o procedimento exemplar divulgado nas Patentes dos EUA Nos 8.017.409 e 8.236.573. Isto pode ser realizado explorando-se a diferença em taxas de reação entre ácido peroxifórmico e peróxido de hidrogênio quando do uso de, por exemplo, um reagente de iodeto tamponado para diferenciar concentrações de ácido peroxifórmico e peróxido de hidrogênio quando ambos estes compostos de analito estão presentes na composição de uso. O monitor também pode determinar as concentrações de ácido peroxifórmico e/ou peróxido de hidrogênio na presença de outros ingredientes adicionais, tais como acidulantes, um ou mais agentes estabilizantes, tensoativos não iônicos, tensoativos não iônicos semi-polares, tensoativos aniônicos, tensoativos anfóteros ou anfolíticos, adjuvantes, solventes, agentes antimicrobianos adicionais ou outros ingredientes que podem estar presentes na composição de uso.
Métodos de Limpeza de uma Superfície de Processo de Alimento
[00243]Como observado acima, os presentes métodos são úteis na limpeza ou sanitização de instalações ou equipamento de processamento nas indústrias de serviço alimentar, processamento de alimento ou de cuidado da saúde. Exemplos de instalações de processo em que os presentes métodos podem ser utilizados incluem um estabelecimento de laticínios, um sistema de fermentação contínua, linhas de processamento de alimento tais como sistemas de alimento bombeáveis e linhas de bebida, etc. Artigos de serviço alimentar também podem ser desinfetados com os presentes métodos. Os presentes métodos também são úteis na sanitização ou desinfecção de superfícies sólidas tais como pavimentos, balcões, mobília, instrumentos e equipamento médicos, etc., encontrados na indústria de cuidado de saúde. Tais superfícies frequentemente tornam-se contaminadas com derrames corporais líquidos tais como sangue, outros fluidos corporais perigosos ou misturas destes.
[00244]Sujeiras de cervejaria são um tipo de sujeira que é particularmente difícil para remover de uma superfície. Fermentar a cerveja requer a fermentação de açúcares derivados de material com base em amido. A fermentação usa levedura para alterar os açúcares em mosto a álcool e dióxido de carbono. Durante a fermentação, o mosto torna-se cerveja. Uma vez que o mosto fervido é resfriado e em um fermentador, a levedura é propagada no mosto e ela é deixada fermentar, o que requer uma semana a meses dependendo do tipo de levedura e concentração da cerveja. Além de produzir álcool, a matéria particulada fina colocada em suspensão no mosto decanta durante a fermentação. Uma vez que a fermentação é concluída, a levedura também decanta, deixando a cerveja clarear, mas os tanques de fermentação sujam. Frequentemente durante o processo de fermentação na fermentação comercial, os tanques de fermentação desenvolvem um anel de sujeira que é particularmente difícil de remover. Métodos de CIP tradicionais de limpeza destes tanques nem sempre removem esta sujeira. Assim, cervejeiros frequentemente recorrem ao escalamento dentro dos tanques e limpeza manual dos mesmos para remover a sujeira. Consequentemente existe necessidade por métodos e químicas melhorados para remover estes tipos de sujeiras que não são facilmente removidas usando técnicas de limpeza convencionais.
Técnica de Uso Único de CIP de Superfície de Cervejaria
[00245]De acordo com uma forma de realização da invenção, o método de limpeza pode ser usado em uma técnica de CIP de superfície de cervejaria, incluindo sob uma atmosfera enriquecida com CO2. Em uma outra forma de realização, a técnica de CIP pode utilizar equipamento de uso único. O método pode ser realizado em uma temperatura entre cerca de 5 °C e cerca de 100 °C. Em uma outra forma de realização da invenção, o método pode ser realizado em uma temperatura entre cerca de 25 °C e cerca de 60 °C. Em uma outra forma de realização da invenção, o método pode ser realizado em uma temperatura entre cerca de 35 °C e cerca de 50 °C.
[00246]A composição de ácido peroxifórmico será contatada com os equipamentos de CIP de superfície de cervejaria como uma solução de uso. O contato pode ser realizado em qualquer modo adequado. Em uma forma de realização utilizando equipamento de uso único, o método de limpeza não retorna a solução de uso a um tanque de abastecimento ou a recircular em um circuito fechado. Preferivelmente, a solução de uso, permanece no equipamento de CIP durante o ciclo de lavagem. Em uma forma de realização particular, limpeza ideal pode ocorrer quando a solução de uso tem um pH alcalino, por exemplo, acima do pH 8 (e consequentemente uso de uma fonte de alcalinidade pode ser utilizado). Em um outro aspecto, o pH da solução de uso pode ser monitorado por qualquer método conhecido de monitorar o pH, incluindo por exemplo um medidor de pH embutido. Em uma forma de realização particular da invenção, o pH e/ou a condutividade da solução de uso podem ser ajustados adicionando-se uma fonte de alcalinidade. Em outras formas de realização da invenção, o pH e/ou a condutividade podem não ser monitorados e ajustados.
Técnica de Circuito Fechado de CIP de Superfície de Cervejaria
[00247]De acordo com uma forma de realização da invenção o método de limpeza pode ser usado em uma técnica de circuito fechado de CIP de superfície de cervejaria, incluindo sob uma atmosfera enriquecida com CO2. O método pode ser realizado em uma temperatura entre cerca de 5 °C e cerca de 100 °C. Em uma outra forma de realização da invenção, o método pode ser realizado em uma temperatura entre cerca de 25 °C e cerca de 60 °C. Em uma outra forma de realização da invenção, o método pode ser realizado em uma temperatura entre cerca de 35 °C e cerca de 50 °C.
[00248]Em uma forma de realização utilizando equipamento de circuito fechado, o método de limpeza pode recircular a solução de uso através da superfície de cervejaria que é limpa. Assim, em uma forma de realização particular a recirculação da solução de uso pode ser realizada em qualquer método adequado de recircular a solução de uso. Tais métodos são bem conhecidos e entendidos por aqueles de habilidade na técnica. Um exemplo, inclui, mas não é limitado a, usar um circuito fechado que recircula a solução de uso através de um bocal de pulverização embutido.
[00249]Em uma forma de realização particular, a limpeza ideal pode ocorrer quando a solução de uso tem um pH alcalino, por exemplo, pH igual a e maior do que 8. Em uma forma de realização particular da invenção, uma fonte de alcalinidade secundária pode ser adicionada à solução de uso. Em um outro aspecto da invenção, o pH da solução de uso pode ser monitorado por qualquer método de monitoramento de pH conhecido, incluindo por exemplo um medidor de pH embutido. Em uma forma de realização particular da invenção, o pH da solução de uso pode ser ajustado adicionando-se uma fonte de alcalinidade. Em um aspecto da invenção adicionar uma fonte de alcalinidade pode compreender recircular a solução de uso, recircular a solução de uso com uma outra fonte de alcalinidade, ou simplesmente adicionar uma outra fonte de alcalinidade. Em outras formas de realização da invenção, o pH pode não ser monitorado e ajustado.
[00250]Ainda em um outro aspecto da invenção, a condutividade da solução de uso pode ser monitorada por qualquer método conhecido de monitorar a condutividade, incluindo por exemplo um medidor de condutividade embutido. Em uma forma de realização particular da invenção, a condutividade da solução de uso pode ser ajustada adicionando-se uma fonte de alcalinidade secundária. Em outras formas de realização da invenção, a condutividade pode não ser monitorada e ajustada.
