CN101932559A

CN101932559A - 将过酸溶液快速稀释成平衡的溶液

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Publication number: CN101932559A
Application number: CN2009801043162A
Authority: CN
Inventors: E·A·达达; D·S·拉法姆; J·C·理查德斯
Original assignee: FMC Corp
Current assignee: FMC Corp
Priority date: 2008-02-04
Filing date: 2009-01-30
Publication date: 2010-12-29
Anticipated expiration: 2029-01-30
Also published as: US8029693B2; WO2009099925A2; US20090194735A1; EP2238106A2; WO2009099925A3; MX2010008590A; CA2713346A1; RU2010136975A; CN101932559B; CA2713346C

Abstract

一种快速稀释过酸尤其是过乙酸水溶液的方法，其中使用水性稀释剂对过酸浓溶液进行稀释，从而制得更稀的过酸溶液，其中的溶液组分已经在稀释之后已经达到平衡。这种方法的优选实施方式中的过酸是过乙酸，用于过乙酸的水性稀释剂是乙酸和水，或者过氧化氢和水，或者乙酸、过氧化氢和水，对相对量进行选择，从而获得稀释的过酸水溶液，其中的过乙酸、过氧化氢和乙酸组分在稀释之后立即平衡。

Description

将过酸溶液快速稀释成平衡的溶液

发明领域

本发明涉及一种通过稀释较高浓度的过酸水溶液从而快速制得稀释的过酸水溶液的方法，更具体涉及在完成稀释程序后其中稀释的过酸与其他溶液组分平衡的过酸溶液的快速稀释方法。

发明背景

过乙酸(有时候称为过氧乙酸或PAA)是众所周知的具有强氧化电位的化学试剂。过乙酸的分子式为C₂H₄O₃或CH₃COOOH，分子量为76.05克/摩尔，分子结构式如下：

过乙酸是一种具有辛辣气味的液体，一般以水溶液的商用制剂形式出售，该水溶液通常包含例如5重量％、15重量％或35重量％的过乙酸。这种水性制剂不仅包含过乙酸，还包含处于动态化学平衡的过氧化氢(如7-25重量％)和乙酸(如6-39重量％)。

过乙酸通常通过乙酸与浓过氧化氢反应以半连续工艺制备，该反应常使用酸催化剂，如硫酸，该制备工艺是半连续的，相对于高产率优化反应时间，但是通常要进行几天：

反应速率与存在的反应物的浓度成正比，因此要制备浓度较低的过乙酸溶液，例如小于约10重量％的过乙酸，尤其是小于约1重量％的过乙酸，通常需要许多天的非常长的反应时间，该反应才能达到完成。

上述反应动力学的结果是，一般通过用水稀释较浓的过乙酸溶液来制备浓度较低的过乙酸。但是，用水稀释浓的过乙酸溶液通常导致一些过乙酸水解，分解成乙酸，减少可使用的过乙酸的量。另外，在获得平衡的溶液之前，稀释的溶液中的过乙酸与存在的其他组分(水溶液中的过氧化氢、乙酸和水)的平衡可能需要许多小时，甚至是几天。

在文献中描述了各种获得稀释的过乙酸溶液的稀释和/或反应过程，其目的在于，与稀乙酸(或乙酸酐)和稀过氧化氢的直接反应相比，缩短获得过乙酸稀溶液所需的总体时间。

Greenspan等人在Proc.42^ndAnn.Mtg.Chem.Spec.Man.Assn.Dec.1955，第59-64页中提到过乙酸气溶胶适用于细菌学应用，并揭示了与过氧化氢相比，过乙酸相当不稳定。该文献指出，过乙酸稀溶液存在特别的稳定性问题，通过用水稀释浓的过乙酸制备的过乙酸稀溶液(如1％)将水解，因此不适合作为商用制剂销售。Greenspan等人揭示了，可以通过使用过酸稳定剂并结合适当调节过酸稀溶液的组分的相对浓度来制备稳定的过乙酸稀溶液，但是没有提供实施例。据称用于气溶胶的典型过乙酸制剂包含1.0％的过乙酸、14.5％的乙酸、5.0％的过氧化氢、1.0％的硫酸和78.5％的水。

Crommelynck等人的美国专利第4297298号揭示了一种制备过酸如过乙酸稀溶液的两步法。第一步(对于过乙酸的情况)涉及通过乙酸或乙酸酐与浓过氧化氢在强酸催化剂如硫酸存在下反应来制备浓过乙酸，该步耗时48小时。第二步涉及用一种或多种试剂将浓的过乙酸反应混合物稀释到非平衡浓度，以延迟强酸催化剂的催化作用。稀释的非平衡反应混合物仍然将继续反应形成更多的过乙酸，不过速率明显减缓。

Brougham的美国专利第5349083号揭示了一种制备过酸如过乙酸稀溶液的两步工业法。在第一步(对于过乙酸的情况)中，将浓乙酸与浓过氧化氢任选在酸催化剂如硫酸存在下反应，从而制备非平衡浓度的过乙酸。在第二步中，用水稀释非平衡的反应混合物，或者不太优选的做法是用水和大量(quantities)乙酸和/或过氧化氢稀释，重新制得平衡的过乙酸稀溶液。虽然这种方法缩短了制备过酸稀溶液的总体时间，但是仍然需要很多小时来制备随后进行稀释的非平衡的过酸中间溶液。

Da Silva等人的美国专利第5368867号指出，通过采用一种两步法来加速制得平衡的、储存稳定的过乙酸稀溶液。在第一步中，用水稀释过乙酸浓溶液，仅仅部分水解(在酸催化剂存在下)；不让该水解反应达到平衡。在第二步中，通过加入过氧化氢使水解反应骤停，得到低浓度的过乙酸，含有0.05-2.5重量％的过乙酸。这项发明引述的优点有，缩短获得平衡的、稳定的、低浓度过乙酸稀溶液所需的时间；所述实施例的保持时间在2-5天左右，相比之下，现有技术方法需要的时间要长得多(6天或更长时间)。