[00251]De acordo com uma forma de realização da invenção, uma superfície de processo alimentício é contatada por uma composição de limpeza. A composição de limpeza pode estar em uma forma concentrada ou uma diluída gerada de acordo com a invenção. O contato pode incluir qualquer um de numerosos métodos conhecidos por aqueles de habilidade na técnica para aplicar um composto ou composição da invenção, tal como pulverização, imersão da superfície de processo alimentício na composição ou solução de uso de limpeza, dispensação da composição de limpeza em uma superfície na forma granular ou particulada, simplesmente versão da composição de limpeza ou uma solução de uso sobre ou dentro da superfície de processo alimentício, enxágue da superfície de processamento de alimento com uma solução de uso, ou uma combinação destes.
Aplicações de Limpeza em Temperatura Baixa
[00252]Em outras aplicações, temperaturas mais baixas podem ser utilizadas para a remoção de sujeira eficaz utilizando as composições de ácido peroxifórmico. Em alguns aspectos, os métodos da presente invenção levam em consideração a remoção de sujeira eficaz sem a necessidade de temperaturas altas, isto é, acima de 60 °C. Beneficamente, os métodos da presente invenção não requerem que a superfície seja limpa para ser pré-aquecida. Em alguns aspectos, os métodos da presente invenção são mais eficazes em temperaturas mais baixas do que em temperaturas mais altas, ao contrário de métodos de CIP convencionais de limpeza.
[00253]Em alguns aspectos, a limpeza utilizando a composição de ácido peroxifórmico ocorre em uma temperatura de cerca de 2 °C a cerca de 50 °C. Em algumas formas de realização, os métodos da presente invenção fornecem remoção de sujeira eficaz na temperatura ambiente, isto é, cerca de 18 °C a cerca de 23 °C. Todos os valores e faixas entre estes valores e faixas devem ser abrangidos pelos métodos da presente invenção. Beneficamente, a capacidade de limpeza em temperaturas reduzidas resulta em economias de energia e custos comparado a técnicas de limpeza tradicionais que requerem temperaturas aumentadas. Além disso, a presente invenção leva em consideração a remoção de sujeira eficaz em superfícies que não podem resistir a temperaturas altas.
Exemplos
[00254]Os exemplos seguintes são incluídos para propósitos ilustrativos apenas e não são intencionados a limitar o escopo da invenção.
[00255]Peróxido em equilíbrio é um efeito de reagente e produto de reação necessário de todos os sistemas de peroxiácido estáveis. Em muitos pedidos, esta concentração de peróxido pode ser uma desvantagem tanto para efeito concentrado e de diluição de uso para o uso devido a complicações de transporte ou processo de tratamento a jusante.
[00256]A remoção de peróxido de diluição de uso pode ser obtida com várias maneiras incluindo limpar a concentração de uso com químicas enzimáticas ou com base em halogênio. Nestes casos, custo e tempo são uma questão para a remoção de peróxido eficaz. A remoção de peróxido enzimática é especialmente inviável neste ambiente por causa do alta custo e instabilidades associadas com as condições de reação para a enzima. Portanto, existe uma necessidade de um processo de preparar uma liberação rápida de oxigênio enquanto mantendo um concentrado pseudo estável depois de 24 horas.
[00257]Um reagente exemplar é ácido fórmico que influencia uma taxa única de formação em combinação com sistemas de perecido em equilíbrio. Em formas de realização exemplares, ácido fórmico pode agir em dois modos. Primeiro, o uso de ácido fórmico em combinação com um sistema de perácido em equilíbrio pode levar à redução rápida de peróxido da formulação em equilíbrio sem liberação de gás ou reação exotérmica. Segundo, durante o consumo de peróxido, ácido fórmico pode formar um perácido semi-estável com desempenho antimicrobiano, oxidante, e alvejante realçado.
[00258]Em formas de realização exemplares, ácido perfórmico pode ser usado como um modo alternativo para tratar água na indústria de petróleo e gás que tem o mesmo desempenho ou melhor como sistemas de ácido peracético, mas que reduz ou minimiza problemas de corrosão relacionados a oxigênio. Ácido perfórmico leva em consideração vantagens significantes em que ele pode ser formulado em uma razão alta ou mais alta de perácido para peróxido; o mesmo não gera oxigênio, e tem taxas de corrosão significantemente reduzidas quando comparado a ácido peracético. Ácido perfórmico também exibe uma melhor atividade biocida e reduz riscos associados com corrosão induzida por micróbios. Estas vantagens tornam o ácido perfórmico uma boa escolha ou ideal para o uso tanto em exploração, produção e completações de petróleo e/ou gás costeira e em alto mar. Além disso, um peróxido muito baixo em formulações contendo uma razão alta ou mais alta de perácido para peróxido aumenta as compatibilidades com químicas sensíveis em produção de petróleo e gás não convencional (como aplicações de Frac Gel). A capacidade de oxidar sulfeto de ferro e H2S e as propriedades antimicrobianas fornecem ácido perfórmico para uma vantagem única para o uso na indústria de petróleo e gás.
Exemplo 1. Adição de ácido fórmico a sistemas de ácido peracético/peróxido de hidrogênio e peroctanoico/peróxido de hidrogênio. Adição de ácido fórmico a um sistema de ácido peracético/peróxido de hidrogênio
[00259]Neste exemplo, ácido fórmico foi adicionado a um sistema de ácido peracético/peróxido de hidrogênio para formar uma composição que contém ácido perfórmico. Ácido fórmico foi adicionado a uma razão final de ácido fórmico:formulação de ácido peracético a 20:80 (17,2 % de POAA, 3,6 % de H2O2). Como mostrado na tabela 1 abaixo e na Figura 1, a adição de ácido fórmico ao sistema de ácido peracético/peróxido de hidrogênio aumenta a concentração de perácido total enquanto diminuindo a concentração de peróxido de hidrogênio.Tabela 1. Adição de ácido fórmico a um sistema de ácido peracético/peróxido de hidrogênio
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Adição de ácido fórmico a uma formulação de peroctanoico (Octave FS)
[00260]Neste exemplo, ácido fórmico foi adicionado a um sistema de ácido peroctanoico/peróxido de hidrogênio para formar uma composição que contém ácido perfórmico. A Tabela 2 abaixo mostra a adição de ácido fórmico a uma formulação de peroctanoico (POOA) comercialmente disponível em razões diferentes. Tabela 2. Adição de ácido fórmico a uma formulação de peroctanoico (POOA, contém 0,5 % de POOA e 6,8 % de H2O2) em razões diferentes
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[00261]A Tabela 3 abaixo lista a quantidade de perácidos totais formados (mistura de ácidos peroctanoicos e perfórmicos) em formulações contendo quantidades variadas de ácido fórmico (0 a 32 %). A Tabela 4 abaixo mostra perácidos totais e concentração de H2O2 correspondente em formulações contendo razões diferentes de ácido fórmico (0 a 32 %) em 50 % de POOA (0,25 % de POOA, 3,4 % de H2O2) depois de 1690 min de incubação a 22 °C.Tabela 3. A quantidade de perácidos totais formados em formulações contendo quantidad es variadas de ácido fórmico
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Tabela 4. Perácidos totais e concentração de H2O2 correspondente em formulações contendo razões diferentes de ácido fórmico em 50 % de POOA depois de 1690 min de incubação a 22 °C
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Exemplo 2. Adição de ácido fórmico em razão de 1:1 a um sistema de perácido. Adição de ácido fórmico a um sistema de ácido peracético/peróxido de hidrogênio
[00262]Neste exemplo, ácido fórmico foi adicionado a um sistema de ácido peracético/peróxido de hidrogênio para formar uma composição que contém ácido perfórmico. Como mostrado na tabela 5 abaixo e na Figura 2, a adição de ácido fórmico em razão de 1:1 a um sistema de perácido (20,68 % de POAA, 3,43 % de H2O2) resulta em mudança para concentrações de peróxido muito baixas, a composição do qual é estável mesmo depois de 5 dias de mistura.Tabela 5. Redução na concentração de peróxido em um sistema de ácido peracético/peróxido de hidrogênio com ácido fórmico
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Adição de ácido fórmico a uma formulação de peroctanoico
[00263]Neste exemplo, ácido fórmico foi adicionado a um sistema de ácido peroctanoico/peróxido de hidrogênio para formar uma composição que contém ácido perfórmico. Como mostrado na tabela 6 abaixo e na Figura 3, a adição de ácido fórmico em razão de 1:1 a um sistema de ácido peroctanoico/peróxido (0,75 % de POOA, 7,45 % de H2O2) resulta em redução na concentração de peróxido de hidrogênio.Tabela 6. Redução na concentração de peróxido de hidrogênio em um sistema de ácido peroctanoico/peróxido de hidrogênio
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Exemplo 3. Influência de peróxido de hidrogênio sobre a estabilidade de perácido em sistemas de teste
[00264]Em formulações contendo peróxido de hidrogênio presentes em concentrações em equilíbrio, a adição de ácido fórmico reduz a concentração de peróxido total no sistema. Isto aumenta a estabilidade e persistência de ácido peracético no sistema. Experimentos foram realizados em uma mistura a 20:80 de água produzida e água de torneira para imitar condições do campo. Como mostrado na tabela 7 abaixo, em formulações contendo 10 % de peróxido, ácido peracético é completamente consumido em 50 minutos comparado a 15 % da concentração de peróxido de hidrogênio inicial (em 1080 minutos) em formulações contendo 3,5 % de peróxido. Em formulações onde a adição de ácido fórmico reduz o peróxido de hidrogênio total a concentrações mais baixas, a estabilidade de perácido é maior com 34 % do perácido total adicionado estável mesmo depois de 1060 minutos. Tabela 7. Influência de peróxido de hidrogênio sobre a estabilidade de perácido em sistemas de teste
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Exemplo 4. Propriedades antimicrobianas sinérgicas
[00265]Ácido perfórmico gerado em uma formulação de perácido que não em equilíbrio foi descoberto ser sinérgico em desempenho de matança quando produzido no local quando combinado com ácidos graxos C1 a C22 e outros sistemas de peroxiácido. Exemplos de sinergia variam de pH 0 a 12 em concentrações variadas. A atividade sinérgica é definida como um efeito técnico que excede a adição do desempenho cumulativo dos materiais na formulação. Como mostrado na tabela 8 abaixo, ácido perfórmico mostrou desempenho de matança sinérgico com POOA, PSOA e POA quando misturado no local quando concentrações de peróxido estão em estados que não de equilíbrio.
[00266]Como referido na tabela 8 as substâncias de teste comercialmente disponíveis seguintes foram utilizadas: POAA (15 % de POAA, 10 % de H2O2), PAA 1 (21 % peracético, 3,5 % de H2O2), POOA (0,5 % de POOA, 6,8 % de H2O2).Tabela 8. Desempenho de matança sinérgico de ácido perfórmico com POOA,PSOA e POA
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Exemplo 5. Métodos exemplares de geração de ácido perfórmico
[00267]Embora não exaustivos, os métodos exemplares seguintes podem ser utilizados para formar e realçar a taxa de taxas de formação das misturas de reação pseudo estáveis.
Uso de ácidos minerais para acelerar a formação de ácido perfórmico
[00268]Como mostrado na Figura 4, ácidos minerais solúveis podem ser adicionados para acelerar a formação de ácido perfórmico. Isto pode ser usado para compensar quanto à adição de uma mistura de ácido fórmico e sal para atingir uma formação que não em equilíbrio.
Uso de sistema de resina de troca de ácido para formar ácido perfórmico
[00269]A adição de ácidos minerais altera o pH da mistura que não em equilíbrio. Portanto, para aplicações de processo a jusante que são sensíveis ao pH, sistemas de resina de troca de ácido podem ser usados e exibem efetividade similar àquela de catalisadores ácidos para acelerar a formação de ácido perfórmico. Como mostrado na tabela 9 abaixo e Figura 5, a taxa de formação de ácido peracético é aumentada na presença de um sistema de resina de troca de ácido comparado àquela sem usar uma resina de troca de ácido. Uma resina de troca de ácido sulfônico comercialmente disponível foi utilizada (Dowex M-31) para os exemplos.Tabela 9. A taxa de formação de ácido perfórmico na presença e ausência de um sistema de resina de troca de ácido
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Geração de ácido perfórmico a partir de sólidos
[00270]Ácido perfórmico e ácidos perfórmicos mistos podem ser gerados pela adição de um sal de formiato de sódio com um produto de peróxido estabilizado. A cinética de formação é limitada pela solubilidade de formiato de sódio em solução. Este método de geração de perácido também é possível com composições de perácido C1-C22. A Tabela 10 abaixo ilustra exemplos da geração de ácido perfórmico pela adição de formiato de sódio a 10 % peso/volume em formulações contendo ácido peroctanoico e peracético.Tabela 10. Geração exemplar de ácido perfórmico a partir de formiato de sódio
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Exemplo 6. Redução de H2S usando ácido perfórmico
[00271]Desempenho de ácido perfórmico, PAA 2 (15 % de ácido peracético, 10 % de peróxido de hidrogênio) e PAA 1 (21 % de ácido peracético, 3,5 % de peróxido de hidrogênio) foram comparados à triazina, um descontaminante de H2S tradicional em água produzido que foi reforçado com H2S saturado. Em um frasco de 500 ml, 250 mL de água saturada com H2S produzida foram adicionados. As amostras foram deixadas equilibrar por mistura. Concentrações de H2S foram testadas usando o método de tubo de Drãger. A presença de H2S muda a cor de meio de acetato de chumbo no tubo para preta fornecendo assim um modo quantitativo de estimar H2S no espaço livre de cada frasco. H2S foi experimentado em 0 minuto (exatamente antes da adição de redutores/descontaminantes), em 6 minutos e 60 minutos depois da adição. Um frasco não tratado foi experimentado em cada um destes pontos no tempo para estimar a perda de H2S devido ao desbotamento do frasco. Por causa de comparação direta, 10 ppm de ativo de cada uma das químicas foram adicionados à reação. A taxa de redução de H2S foi calculada para cada uma das químicas adicionadas. Como pode ser observado a partir da taxa de redução de H2S na Figura 6, ácido perfórmico desempenha em uma taxa similar àquela de Triazina e comparável àquela de PAA 2 (15 % de perácido/10 % de formulação de peróxido). Existe uma pequena porção de H2S perdido de frascos de amostra devido ao desbotamento.