Byers的美国专利第5977403号揭示了一种制备过酸如过乙酸稀溶液的两步法。在第一步(对于过乙酸的情况)中，将乙酸酐在酸催化剂如硫酸存在下与浓过氧化氢反应，反应时间小于60分钟，制得非平衡浓度的过乙酸。在第二步中，用水和过氧化氢稀释尚未达到平衡的该反应混合物，制得浓度约为0.5-15.0重量％、处于或接近平衡的过乙酸。

仍然需要从更浓的过乙酸溶液制备平衡的过乙酸稀水溶液的直接、快速且成本有效的方法，避免现有技术的多步骤和耗时的过程。

发明概述

本发明一种实施方式是快速稀释过酸水溶液的方法，该方法包括：单独将除水以外的水性稀释剂引入过酸水溶液中，该过酸水溶液包含基本处于彼此平衡的有机过氧羧酸、过氧化氢、相应的羧酸和水，从而制得过酸浓度低于初始浓度的稀释的过酸水溶液；

引入的水性稀释剂选自过氧化氢和水；相应的羧酸和水；以及过氧化氢、相应的羧酸和水；

将稀释剂组分同时引入待稀释的过酸水溶液中；和

调节引入的稀释剂组分的量，提供包含过氧羧酸、过氧化氢、相应的羧酸和水的稀释的过酸水溶液，这些组分在稀释剂引入完成时已经基本上彼此平衡。

本发明方法中使用的过酸优选是C₁-C₁₂的过氧羧酸，选自一元羧基过酸和二元羧基过酸。过乙酸特别优选作为本发明方法中的过酸。

本发明方法可用于稀释具有宽范围初始过酸平衡浓度的过酸溶液，例如约0.1重量％(1000ppm)至约50重量％的过酸。稀释后的过酸水溶液的特点是，立即达到平衡浓度。

稀释后的平衡过酸浓度可选自宽浓度范围，从非常稀的过酸溶液到仍然较浓的过酸溶液。例如，本发明方法制得的平衡过酸溶液浓度可以从低至约0.01重量％(100ppm)到最高达约35重量％的过酸(前提是最终过酸浓度必须小于初始过酸浓度)。

本发明另一种实施方式是快速稀释过乙酸水溶液的方法，该方法包括：单独将除水以外的稀释剂引入过乙酸水溶液中，该溶液包含基本上彼此平衡的过乙酸、过氧化氢、乙酸和水，制得过乙酸浓度低于初始浓度的稀释的过乙酸水溶液；

引入的水性稀释剂选自过氧化氢和水；乙酸和水；以及过氧化氢、乙酸和水；

将稀释剂组分同时引入待稀释的过乙酸水溶液中；和

调节引入的稀释剂组分的量，提供包含过乙酸、过氧化氢、乙酸和水的稀释的过乙酸水溶液，这些组分在稀释剂引入完成时已经基本上彼此平衡。

本发明另一种实施方式是快速稀释过乙酸浓溶液的方法，该方法包括：单独将除水以外的水性稀释剂引入过乙酸浓溶液中，该溶液包含至少约10重量％的过乙酸、过氧化氢、乙酸和水，制得过乙酸浓度低于初始浓度的稀释的过乙酸水溶液；

所述过乙酸浓溶液是蒸馏的过乙酸溶液；

引入的稀释剂选自过氧化氢和水；乙酸和水；过氧化氢、乙酸和水；过氧化氢；乙酸；以及过氧化氢和乙酸；

将稀释剂组分同时引入待稀释的过乙酸浓溶液中；和

发明详述

本发明涉及过酸、优选过乙酸的制备，本发明通过单独用除水以外的水性稀释剂稀释在平衡状态下的过酸水溶液，制得更稀的过酸水溶液，其中的过酸在稀释过程完成时立即与该水溶液中的其他组分达到平衡。该方法的特征在于，与现有技术描述的已知稀释/制备技术相比，提供制得的稀释的过酸溶液的非常快速的平衡。

另外，本发明方法便于从较浓的过酸快速制备宽浓度范围的过酸溶液，例如从容易获得、便于运输的稳定且平衡的浓过酸制剂制备所需的更稀的过酸溶液。事实上通过本发明的稀释过程可以快速制备任何合适的过酸溶液浓度，制得在稀释过程结束时已经达到平衡的过酸溶液。该方法并不偏好单独一种浓度范围；它对于制备各种浓度范围都是同等有效和高效的，例如对于过乙酸的情况，从35重量％的过乙酸制备1-5重量％的过乙酸，和从相同浓度过乙酸制备1000-10000ppm的过乙酸，是同等有效和高效的。

本发明方法提供了一种快速稀释程序，其中制得的过酸溶液在稀释程序完成时已经平衡，与现有技术中描述的各种耗时冗长的稀释/制备技术形成鲜明对比。本发明方法简单、直接和快速，能够快速提供稀释的过酸溶液，其中的过酸已经与该水溶液中的其他组分平衡，例如对于过乙酸的情况，这些其他组分是指过氧化氢、乙酸和水，这些都强调了本发明在本领域中提供的显著进步。

本发明特别适合于在要将过酸稀水溶液用于预期应用的任何位置现场快速制备过酸稀水溶液。

过乙酸(过氧乙酸)是最优选的用于本发明的过酸，但是本发明的稀释方法可同样应用于水溶性或水混溶性的各种其他过酸。

适用于本发明方法的其他过酸(也称为过氧酸)包括一种或多种C₁-C₁₂的过氧羧酸，其选自单羧基过酸和二羧基过酸，它们单独使用或者以两种、三种或更多种过酸的组合使用。所述过酸应当是至少部分水溶性或水混溶性的。