Exemplo 7. Redução de sulfeto de ferro em água produzida
[00272]Ferro em sulfeto de ferro existe como Fe(II). Durante a oxidação (com ácido peracético ou qualquer outro oxidante) Fe(II) torna-se Fe (III). Ferrozina é um corante que especificamente liga-se a Fe(II) para produzir uma cor púrpura que pode ser monitorada em 593 nm. Quantificando-se o Fe(II) na amostra de teste e comparando-se amostras não tratadas contra tratadas com ácido peracético, a efetividade de ácido peracético ou ácido perfórmico em remover sulfeto de ferro das amostras de água pode ser avaliada. Óxido de ferro (III) é altamente insolúvel e precipita auxiliando desse modo a remoção.
[00273]Em um teste típico, 1 mL de acetato de sódio saturado é adicionado a 3 mL de água. Isto é seguido por adição de 450 uL da amostra de teste (misturada completamente para garantir a homogeneidade). Ferrozina em aproximadamente 20 ppm é adicionada e a mistura incubada na temperatura ambiente por 5 min. Uma cor púrpura profunda desenvolverá em amostras contendo Fe (II). A absorvância das amostras de teste em 593 é comparada à curva de calibração obtida das leituras de absorvância de padrões de ferro (0 a 500 ppm) preparada a partir de padrões ICP de ferro (III). Para medir o ferro total na amostra a reação acima deve ser reduzida com solução de ácido ascórbico ou hidroxilamina recentemente preparada.
[00274]Na água produzida usada nesta análise, ~0,03 % (300 ppm) (considerado como 100 %) de ferro está presente como sulfeto de ferro. Depois do tratamento com ácido peracético PAA 2, PAA 1 ou ácido perfórmico por 1 hora, como mostrado na Figura 7, uma eliminação completa de sulfeto de ferro é observada, indicando que tanto ácidos peracéticos quanto perfórmicos podem ser usados para os tratamentos de sulfeto de ferro em água produzida.
Exemplo 8. Clarificação da água
[00275]Um dos benefícios potenciais de oxidantes no tratamento de águas produzidas é sua capacidade de clarificar a água por contaminantes oxidantes. Nós avaliamos o desempenho de PAA 2, PAA 1 e ácidos perfórmicos na presença de coagulantes e floculantes em sua capacidade de melhorar a clareza de água. Para a clarificação da água, 100 ppm de coagulante foram adicionados à água produzida. Esta mistura foi deixada misturar por 2 min. Isto foi seguido pela adição de 30 ppm de PAA ativo de PAA 2, PAA 1 e 10 ppm de ativo de ácido perfórmico respectivamente. Depois da oxidação por estes perácidos floculantes 71301 em concentração de 2 ppm foi usado. As amostras foram deixadas separar por 15 a 20 minutos na temperatura ambiente. Cinco (5) mL de amostra foram cuidadosamente tomados das amostras não tratadas e tratadas com perácido e a % de transmitância foi medida. Quanto mais clara a água mais alto o valor de transmitância.
[00276]Como mostrado na Figura 8, ácido perfórmico em 10 ppm de ativo fornece clareza que é comparável a PAA 1 (21 % de perácido/3,5 % de peróxido) em 30 ppm de ativo. Água não tratada, entretanto, não transmite luz. Desenhos de pré- e pós-clarificação da água também são mostrados na Figura 9.
Exemplo 9. Oxigênio dissolvido
[00277]O propósito deste estudo é determinar o aumento em oxigênio dissolvido em água produzida durante o tratamento com PAA 2, PAA 1, e PFA. Quando dosadas em água produzida em concentrações de demanda ou abaixo das mesmas, ambas as químicas não alteram significantemente o teor de oxigênio dissolvido. Entretanto, durante a adição de excesso de PAA 2 e PAA 1 além da taxa de consumo, existe um aumento no oxigênio dissolvido total no sistema. Entretanto, a adição de PFA diminui o teor de oxigênio total nas amostras.
[00278]Cinquenta (50) mL de água produzida foram tratados com PAA 2 ou PAA 1. A dosagem foi fundamentada na concentração em demanda determinada realizando-se um estudo de consumo na amostra. Todos os experimentos foram realizados na mesma temperatura (20,8 a 21,1 °C) e taxa de mistura. Depois da adição de ácido peracético à dosagem apropriada, a amostra foi deixada misturar por 1 minuto. Sonda de oxigênio dissolvido científica de SPER foi usada para todos os experimentos. Antes do uso, a sonda foi calibrada e a leitura de oxigênio ambiente foi 20,9 %. A sonda foi deixada depositar na solução por 30 segundos durante o que os dados foram registrados. Os valores relatados nas tabelas abaixo são o valor ‘estabilizado’ depois de 30 segundos de equilíbrio da sonda na solução. Para cada amostra, oxigênio dissolvido antes do tratamento foi determinado. Isto pode ser usado como o valor de referência. Os valores indicados na tabela são uma média de dois experimentos independentes, mas usando a mesma água produzida.
Exemplo 10. Tratamento de água produzida com PAA 2
[00279]Com base no estudo de consumo, a demanda por PAA 2 foi determinada como sendo 950 ppm de produto (142,6 ppm de ativo) como mostrado na tabela 11. A medição de O2 de valor de referência foi determinada como sendo 9,0 depois de equilibrar a água produzida sob condições ambientes. Qualquer aumento no oxigênio dissolvido a partir deste valor de referência, portanto, pode ser considerado como sendo causado por componentes de ácido peracético ou peróxido de PAA 2. Subtraindo o valor de referência de qualquer forma o aumento em oxigênio dissolvido é mostrado na tabela 12. Tabela 11. Concentração (ppm) de oxigênio detectado em água produzida tratada com PAA 2
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Tabela 12. Aumento do valor de referência de Oxigênio (em ppm) de água produzida tratada com PAA 2
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[00280]O oxigênio dissolvido total aumenta com a dosagem aumentada de PAA 2. Em dosagem em demanda de 50 %, o aumento em oxigênio dissolvido é insignificante. Entretanto em demanda de 100 % e além de um aumento em oxigênio dissolvido total além do valor de referência pode ser medido. O aumento pequeno em oxigênio dissolvido pode ser devido a um erro na estimativa da concentração em demanda.
Exemplo 11. Tratamento de água produzida com PAA 1
[00281]Com base no estudo de consumo a demanda para PAA 1 foi determinada como sendo 825 ppm como mostrado na tabela 13 abaixo. A medição de O2 de valor de referência foi determinada como sendo entre 8,0 e 9,0 depois de equilibrar a água produzida sob condições ambientes. Qualquer aumento no oxigênio dissolvido a partir deste valor de referência, portanto, pode ser considerado como sendo causado por componente de ácido peracético ou peróxido de PAA 1. Subtrair o ppm de valor de referência, o aumento em oxigênio dissolvido é indicado na tabela 14. Tabela 13. Concentração (ppm) de oxigênio detectado em água produzida tratada com PAA 1
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Tabela 14. Aumento do valor de referência de Oxigênio (em ppm) de água produzida tratada com PAA 1
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[00282]Em demanda de 100 % e abaixo da mesma, o oxigênio dissolvido total não aumenta. Como foi observado com PAA 2 existe um aumento dependente de dosagem em oxigênio dissolvido sugerindo que tanto ácido peracético quanto peróxido contribuem para o oxigênio dissolvido total em solução.
Exemplo 12. Tratamento de água produzida com ácido perfórmico
[00283]A concentração (ppm) de oxigênio detectada em água produzida tratada com perfórmico é mostrada na tabela 15 abaixo. A medição de O2 de valor de referência foi determinada como sendo entre 8,0 e 9,0 depois de equilibrar a água produzida sob condições ambientes. Subtraindo o ppm de valor de referência, o aumento em oxigênio dissolvido é indicado na tabela 16 abaixo. Tabela 15. Concentração (ppm) de oxigênio detectado em água produzida tratada com perfórmico
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Tabela 16. Aumento do valor de referência de oxigênio (em ppm) de água produzida tratada com perfórmico
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[00284]A adição de ácido perfórmico diminuiu o oxigênio dissolvido total nas amostras. Esta é em contraste total àquela observada nas amostras tratadas com ácido peracético como mostrado na Figura 10. Sem desejar ser ligado por qualquer teoria particular, uma explanação possível para a diminuição no oxigênio dissolvido total é que os produtos de ruptura de formulação de ácido perfórmico incluem CO2 que desloca o oxigênio das amostras de água produzida. Para testar esta hipótese, tubos de Drager de CO2 foram obtidos e o espaço livre da amostra que foi tratada com ácido perfórmico analisado. Como pode ser observado a partir da Figura 11 em que a cor escura como mostrado em escala de cinza (cor púrpura durante o teste) indica a geração de CO2, adição de ácido perfórmico à água produzida produz CO2 sugerindo que os produtos de ruptura de ácido perfórmico produzem CO2 ao invés de oxigênio como aquela observada em ácido peracético. Esta característica pode tornar este produto útil para aplicação que é sensível à presença de oxigênio, por exemplo, aplicações em alto mar.
Exemplo 13. Comparação de perfis de corrosão de PAA 2, PAA 1 e ácido perfórmico sobre aço carbono
[00285]A taxa de corrosão em MPY (milímetros por ano) foi determinada para cupons de aço carbono em águas produzidas tratadas com perácido. Antes do tratamento, o consumo de perácidos para oxidação completa de sulfeto de ferro, matança microbiana etc. foi determinado para cada composição. Em um teste de célula de bolha, cupons de aço carbono foram submersos em água produzida que foi purgada com CO2. Isto foi feito por 3 a 4 horas para estabelecer um valor de referência. Depois que a taxa de corrosão de valor de referência foi estabilizado, PAA 2, PAA 1 ou ácido perfórmico foi adicionado à água produzida na concentração em demanda previamente determinada. A taxa de corrosão do cupom em água produzida tratada perácido foi monitorada por 19 horas. As taxas de corrosão são mostradas na Figura 12.
[00286]Como mostrado na Figura 12, PAA 2 tem a taxa de corrosão mais alta, seguido por PAA 1. Entre as três composições de perácido testadas, ácido perfórmico exibe a taxa de corrosão mais baixa. O teste de célula de bolha não é um sistema completamente fechado. Além disso, ferro nos cupons de aço carbono é oxidado a óxido de ferro ou carbonato de ferro, ambos os quais levam à passivação do eletrodo com o passar do tempo levando assim a uma taxa de corrosão diminuída (observada) no sistema. Entretanto, em sistemas de campo quaisquer cupons de aço carbono encontrarão taxas de corrosão que são mais altas observadas em um tratamento particular.
[00287]PAA 2 e PAA 1 são composições de ácido peracético/peróxido de hidrogênio. Uma razão mais baixa de ácido peracético/peróxido de hidrogênio em PAA 2 (razão de 1,5) mostra taxa de corrosão significantemente mais alta do que PAA 1 (razão de ácido peracético/peróxido de cerca de 7). Em sistema de ácido perfórmico, não houve nenhum peróxido de hidrogênio observado. Portanto a taxa de corrosão por causa de oxigênio no sistema é desprezível. Esta observação sozinha fornece uma vantagem significante para ácido perfórmico sobre sistemas de ácido peracético em diminuir as taxas de corrosão totais em sistemas de tratamento.
Exemplo 14. Formação de razão alta de perácido para peróxido de hidrogênio em reações de menos do que 2 horas é única para equilibrar entre ácido fórmico e peróxido de hidrogênio
[00288]Para determinar se a formação de uma razão alta de perácido para peróxido de hidrogênio é única para a reação de equilíbrio entre ácido fórmico e peróxido de hidrogênio, experimentos de controle foram realizados usando a mesma formulação, mas ácido acético ao invés de ácido fórmico em uma reação de controle. As Tabelas 17 e 18 abaixo listam a porcentagem de ácidos pefórmicos ou peracéticos e peróxido de hidrogênio residual que foram detectados. Tabela 17. Formação de ácido perfórmico a partir de uma mistura de ácido fórmico e peróxido de hidrogênio
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Tabela 18. Formação de ácido peracético a partir de uma mistura de ácido acético e peróxido de hidrogênio
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Exemplo 15. Uso de inibidor(es) de corrosão
[00289]Ácido perfórmico introduz menos corrosão aos sistemas de aço carbono do que formulações de peracético. Não obstante, mesmo a corrosão ácida, mais baixa introduzida por ácido perfórmico (PFA) pode ser mitigada usando-se um dos compostos de inibidor de corrosão exemplares listados na tabela 19 abaixo. Estes compostos podem ser usados sozinhos ou como uma mistura. Os ésteres de fosfato, diácidos, aminas quaternárias, imidazolina, alquil piridina, sais de fosfônio exemplares e derivados da classe mencionada acima de compostos podem ser adicionados na formulação de cerca de 1 ppm a cerca de 50.000 ppm nos componentes de formulação (por exemplo, ácido fórmico, peróxido) ou podem ser adicionados separadamente antes do tratamento com PFA, com tratamento com PFA ou após os tratamentos com PFA. Alguns destes compostos também exibem sinergia na matança total de micróbios com ácido perfórmico. A adição do(s) inibidor(es) de corrosão pode ser realizada antes, com ou após o tratamento de águas com ácido perfórmico. Além disso, os compostos listados também podem ser misturados em um dos reagentes usados na produção de ácido perfórmico.
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Tabela 19. Classe exemplar de compostos e matérias-primas representativas usados para a mitigação de corrosão causada por ácido perfórmico
[00290]A eficácia microbiana de PFA sozinho (5 ppm de ativo) ou PFA (5 ppm de ativo) em combinação com os compostos (50 ppm de produto) listados na Tabela 20 abaixo e na Figura 13 foi testada medindo-se a concentração de ATP nas amostras de água produzida não tratada e tratada (usando tecnologia AccuCount). Reduções em números bacterianos foram tabeladas como % de matança para cada experimento. Os resultados são representados na Figura 13 e na tabela 20. Como pode ser observado a partir dos resultados, com a exceção de CI 8, um composto de alquil piridina, todos os outros compostos testados mostram um aumento na matança bacteriana indicando que existe uma sinergia na matança bacteriana para PFA quando usado em combinação com compostos comumente usados para mitigação da corrosão. Tabela 20. Porcentagem de matança de microorganismos em água produzida antes e depois do tratamento com ácido perfórmico
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[00291]Além da matança bacteriana, perfis de corrosão de PFA e PFA com inibidores de corrosão foram testados em um cupom de aço carbono (C1018) em um aparelho de célula de bolha. Os resultados foram monitorados continuamente e taxas de corrosão em 2, 8 e 19 horas são mostradas na tabela 21 abaixo. PFA foi adicionado a todos os testes em uma concentração de 20 ppm de ativo. Exceto para a célula de controle (PFA), inibidores de corrosão em 50 ppm de concentração de produto foram adicionados a todas as outras células. Taxas de corrosão foram monitoradas continuamente. Como indicado na tabela 21, a taxa de corrosão em cupons de aço carbono aumenta de um valor de referência de 32,3 MPY a 236,3 MPY por 2 horas após a adição de PFA. Com as exceções de CI 7, CI 5, CI 3, CI 6; todos os outros compostos diminuem a taxa de corrosão causada por PFA. Tabela 21. Corrosão causada por ácido perfórmico pode ser mitigada pela adição dos compostos listados na tabela 20.