一种优选一类的合适有机过酸包括具有2-5个碳原子的低级有机脂族单羧酸的过酸，例如乙酸(醋酸)、丙酸、丁酸、异丁酸(2-甲基-丙酸)、缬草酸(戊酸)、2-甲基-丁酸、异缬草酸(3-甲基-丁酸)和2，2-二甲基-丙酸。优选具有2或3个碳原子的有机脂族过酸，如过乙酸和过氧丙酸。

另一类合适的低级有机过酸包括具有2-5个碳原子的二羧基过酸，如草酸(乙二酸)、丙二酸、琥珀酸(丁二酸)、马来酸(顺丁烯二酸)和戊二酸。

可用于本发明方法中的具有6-12个碳原子的过酸包括单羧基脂族过酸，如己酸、庚酸、羊脂酸(辛酸)、壬酸、羊蜡酸(癸酸)和月桂酸(十二烷酸)，以及单羧基和二羧基的芳族过酸，如苯甲酸、水杨酸和邻苯二甲酸(苯-1，2-二甲酸)。

在一种优选的实施方式中，本发明方法涉及快速稀释平衡的过酸水溶液。最初的步骤单独将除水以外的水性稀释剂引入过酸水溶液中，该溶液中的溶液组分基本彼此平衡，例如对于优选的过乙酸的情况，所述水溶液组分是过乙酸、过氧化氢、乙酸和水，这些组分都处于彼此平衡的状态。在本说明书中将这种过酸水溶液称为初始或起始过酸(或过乙酸)溶液，根据本发明方法对其进行稀释。

初始平衡的过酸水溶液中的过酸浓度可以是宽浓度范围中的任意值。对于过乙酸(优选的过酸)，在按照本发明方法进行稀释之前，初始溶液中过乙酸浓度可以约为0.1重量％(1000ppm)至约50重量％的过乙酸。对于其他过酸，也可以采用类似的广泛的浓度范围，例如约0.1重量％(1000ppm)至约50重量％的过酸。

适用于本发明方法中的过乙酸溶液包括具有较浓的过乙酸浓度的商用过乙酸制剂，如FMC公司(FMC Corporation，Philadelphia，PA)、Solvay化学公司(Solvay Chemicals，Inc.，La Porte，TX)和Evonik工业公司(以前的Degassa公司)(Evonik Industries，formerly Degussa Corp.，Parsippany，NJ)销售的那些制剂。这些商用过乙酸制剂通常包含约2-40重量％的过乙酸，代表性制剂包含2.5重量％、5重量％、10重量％、12重量％、15重量％、20重量％、35重量％和40重量％的过乙酸。

在稀释之前，过乙酸水溶液的平衡浓度优选至少约1重量％过乙酸，更优选至少约5重量％过乙酸。上述商用过乙酸制剂非常适合用于本发明的稀释方法中，作为在这些优选浓度范围之内的初始过乙酸溶液。

具有更稀浓度(如小于约1重量％的过乙酸)的其他过乙酸溶液也适合用于本发明方法。可以根据本发明方法进一步稀释的这些优选的更稀的过乙酸溶液包括平衡的过乙酸浓度在约0.1重量％(1000ppm)至约1重量％(10000ppm)的那些溶液。

本发明方法对于稀释浓过乙酸(或其他过酸溶液)同样有效，例如对远高于约1重量％的过乙酸进行稀释，以及对不太浓的过乙酸溶液如低于约1重量％的过乙酸进行稀释，同样有效。浓的过乙酸溶液一般是比较经济的，即，以溶液中每单位重量过乙酸计的成本较低，而且以单位重量过乙酸计运输成本较低，因此当特定最终应用需要过乙酸稀溶液时，一般优选在现场应用中对浓的过乙酸溶液进行稀释。

稀释的过乙酸(或其他过酸)的目标或最终浓度可以类似地选自宽浓度范围的过乙酸(或其他过酸)溶液，前提是目标/最终浓度小于初始过酸浓度。对于优选的过酸，即过乙酸，在按照本发明方法稀释之后，该溶液浓度可以约为0.01重量％(100ppm)至约35重量％的过乙酸。

可以采用本发明方法，对高浓度的过乙酸原料溶液(如约35-45重量％的过乙酸)快速稀释，从而制备约1-35重量％范围的相对较高浓度的平衡的过乙酸制剂。利用本发明方法，使用高浓度的商用过乙酸溶液作为原料溶液，可以高效地、非常快速地制备这种相对较高浓度的过乙酸溶液。这种过乙酸溶液可以代替目前通过现有技术所述的耗时反应/稀释过程制备的较浓的商用过乙酸制剂。

当最终应用需要这种稀溶液时，例如平衡浓度等于或小于约1重量％的稀释的过乙酸溶液，可以采用本发明方法类似地制备更稀的过乙酸(或其他过酸)溶液。采用本发明方法进行稀释之后，这种稀过乙酸目标溶液的平衡浓度可以约为0.01重量％(100ppm)至约1重量％的过乙酸。

过乙酸最终应用包括消毒、净化、杀菌或抗菌应用，这些应用可能要求高度稀释的目标过乙酸平衡浓度，在按照本发明方法进行稀释之后，目标平衡浓度通常小于约1重量％的过乙酸，优选小于约0.1重量％(1000ppm)的过乙酸，采用本发明方法可以获得这样稀的过乙酸浓度。

在采用本发明方法制备的高度稀释的过乙酸的最终应用处理或应用过程中，处理过程中过乙酸的浓度(加入待处理的水性介质中时)可以低至约1-10ppm，而仍然能提供所需的活性，例如消毒、净化、杀菌、抗菌(包括工业废水处理)或漂白活性。研究显示，过乙酸即使在非常低的浓度如低至1或2ppm也是非常有活性的。例如，约1-10ppm的低过乙酸浓度能够提供可以在几分钟内完成所需消毒目标的消毒活性。

通过用水稀释根据本发明稀释方法制备的较浓的过乙酸水溶液，可以现场制备这些高度稀释的过乙酸溶液，供立即使用。在现场稀释并立即使用时，所述水稀释的过乙酸水溶液是不平衡的，但是将其立即用于最终应用使得这种不平衡变得并不重要。这种备选方法适合于现场制备非常稀的过乙酸溶液，例如包含小于约0.01重量％(100ppm)的过乙酸。

在一种优选的实施方式中，本发明方法利用特定的稀释剂来直接并快速地将平衡的过酸溶液、优选是过乙酸溶液(在本说明书中是指初始或起始过酸或过乙酸溶液)转化成也达到平衡的浓度较低的过酸溶液(在本说明书中是指目标或最终过酸或过乙酸溶液)。

本发明的稀释程序完成之后，目标或最终过酸溶液包含已经与也存在于该水溶液中的过氧化氢、相应的羧酸和水组分处于平衡状态的过酸(过氧羧酸)。因为单独使用水无法制得在稀释步骤完成时立即平衡的稀释的过酸溶液，因此水性稀释剂不能是单独的水。

在过酸为过乙酸的一种优选实施方式中，引入初始过乙酸溶液中的水性稀释剂是过氧化氢和水；乙酸和水；或者过氧化氢、乙酸和水。所用水性稀释剂的精确组成(水性稀释剂组分及其量)要求对待稀释的过乙酸溶液的初始组成与稀释的目标平衡过乙酸的浓度进行比较。物质平衡计算指出要求引入初始过乙酸溶液中的水性稀释剂组分(水加上乙酸和/或过氧化氢)的组成(名称)和量。

用于过乙酸的水性稀释剂组分，例如过氧化氢和水；或乙酸和水；或过氧化氢、乙酸和水，优选在引入初始过乙酸溶液中之前组合。或者，可以同时向初始过乙酸溶液中引入水性稀释剂组分(所有组分同时引入，但是以不同的加料物流形式，或者按顺序引入，但是每次加料之间没有明显的时间间隔)。

同时或组合地将水性稀释剂组分引入初始过酸溶液中是本发明的一个关键方面，以便使最终更稀的过酸溶液的各组分能快速平衡。发明人已经吃惊地发现，可以使用过氧化氢或乙酸或该两者加上水一起作为稀释剂组分引入，快速制备过乙酸稀溶液，其中的溶液组分在稀释剂加料结束时处于平衡状态。

在本发明方法中，在将水性稀释剂引入初始过酸溶液结束时，目标过酸溶液立即达到平衡，而不论各稀释剂组分是组合引入还是同时引入或以其他类似方式引入的。应该避免以下方式，即，按顺序加入水性稀释剂组分并且每次加料之间存在明显的时间间隔，原因在于，这种按顺序加入组分的方式会导致稀释过程中整体稀释后溶液的平衡浓度发生扰动或变化，偏离所需的目标平衡浓度。

将作为组合的组分或单独但同时引入的组分的水性稀释剂在搅拌或混合的条件下引入初始过酸溶液中，所述搅拌或混合足以提供稀释剂组分的快速分散，并且产生稀释剂组分在整个过酸溶液中的均相混合物。这种混合/搅拌可以通过常规手段提供，例如搅拌釜、在线流体混合等。

本发明另一个关键方面在于，对引入的水性稀释剂组分的量进行调节或选择，提供平衡的稀释的过酸溶液，该溶液中的过酸(过氧羧酸)、过氧化氢、相应的羧酸和水组分已经在稀释过程完成时达到彼此基本平衡。因此，必须知道或计算稀释剂组分(即，对于过乙酸的情况，是过氧化氢和水；乙酸和水；或者过氧化氢、乙酸和水)的定量量，使得最终稀释的过乙酸溶液中的这些组分和过乙酸的量与引入的水性稀释剂加上初始过乙酸溶液中存在的这些组分的总量为等当量，即，是相同的。

举例来说，如果需要将包含15重量％的过乙酸的平衡的过乙酸溶液稀释成平衡的5重量％的过乙酸溶液，则可以按照以下方式容易地确定稀释剂组成。一种市售15重量％的过乙酸溶液(平衡的)包含15重量％的过乙酸、23重量％的过氧化氢和17重量％的乙酸(技术数据清单，

15:23等级过乙酸，Solvay化学公司(Solvay Chemicals，Inc.，La Porte，TX))。类似地，根据5重量％的过乙酸的技术数据清单中的出版信息已知，这种平衡的溶液包含5重量％的过乙酸、14重量％的过氧化氢、和15重量％的乙酸(技术数据清单，

5:14等级过乙酸，Solvay化学公司(Solvay Chemicals，Inc.，La Porte，TX)。

对于1千克15重量％的过乙酸溶液，制备5重量％的过乙酸溶液(还包含与过乙酸平衡的14重量％的过氧化氢和15重量％的乙酸)所需的水性稀释剂包含过氧化氢(190克，100％H₂O₂基准)、乙酸(280克)和水(1449克)。