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[00292]MPY na tabela 21 acima indica a taxa de corrosão (milímetros por ano). MPYs mais altas indicam a corrosão aumentada. Pode ser observado a partir da Tabela 21 que existe uma redução significante na MPY global depois de 2, 8 e 19 horas depois da adição de alguns dos inibidores de corrosão.
Exemplo 16. Métodos exemplares de geração de ácido peroxifórmico
[00293]A geração de ácido peroxifórmico na temperatura ambiente foi avaliada usando um agente estabilizante como mostrado na tabela 22 e Figura 14. Tabela 22. Ácido peroxifórmico com um agente estabilizante e sem um catalisador.
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[00294]Aumentos em temperatura resultaram em um outro aumento na cinética de formação de ácido perfórmico utilizando a formulação da Tabela 22 como mostrado na Figura 15.
Exemplo 17. Otimização da geração de ácido peroxifórmico usando formulações com baixo teor de peróxido de hidrogênio.
[00295]A geração de ácido peroxifórmico sob temperatura ambiente foi avaliada usando um catalisador (Dequest, MSA ou ácido fosfórico em concentrações diferentes) como mostrado na tabela 23 e Figura 16. Tabela 23.
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Exemplo 18. Otimização da geração de ácido peroxifórmico usando catalisadores.
[00296]A geração de ácido peroxifórmico sob temperatura ambiente foi avaliada usando um catalisador (Dequest 2010) em concentrações diferentes como mostrado na Figura 17. Como mostrado um aumento na geração de peroxifórmico é observado em concentrações crescentes de do catalisador Dequest 2010.
[00297]A geração de ácido peroxifórmico sob temperatura ambiente foi avaliada usando um catalisador (MSA (ácido metil sulfônico)) em concentrações diferentes como mostrado na Figura 18. Como mostrado, um aumento na geração de peroxifórmico é observado utilizando o catalisador com leve diferença na geração de peroxifórmico em concentrações crescentes do catalisador de MSA.
[00298]O efeito da temperatura sobre a formação de ácido perfórmico na presença do catalisador de MSA foi avaliado como mostrado na Figura 19. Uma concentração de MAS de 3 % foi avaliada em temperatura ambiente, 50 °C e 4,4 °C.
[00299]A estabilidade do ácido perfórmico na presença de diferentes catalisadores na temperatura ambiente foi avaliada ainda como mostrado na Figura 20.
Exemplo 19. Uso de catalisadores e inibidor(es) de corrosão na geração de ácido peroxifórmico
[00300]Ácido peroxifórmico foi gerado na presença de catalisadores e vários inibidores de corrosão como apresentado na tabela 19. Uma pré-mistura de ácido fórmico, catalisador e inibidor de corrosão foi formada e um segundo composto do único peróxido de hidrogênio foram combinados nas quantidades mostradas na tabela 24.Tabela 24. Geração de PFA na presença de vários inibidores c
Figure img0029
[00301]Todos os três inibidores de corrosão avaliados geraram ácido perfórmico sem qualquer interação negativa (Composição 4 é controle sem CI) como mostrado na tabela 25. Entretanto, a estabilidade da formulação foi impactada sobre o tipo de inibidor de corrosão adicionado à formulação. CI 11 forneceu a melhor estabilidade (inibidor de corrosão de carbonato/bicarbonato de amônio comercialmente disponível). Tabela 25. Geração de ácido perfórmico usando formulações da Tabela 24.
Figure img0030
*Hipocloreto gerado.
Exemplo 20. Uso de formulações de pré-mistura para ácido fórmico para gerar ácido perfórmico com peróxido de hidrogênio
[00302]Formulações usando 85 % de fórmula de ácido fórmico final e 32 % de peróxido na formulação foram avaliadas usando ácido fosfórico, PEG ou Glicerina como diluente e CI 11 como um inibidor de corrosão como mostrado na tabela 26 e 27 (Combinação de pré-misturas com peróxido). Tabela 26
Figure img0031
Figure img0032
Tabela 27A
Figure img0033
Tabela 27B
Figure img0034
Exemplo 21. Liberação de oxigênio
[00303]Uma das vantagens de ácido perfórmico é a liberação de zero oxigênio em sistemas de tratamento. Isto está em contraste nítido ao ácido peracético. A liberação de oxigênio foi monitorada por sondas de oxigênio dissolvido ou um orbisphere (monitor DO).
Tratamento em água produzida
[00304]Formulação contendo ácido metil sulfônico (nenhum inibidor de corrosão) e tratamento em água produzida foram avaliados em PAA 2 (15 % de ácido peracético/10 % de peróxido), PAA 1 (21 % de ácido peracético, 3,65 % de peróxido) e PFA (7,5 % de ácido peracético, 0,2 % de peróxido). A liberação de oxigênio em formulações usando 95 a 98 % de ácido fórmico e 35 % de peróxido foi avaliada como mostrado na Figura 21 mostrando que o ácido perfórmico não introduz oxigênio no sistema de tratamento em contraste com formulações de ácido peracético.
Tratamento em Água do mar
[00305]As formulações foram avaliadas quanto à liberação de oxigênio em água do mar com 500 ppm de ferro a 22 °C. Os resultados são mostrados na Figura 22.
[00306]Para medir o oxigênio, água foi purgada com dióxido de carbono para substituir todo o oxigênio. A dosagem previamente determinada do produto foi adicionada à condição de teste sob agitação constante. Leitura de oxigênio foi registrada 20 s a 5 min depois de cada adição para levar em consideração o equilíbrio.
Razões de PFA para peróxido não fornecendo nenhuma liberação de oxigênio
[00307]A partir dos experimentos realizados em células de bolha estáticas usando água do mar sintética a razão ideal de ácido perfórmico para peróxido foi determinada como sendo 5:1 ou maior de ácido perfórmico:peróxido. Em concentrações mais baixas do que a razão de 5:1 as formulações liberam oxigênio. A Figura 23 fornece perfis de corrosão em razões diferentes de ácido perfórmico para peróxido. É observado que razões de 40:1, 20:1 e 5:1 produzem perfil de corrosão muito similar ao passo que razões mais baixas do que aquele da oxidação de aço carbono. A corrosão primária das formulações contendo PFA:peróxido de 5:1 e mais alta é dos componentes de ácido na formulação. Formulações com PFA:peróxido mais baixas do que 5:1 é principalmente devido ao oxigênio.
[00308]Perfis de corrosão de razões de PFA para peróxido em 40:1, 20:1 e 5:1 são representados ainda na Figura 24. O perfil de corrosão mostrou que razões de 40:1, 20:1 e 5:1 fornecem tendências de corrosão similares entre si. Todas estas formulações não geram nenhum oxigênio.