在实践中，水性稀释剂中采用的过氧化氢可以是过氧化氢水溶液(aqueous hydrogen peroxide)，因此水性稀释剂中的一部分水可以由该过氧化氢水溶液提供；例如，对于70重量％H₂O₂的情况，所需的1449克水中有81克由该70重量％H₂O₂提供。得到的稀释且平衡的过乙酸溶液的浓度为5重量％，3千克的该溶液包含150克过乙酸(来自初始溶液)、420克过氧化氢(230克来自初始溶液，190克来自稀释剂)、450克乙酸(170克来自初始溶液，280克来自稀释剂)、以及1899克水(450克来自初始溶液，1449克来自稀释剂)。

应该注意，如果起始溶液包含的过氧化氢或乙酸或水的量大于稀释且平衡的过乙酸溶液中应该存在的量，则使用给出的起始过乙酸溶液可能无法获得一些目标过乙酸溶液浓度。通过简单计算，采用与以上确定稀释剂组成相同的方式，就能容易地确定这一点。例如，如果上述实施例中的目标溶液是3重量％的过乙酸溶液(而非5重量％的目标过乙酸溶液)，则以下计算将确定，起始溶液中的过氧化氢太多，无法将其稀释成3重量％的过乙酸浓度。根据出版的信息，平衡的3％的过乙酸溶液包含3重量％的过乙酸、30重量％的过氧化氢、以及3重量％的乙酸(技术数据清单，

3:30等级过乙酸，Solvay化学公司(Solvay Chemicals，Inc.，La Porte，TX))。

由1千克15重量％的过乙酸(150克过乙酸)制备的3重量％的过乙酸溶液必需包含5千克溶液。这种5千克平衡溶液的过氧化氢(30重量％)含量应当为：(5千克×0.30)＝150克H₂O₂。但是，原始的过乙酸溶液已经包含23重量％H₂O₂，提供230克H₂O₂，明显比最终的稀释且平衡的过乙酸溶液所要求的150克H₂O₂多出80克H₂O₂。

可以通过现有技术的知识(例如出版的过乙酸组成，如上海所示)确定特定的稀释的过乙酸溶液所需的最终平衡组成。

或者，可以通过实验确定最终的平衡过乙酸溶液或其他过酸溶液的组成，例如，用水将较浓的过酸溶液稀释成要求的大致过酸浓度，然后使该溶液达到平衡，再对各组分浓度进行分析。虽然后一种技术需要一定时间来获得平衡的溶液，但是这个过程只需要进行一次。

试验的稀释水溶液就其过酸、过氧化氢、相应的羧酸和水组分而言达到平衡之后，可以对各组分的浓度进行分析，以确定平衡的溶液的准确组成。得到的信息(即，所需的平衡的过乙酸溶液中各组分的浓度)可随后用于计算需要向初始过酸溶液中引入的水性稀释剂组分的相对量，而不需要考虑其初始过酸浓度，从而获得所需的更稀的平衡的过酸水溶液。

用于按照本发明方法稀释过乙酸溶液的水性稀释剂组分是过氧化氢和/或乙酸与水。

过氧化氢(H₂O₂)是透明无色的液体，密度略大于水；过氧化氢是一种弱酸。过氧化氢是一种强氧化剂，能放热分解成水和氧，因此是一种优选的氧化剂。

过氧化氢能以任何比例与水混溶，可以以宽浓度范围商购，有高浓度的水溶液，如20、35、50和70重量％的H₂O₂水溶液，也有较稀浓度的水溶液。由于浓的过氧化氢是强氧化剂和腐蚀剂，因此必须按照可用的物质安全数据清单遵循适当的运输、储存和操作措施。

在本发明方法中用作稀释剂组分的过氧化氢通常是浓过氧化氢。过氧化氢来源一般以约20-70重量％H₂O₂的浓度范围使用，但是也可以使用较稀浓度的过氧化氢，如大约5到最高20重量％H₂O₂，稀释剂中要求的水量足够大，超过稀过氧化氢中引入的水量。

乙酸(也称为醋酸)的化学式为CH₃COOH，是一种广泛使用的化学试剂。不含纯水的乙酸(也称为冰醋酸)是一种无色液体，该液体是吸湿性的，在16.7℃以下温度结冰。乙酸被认为是一种弱酸。乙酸是腐蚀性和刺激性的，因此在运输、储存和操作时必须采取合适的安全和操作措施。

可以用乙酸酐代替优选的乙酸，按照乙酸的当量用作稀释剂组分。乙酸酐在水中的溶解度有限(在20℃溶解小于3重量％)，但是会被水水解，形成乙酸：

(CH₃CO)₂O+H₂O→2CH₃CO₂H

乙酸酐的水解反应是对在按照本发明方法制备的稀释的过乙酸溶液中快速立即建立平衡组成的抑制作用。另外，在向初始过乙酸溶液中同时引入稀释剂组分之前，乙酸酐在水中的有限的溶解度也使其与其他稀释剂组分的组合变得复杂。出于这些原因，与乙酸酐相比，乙酸是优选的稀释剂组分。

在本发明方法中，过乙酸或其他过酸的pH并非关键。过乙酸溶液或其他过酸溶液的pH优选是酸性的。在碱性溶液中更容易发生过乙酸的分解，所以优选过乙酸溶液具有酸性的pH值，从而促进提高过乙酸的稳定性。

常见的过乙酸商用制剂在稀释成1重量％的溶液时，pH通常约为1-3。当采用本发明方法稀释的初始过乙酸溶液是过乙酸商用制剂时，不考虑稀释的过乙酸溶液的最终浓度，通常不需要进行pH调节。

显然，本发明的稀释的过乙酸溶液的一些最终应用可能要求特定的pH值，通常在约1-7范围内，所以可能需要对稀释的过乙酸水溶液的pH进行调节。已经发现，pH值在约5-7范围内的略微酸性或中性的过乙酸稀水溶液在用于抗菌或杀菌最终应用时具有极好的反应效力和活性，也能提供良好的过乙酸稳定性。

需要或期望时，可以使用pH调节剂将过乙酸溶液的pH调节到优选的酸性pH范围或值，所述pH调节剂选自众所周知的通常用于将水性介质的pH调节到特定pH值或pH值范围的酸性化合物和碱性化合物。可以在根据本发明方法的稀释程序之前、过程中或之后进行这种调节。

对于使水性介质pH向酸性方向移动，所述pH调节剂可以是酸或酸性化合物，例如硫酸、盐酸、硝酸、磷酸、柠檬酸、乙酸、酒石酸、琥珀酸和其他无机或有机酸，或者酸性化合物，这些物质对于过乙酸及其混合物是非反应性的。对于酸性pH调节，优选硫酸、盐酸、硝酸、磷酸之类无机酸。

对于使水性介质pH向碱性方向移动，所述pH调节剂可以是碱或碱性化合物，例如氢氧化钠、氢氧化钙、氢氧化钾、碳酸氢钠、碳酸钠、任何磷酸钠，以及其他类似的无机或有机碱性化合物及其混合物。

在本发明方法中，对过乙酸进行稀释时的温度并非关键。约5-80℃的温度是可行的，优选温度在约10-50℃范围。

对于制备稀释的过乙酸或其他过酸溶液，本发明方法可以连续方式进行，包括半连续方式，或者间歇方式进行。在任何连续、半连续或间歇方式操作中，进行本发明时可以不需要专门的设备，可以在环境温度和压力下进行。

当需要在计划的处理过程之前制备一定量的稀释的过酸时，或者要在较小规模的操作中制备一定量的稀释的过酸时，间歇式操作是优选的，这时通常将稀释的过酸溶液储存在盛放容器或储槽中，供需要时使用。所述盛放容器/储槽也可以就是同样的用来进行本发明稀释方法的容器/储槽，不需要专门或复杂的设备。本发明方法的连续操作特别适合于大规模制备过酸溶液。

本发明的过乙酸制备方法的快速制备时间提供了优于稀释浓过乙酸的现有技术的一些优点。可以采用本发明方法按照需要制备较少量的稀过乙酸，或者采用本发明方法按照消毒、抗菌处理之类的要求现场直接处理水性物流。不再需要对过乙酸稀溶液进行运输和就地长期储存(以及储存稳定性)，过乙酸稀溶液的储存稳定性也不再成问题。

本发明的一个优点在于，能够现场制备过乙酸稀水溶液，而不需要复杂的工艺制造设备或长时间的稀释步骤来获得平衡稳定的溶液。最终使用者可以购买浓的过乙酸溶液，与稀溶液相比，浓溶液在运输到使用场所方面更为经济，然后采用本发明方法现场制备过乙酸稀溶液。

通过本发明方法制备的稀的过乙酸具有广泛的应用，用作为用于食品加工、饮料、制药和医疗工业、工业废水的消毒剂、净化剂、杀菌剂或抗菌剂，以及作为纺织、纸浆和造纸工业的漂白剂。

本发明方法的另一个优点在于，能用于经济有效地以工业规模制造与市场上销售的商用制剂等同的一定浓度范围的过乙酸(或其他过酸)溶液。

通过常规反应方法(例如对于过乙酸的情况，过氧化氢与乙酸或乙酸酐反应制得35-40重量％的过乙酸)可以制得单独一种高浓度的过乙酸(或其他过酸)，为本发明方法提供原料。与用来制备稀浓度的过乙酸的反应方法相比，能更为有效和更为快捷地制备这种高浓度的过乙酸作为原料。

本发明另一种实施方式涉及使用蒸馏的过乙酸作为根据本发明进行稀释的初始过乙酸溶液。通过蒸馏方法制得的过乙酸的特征通常在于，它是一种浓溶液，包含至少约10重量％、更优选至少约30重量％的过乙酸。另外，这种蒸馏的浓过乙酸溶液的特征进一步在于，从蒸馏过程回收该过乙酸产品时，其包含较低浓度的乙酸和过氧化氢。这种蒸馏的过乙酸溶液通常不是平衡溶液，但是比较稳定。

在本发明的这种实施方式中，用于稀释浓的蒸馏的过乙酸的稀释剂可以选自过氧化氢和水；乙酸和水；过氧化氢、乙酸和水；以及(不含水的)过氧化氢；(不含水的)乙酸；以及(不含水的)过氧化氢和(不含水的)乙酸。优选水性稀释剂。

在本发明各种实施方式中，可以使用浓的过乙酸储备液来有效制备另外一些更稀的过乙酸制剂，这些制剂通常在市场上有售，例如约1-30重量％的过乙酸。在生产线中采用反应方法或常规稀释方法单独制备各种浓度(3、5、10、12、15重量％等)的过乙酸制剂时，需要改造或扩大常规制造设备，而本发明的直接方法避免了这些额外成本。另外，本发明方法便于非常快速地制备所需的制剂，而不需要采用现有技术中的耗时的反应方法和变化的反应/稀释方法。

实施例

以下非限制性实施例说明了本发明的优选实施方式。

实施例1

在实施例1中，在实验室规模设备上进行了实验研究，以验证对包含约15重量％过乙酸的商购浓过乙酸制剂进行稀释，从而制备包含约5重量％过乙酸的稳定平衡的过乙酸溶液。该实施例说明使用两组分稀释剂(过氧化氢和水)制备稳定平衡的过乙酸溶液。

实施例1中使用的过乙酸溶液是FMC公司(FMC Corporation，Philadelphia，PA)作为Peracetic Acid 15％(15重量％过乙酸/10重量％过氧化氢)销售的浓的过乙酸溶液。Peracetic Acid 15％的FMC技术数据清单列出该制剂中的组分，具有以下额定重量％含量：