Controle de corrosão do componente de ácido de ácido perfórmico.
[00309]Inibidores de corrosão podem ser adicionados a sistemas de tratamento antes do tratamento com ácido perfórmico, com o tratamento ou depois do tratamento com ácido perfórmico. Se um tratamento de corrosão separado é necessário, os experimentos seguintes mostram que o pré-tratamento é a melhor opção. Os experimentos foram realizados imergindo-se um cupom de corrosão de aço carbono em água tratada com 200 ppm de PFA ativo. 50 ppm de inibidores de corrosão foram tratados antes, durante o mesmo tempo ou depois do tratamento com ácido perfórmico. Cupons foram pesados depois de 2 semanas em águas de tratamento a 50C. A perda de peso indica corrosão e é marcada como cinza na tabela 28. Nenhuma perda de peso indica proteção contra corrosão completa e é indicada como branca. O controle é água não tratada produzida.Tabela 28
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[00310]Com base no experimento inicial foi determinado que um inibidor de corrosão é mais bem adicionado antes da adição de ácido perfórmico à água do mar. A Tabela 29 mostra o desempenho de diferentes tipos de moléculas de inibidor de corrosão em proteger aço carbono contra corrosão de ácido perfórmico (PFA: Peróxido de 38:1).MPY indica a taxa de corrosão. Tabela 29
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Desempenho do inibidor de corrosão em sistemas de água do mar e água produzida.
[00311]200 ppm de ativo de ácido perfórmico foram adicionados. 50 ppm de inibidor de corrosão foram adicionados para proteção contra corrosão. % de proteção foi plotada por comparação da taxa de corrosão na presença de inibidor de corrosão à taxa de corrosão sem nenhuma adição de inibidor de corrosão (PFA ou PFA-PW) como mostrado na tabela 30.Tabela 30
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Controle de corrosão
[00312]Como mostrado no exemplo 19, inibidores de corrosão podem ser incluídos na formulação. Visto que o equilíbrio de ácido perfórmico entre a pré-mistura de ácido fórmico e peróxido é a formação em linha rápida de inibidor de corrosão incluído o ácido perfórmico pode fornecer a proteção contra corrosão sem a adição de um inibidor de corrosão externo. A Figura 25 mostra perfis de célula de bolha de inibição da corrosão fornecidos por inibidor de corrosão incluído na co-formulação como descrito no exemplo 19.
[00313]Quando comparado a PFA sozinho todos os inibidores de corrosão formulados fornecem proteção contra corrosão significante comparado à taxa de corrosão de fundo. A proteção contra corrosão em 2, 8 e 16 h é mostrada na Figura 26.
Exemplo 22. Desempenho biocida de ácido perfórmico
[00314]O sistema de teste seguinte mostrado na tabela 31 foi avaliado quanto a redução log de Pseudomonas aeruginosa. Tabela 31
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Figure img0040
[00315]A Figura 27 mostra os resultados da eficácia biocida depois do contato de minutos e contato de 4 horas mostrando a eficácia benéfica de ácido perfórmico gerado de acordo com a invenção.
Exemplo 23. Desempenho biocida de ácido perfórmico sobre a água produzida tratada
[00316]O tratamento da água produzida com ácido perfórmico foi avaliado usando composições de ácido perfórmico contendo um inibidor de corrosão. Como mostrado na Figura 28 (escala de cinza) a cor mais clara indica nenhum crescimento na água, ao passo que o sombreado mais escuro indica nenhum crescimento. Não tratado tem bactérias E5/mL; Tratado com 0,5 ppm de PFA tem bactérias E3/mL. Os frascos com organismos bacterianos são específicos em suportar o crescimento de bactérias produtoras de ácido (APBs). O crescimento de APB é indicado por uma mudança de cor de cor escura para clara (rosa para amarela). 1 mL de inóculo inicial foi diluído 10 vezes em frascos subsequentes. Portanto, cada frasco indica uma bactéria E1/mL. Com base nos resultados observados por crescimento/nenhum crescimento de bactérias pode ser concluído que o tratamento com PFA resulta em pelo menos uma redução de 2 log (equivalente de bactérias E2/mL) de bactérias.
Exemplo 24. Desempenho biocida de biopelícula
[00317]Uma biopelícula de Pseudomonas foi tratada com 50 ppm de ativo de PFA e comparada à eficácia tratada com 200 ppm de PAA. Biopelículas de Pseudomonas foram cultivadas em um reator de biopelícula de CDC em um cupom de policarbonato. A concentração apropriada da substância de tratamento foi diluída em água dura em diluente no pH 7,71. Produtos químicos de teste foram expostos por 3 h depois do que eles foram tratados com 16 mL de tiossulfato para neutralizar quaisquer oxidantes. O controle não tratado e Pseudomonas tratada foram plaqueados em um meio de TGE e incubados a 35 °C por 48 h. Uma redução de 4 h foi monitorada por contagem de colônia de Pseudomonas nas placas. Os resultados são mostrados na Figura 29 demonstrando a eficácia benéfica de PFA gerado de acordo com a invenção.
Exemplo 25. Oxidação de sulfeto de ferro
[00318]A extensão da oxidação de sulfeto de ferro na fonte de água (água produzida) foi avaliada usando ácido perfórmico comparado a ácido peracético. Como mostrado na Figura 30 a oxidação completa de sulfeto de ferro em água produzida é obtida com ácido perfórmico (PFA). Esta propriedade é similar àquela observada para ácido peracético também. Ferro (II) foi medido 30 minutos depois da adição do oxidante em águas tratadas.
Exemplo 25. Oxidação de sulfeto de hidrogênio
[00319]A redução de sulfeto de hidrogênio foi medida em água produzida tratada com ácido perfórmico (10 ppm de ativo adicionados à água produzida contendo 2000 ppm de H2S). 30 ppm de ativo de PAA 2 e PAA 1 foram adicionados. 30 ppm de ativo de Triazina foram adicionados como comparação. Triazina quela H2S entretanto perácido oxida H2S. A concentração de H2S foi medida usando um tubo Dragger por amostragem do espaço livre. A amostra contendo H2S foi constantemente agitada. H2S total indicado abaixo foi medido 1 h depois do tratamento. Os resultados são mostrados na Figura 31.
Exemplo 26. Redução de E. coli usando composições de ácido perfórmico
[00320]E. coli resistente a ácido nalidíxico O157:H7 foi usada para avaliar a eficácia no tratamento com composição de ácido perfórmico em carne de peito bovino crua de acordo com as condições mostradas na tabela 32.Tabela 32
Figure img0041
[00321]Os micro resultados são mostrados nas tabelas 33 a 34, demonstrando microeficácia melhorada (redução log) obtida de composições de PFA em comparação a POAA. Tabela 33
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Tabela 34. Resultados de microeficácia resumidos
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Exemplo 27. Atividade bactericida de PFA versus POAA
[00322]Patógenos de Staphylococcus, Enterococcus e Pseudomonas foram usados para avaliar a microeficácia de PFA em comparação a POAA. Os métodos de teste são mostrados na tabela 35 e os resultados são mostrados nas tabelas 36 a 39. Tabela 35. Parâmetros de teste
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Tabela 36. Resultados
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Tabela 37. Resultados
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Tabela 38. Resultados
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Tabela 39. Passagem em requisitos & resultados
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Exemplo 28. Sumário de Atividade Fungicida e Esporicida de PFA
[00323]Vários patógenos foram usados para avaliar o espectro de microeficácia amplo de PFA de acordo com a presente invenção. O método, substância e resultados de teste são mostrados na tabela 40. Tabela 40. Parâmetros e resultados de teste de microeficácia
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Exemplo 29. Desempenho em temperatura baixa, teor de oxigênio baixo de PFA
[00324]A microeficácia de PFA de acordo com a presente invenção foi avaliada sob condições de temperatura baixa, baixo teor de oxigênio utilizando a formulação da Tabela 41. Tabela 41.