过乙酸 15

过氧化氢 10

乙酸 36

水(纯水) 39

稳定剂＜1

pH，1％溶液 2.9

对本实施例中实际使用的Peracetic Acid 15％进行分析，显示以下组成(所有值都是重量％)：

过乙酸 16.2

过氧化氢 9.5

乙酸 36.8

稳定剂 0.6

水(纯水) 36.9

pH，1％溶液 2.8

在该溶液中，过乙酸与乙酸的比值为0.44∶1，过乙酸与过氧化氢的比值为1.7∶1。

从以前对平衡的过乙酸溶液进行的研究工作看，确定包含5.4重量％过乙酸的平衡溶液也将包含12.3重量％的乙酸和18.5重量％的过氧化氢。利用这些信息，计算从16重量％的初始过乙酸溶液制备稀释的过乙酸溶液所需要的过氧化氢和水稀释剂的量，对于作为最初起始溶液的每10重量单位的16重量％过乙酸，稀释剂量为4.6重量单位的过氧化氢(100％H₂O₂基准)和14.9重量单位的水。用于该稀释剂中的过氧化氢是71重量％的过氧化氢水溶液，所以需要考虑已经存在于71％过氧化氢水溶液中的水来调节与该过氧化氢混合的实际水量。

在混合条件下，将该71重量％的过氧化氢水溶液加入要求的水中，制备水性稀释剂。然后同样在混合条件下，将该水性稀释剂与16重量％的过乙酸溶液组合。另外，在制备该水性稀释剂时，在加入过氧化氢水溶液之前，在该水性稀释剂所用的水中加入(每10重量单位的作为最初起始溶液的16重量％的过乙酸)0.3重量单位的补充稳定剂和0.2重量单位的硫酸。实施例1和之后的实施例都在25℃温度下进行。

对得到的稀释的过乙酸溶液进行分析，分析显示，该溶液包含5.6重量％的过乙酸、18.4重量％的过氧化氢和12.1重量％的乙酸。在该稀释的溶液中，过乙酸与乙酸的重量比为0.44∶1(与初始的过乙酸浓溶液的比值相比没有变化)，过乙酸与过氧化氢的重量比为0.29∶1(有所降低，初始的过乙酸浓溶液的比值为1.44∶1)。

在稀释溶液之后的19天时间内对得到的稀释的过乙酸溶液进行分析，以确定溶液中稀释的过乙酸与同样存在于该溶液中的过氧化氢和乙酸平衡。结果显示在表1中，表中的数据确定，得到的稀释的溶液是平衡的，在进行研究的19天时间内，过乙酸是稳定的。

表1

使用过氧化氢和水稀释剂将过乙酸溶液从16重量％稀释到5.5重量％

稀释后的天数	过乙酸(重量％)	H₂O₂(重量％)	乙酸(重量％)
				0	5.6	18.4	12.1
1	5.5	18.6	12.2

2	5.5	18.5	12.2
				3	5.5	18.6	12.2
6	5.5	18.4	12.2
				9	5.5	18.4	12.2
14	5.4	18.5	12.2
				19	5.5	18.5	12.2

实施例2

在实施例2中，在实验室规模设备上进行了实验研究，以验证对包含约5重量％过乙酸的商购浓过乙酸制剂进行稀释，从而制备包含约0.9重量％过乙酸的稳定平衡的过乙酸溶液。该实施例说明使用两组分水性稀释剂(乙酸和水，而实施例1中使用的是过氧化氢和水稀释剂)制备稳定平衡的过乙酸溶液。

实施例2中使用的过乙酸溶液是FMC公司(FMC Corporation，Philadelphia，PA)作为Peracetic Acid 5％销售的浓的过乙酸溶液。Peracetic Acid 15％的FMC技术数据清单列出该制剂中的组分，具有以下额定重量％含量：

过乙酸 5

过氧化氢 22

乙酸 10

水(纯水) 63

pH，1％溶液 2.8

对本实施例中实际使用的Peracetic Acid 5％进行分析，显示以下组成(所有值都是重量％)：

过乙酸 5.4

过氧化氢 21.4

乙酸 10.0

稳定剂 1.4

水(纯水) 61.8

pH，1％溶液 2.7

在该溶液中，过乙酸与乙酸的比值为0.54∶1，过乙酸与过氧化氢的比值为0.25∶1。

从以前对平衡的过乙酸溶液进行的研究工作看，确定包含0.9重量％过乙酸的平衡溶液也将包含18.9重量％的乙酸和2.2重量％的过氧化氢。利用这些信息，计算从5重量％的初始过乙酸溶液制备稀释的过乙酸溶液所需要的乙酸和水稀释剂的量，对于作为最初起始溶液的每10重量单位的5重量％过乙酸，稀释剂量为17.6重量单位的乙酸和70.7重量单位的水。

在混合条件下，将乙酸加入要求的水中，制备水性稀释剂。然后同样在混合条件下，将该水性稀释剂与5重量％的过乙酸溶液组合。另外，在制备该水性稀释剂时，在加入乙酸之前，在该水性稀释剂所用的水中加入(每10重量单位的作为最初起始溶液的5重量％的过乙酸)0.2重量单位的补充稳定剂。

在制备该溶液1天之后(技术问题导致无法在前一天进行完整分析)，对得到的稀释的过乙酸溶液进行分析，分析显示，该溶液包含0.9重量％的过乙酸、2.2重量％的过氧化氢和18.8重量％的乙酸。在该稀释的溶液中，过乙酸与乙酸的重量比为0.029∶1(有所降低，初始的过乙酸浓溶液的比值为0.54∶1)，过乙酸与过氧化氢的重量比为0.25∶1(与初始的过乙酸浓溶液的比值相比没有变化)。