Figure img0056
[00325]A redução log de L. monocytogenes (ATCC 19114, 19116 e 4594) foi avaliada em temperatura baixa (4 °C) comparando-se ácido peroxiacético ao ácido peroxifórmico gerado de acordo com a formulação mostrada na tabela 41. Os resultados são mostrados na Figura 32 comparando-se a eficácia desinfetante depois de uma exposição de contato de 1 minuto aos desinfetantes.
[00326]Como mostrado, a eficácia desinfetante do POAA significantemente diminui na temperatura mais baixa, tal como usado em cervejaria e outras aplicações relacionadas. Beneficamente, a eficácia desinfetante do ácido peroxifórmico gerado in situ não diminui. Como um resultado, o ácido perfórmico gerado tem uma grande adaptação para aplicação em instalações de cervejaria. A eficácia antimicrobiana excepcional de ácido perfórmico em temperatura baixa satisfaz o requisito de temperatura ambiente fria de operações de cervejaria, enquanto biocidas comuns incluindo ácidos peroxicarboxílicos tais como ácidos peracéticos sofrerão de perda de eficácia sob temperaturas baixas. Além disso, ácido fórmico que sempre coexiste com ácido perfórmico é um acidulante muito eficiente, que ajudará a impedir/dissolver pedra na cerveja, eliminando assim a lavagem com ácido adicional. Como um outro benefício a composição de ácido perfórmico tem razão de ácido perfórmico para H2O2 muito alta, o que praticamente elimina o O2 que pode ser potencialmente introduzido ao líquido sendo processado (isto é, cerveja) e interfere com os efeitos organolépticos e efeitos de sabor negativos.
[00327]A descrição detalhada apresentada acima é fornecida para auxiliar aqueles habilitados na técnica na prática da presente invenção. Entretanto, a invenção descrita e reivindicada aqui não deve ser limitada em escopo pelas formas de realização específicas aqui divulgadas porque estas formas de realização são intencionadas como ilustração de vários aspectos da invenção. Quaisquer formas de realização equivalentes são intencionadas a estar dentro do escopo desta invenção. De fato, várias modificações da invenção além daquelas mostradas e descritas aqui tornar-se-ão evidentes àqueles habilitados na técnica a partir da descrição precedente que não diverge do espírito ou escopo da presente descoberta inventiva. Tais modificações também são intencionadas a cair dentro do escopo das reivindicações anexas.
[00328]Todas as publicações, patentes, pedidos de patente e outras referências citadas neste pedido são incorporados aqui por referência em sua totalidade para todos os propósitos ao mesmo grau como se cada publicação, patente, pedido de patente individuais ou outra referência fosse específica e individualmente indicado como sendo incorporado por referência em sua totalidade para todos os propósitos. A citação de uma referência aqui não deve ser interpretada como uma admissão de que tal é técnica anterior à presente invenção.

Claims (15)

1. Método para formar ácido peroxifórmico CARACTERIZADO pelo fato de que compreende: fornecer uma primeira composição compreendendo entre 80% em peso a 90% em peso de ácido fórmico, uma segunda composição compreendendo entre 10% em peso a 15% em peso de peróxido de hidrogênio, e entre 0,1% em peso a 5% em peso de um catalisador ácido, em que o catalisador ácido é ácido dipicolínico, dietilenotriaminapenta (ácido metilenofosfônico), ácido metanossulfônico, ácido fosfórico, ácido nítrico, ácido sulfúrico, ácido pirofosfórico, ácido polifosfórico, ou ácido fosfônico; em que a composição está isenta de ésteres de ácido carboxílico; e em que a razão entre a concentração do referido ácido fórmico (p/v) e a concentração do referido peróxido de hidrogênio (p/v) é 2 ou superior; e contatar a primeira composição com a segunda composição, reagindo assim o ácido fórmico com o peróxido de hidrogênio para formar uma composição aquosa resultante compreendendo pelo menos 7% em peso de ácido peroxifórmico, e em que após o contato, a razão entre a concentração do dito ácido peroxifórmico (p/p) e a concentração de peróxido de hidrogênio (p/p) na dita composição aquosa resultante formada atinge 2 ou mais dentro de 2 horas a 5 horas do dito contato.
2. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a primeira composição é fornecida como uma composição aquosa e a segunda composição é fornecida como uma composição aquosa; e em que o catalisador ácido é fornecido na primeira composição aquosa ou segunda composição aquosa.
3. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a primeira composição é fornecida como uma composição aquosa e a segunda composição é fornecida como uma composição sólida; e em que o catalisador ácido é fornecido na primeira composição aquosa ou segunda composição sólida.
4. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a primeira composição é fornecida como uma composição sólida e a segunda composição é fornecida como uma composição aquosa.
5. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a primeira composição e a segunda composição são cada uma fornecidas como uma composição sólida e a primeira composição e a segunda composição são contatadas com uma terceira composição aquosa para formar ácido peroxifórmico na composição aquosa resultante.
6. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, CARACTERIZADO pelo fato de que antes do contato, a razão entre a concentração do ácido fórmico (p/v) e a concentração do peróxido de hidrogênio (p/v) é de 100 a 2, e em que após o contato a razão entre a concentração do ácido peroxifórmico (p/p) e a concentração de peróxido de hidrogênio (p/p) na composição aquosa formada atinge de 1.500 a 2 dentro de 2 horas do contato.
7. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a composição aquosa formada atinge 0% (p/p) a 0,001% de peróxido de hidrogênio e mantém 0% (p/p) a 0,001% de peróxido de hidrogênio por pelo menos 1 hora.
8. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, CARACTERIZADO pelo fato de que a primeira composição e a segunda composição são contatadas na ausência de um ou mais ácidos carboxílicos adicionais e o único ácido peroxicarboxílico na composição aquosa formada é ácido peroxifórmico.
9. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, CARACTERIZADO pelo fato de que a primeira composição e a segunda composição são contatadas na presença de um ácido carboxílico C2-C22 adicional e a composição aquosa formada compreende ácido peroxifórmico e um ácido peroxicarboxílico C2-C22.
10. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, CARACTERIZADO pelo fato de que é conduzido em uma temperatura variando de -2°C a 70°C.
11. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 10, CARACTERIZADO pelo fato de que é conduzido na presença de um sistema de resina de troca catiônica.
12. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 11, CARACTERIZADO pelo fato de que a composição aquosa resultante compreende um agente estabilizante para o ácido peroxifórmico.
13. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 12, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende ainda uma etapa de reduzir a concentração do peróxido de hidrogênio na composição aquosa resultante usando uma catalase ou uma peroxidase.
14. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 13, CARACTERIZADO pelo fato de que a composição aquosa resultante compreende até 20% de ácido peroxifórmico.
15. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 14, CARACTERIZADO pelo fato de que é usado para gerar ácido peroxifórmico in situ para a aplicação do ácido peroxifórmico formado.
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