在稀释溶液之后的19天时间内对得到的稀释的过乙酸溶液进行分析，以确定溶液中稀释的过乙酸与同样存在于该溶液中的过氧化氢和乙酸平衡。结果显示在表2中，表中的数据确定，得到的稀释的溶液是平衡的，在进行研究的19天时间内，过乙酸是稳定的。

表2

使用乙酸和水稀释剂将过乙酸溶液从5重量％稀释到0.9重量％

稀释后的天数	过乙酸(重量％)	H₂O₂(重量％)	乙酸(重量％)
				0	-	2.1	-
1	0.9	2.2	18.8
				2	0.9	2.2	18.8
3	0.9	2.2	18.8
				6	0.9	2.2	18.8
9	1.0	2.3	18.9
				14	0.9	2.2	18.8
19	1.0	2.3	18.9

实施例3

在实施例3中，在实验室规模设备上进行了实验研究，以验证对包含约15重量％过乙酸的商购浓过乙酸制剂进行稀释，从而制备包含约0.8重量％过乙酸的稳定平衡的过乙酸溶液。该实施例说明使用三组分水性稀释剂(过氧化氢、乙酸和水)制备稳定平衡的过乙酸溶液。

实施例3中使用的过乙酸溶液是与实施例1中所用相同的过乙酸制剂，即FMC公司(FMC Corporation，Philadelphia，PA)销售的Peracetic Acid 15％(15重量％过乙酸/10重量％过氧化氢)。

对实施例3中实际使用的Peracetic Acid 15％进行分析，显示以下组成(所有值都是重量％)：

过乙酸 16.2

过氧化氢 9.5

乙酸 36.8

稳定剂 0.6

水(纯水) 36.9

pH，1％溶液 2.8

从以前对平衡的过乙酸溶液进行的研究工作看，确定包含0.8重量％过乙酸的平衡溶液也包含11.9重量％的乙酸和3.9重量％的过氧化氢。利用这些信息，计算从16重量％的初始过乙酸溶液制备稀释的过乙酸溶液所需要的乙酸、过氧化氢和水稀释剂的量，对于作为最初起始溶液的每10重量单位的16重量％过乙酸，稀释剂量为31.4重量单位的乙酸、10.6重量单位的过氧化氢(100％H₂O₂基准)和215.0重量单位的水。用于该稀释剂中的过氧化氢是71重量％的过氧化氢水溶液，所以需要考虑已经存在于71％过氧化氢水溶液中的水来调节与该过氧化氢混合的实际水量。

在混合条件下，按顺序将乙酸和71重量％的过氧化氢水溶液各自加入要求的水中，制备水性稀释剂。然后同样在混合条件下，将该水性稀释剂与16重量％的过乙酸溶液组合。另外，在制备该水性稀释剂时，在加入乙酸和过氧化氢水溶液之前，在该水性稀释剂所用的水中加入(每10重量单位的作为最初起始溶液的16重量％的过乙酸)0.6重量单位的补充稳定剂。

对得到的稀释的过乙酸溶液进行分析，分析显示，该溶液包含0.8重量％的过乙酸、3.9重量％的过氧化氢和11.8重量％的乙酸。在该稀释的溶液中，过乙酸与乙酸的重量比为0.046∶1(有所降低，初始的过乙酸浓溶液的比值为0.44∶1)，过乙酸与过氧化氢的重量比为0.14∶1(有所降低，初始的过乙酸浓溶液的比值为1.7∶1)。

在稀释溶液之后的19天时间内对得到的稀释的过乙酸溶液进行分析，以确定溶液中稀释的过乙酸与同样存在于该溶液中的过氧化氢和乙酸平衡。结果显示在表3中，表中的数据确定，得到的稀释的溶液是平衡的，在进行研究的19天时间内，过乙酸是稳定的。

表3

使用过氧化氢、乙酸和水稀释剂将过乙酸溶液从16重量％稀释到0.8重量％

稀释后的天数	过乙酸(重量％)	H₂O₂(重量％)	乙酸(重量％)
				0	0.8	3.9	11.8
1	0.8	3.9	11.8
				2	0.8	3.9	11.8
3	0.8	3.9	11.8

6	0.8	3.9	11.8
				9	0.8	3.9	11.8
14	0.8	3.9	11.8
				19	0.8	3.9	11.8

对比例

在该对比例中，在实验室规模设备上进行了实验研究，以验证单独使用水对包含约15重量％过乙酸的商购浓过乙酸制剂进行稀释，从而制备包含约0.8重量％过乙酸的稳定平衡的过乙酸溶液。该对比例与以上实施例3类似，区别在于，单独使用水来稀释过乙酸浓溶液。通过以下结果确定，单独使用水作为稀释剂得到的过乙酸稀溶液并不平衡。

该对比例中使用的过乙酸溶液是与实施例3中所用相同的过乙酸制剂，即FMC公司(FMC Corporation，Philadelphia，PA)销售的Peracetic Acid 15％(15重量％过乙酸/10重量％过氧化氢)。

对该对比例中实际使用的Peracetic Acid 15％进行分析，显示以下组成，与实施例3中所用的相同(所有值都是重量％)：

过乙酸 16.2

过氧化氢 9.5

乙酸 36.8

稳定剂 0.6

水(纯水) 36.9

pH，1％溶液 2.8

该对比例的目的是制备包含约0.8重量％过乙酸的过乙酸稀溶液，与实施例3中所用目标过乙酸浓度相同。计算从16重量％的初始过乙酸溶液制备稀释的过乙酸溶液所需要的水稀释剂的量，对于作为最初起始溶液的每10重量单位的16重量％过乙酸，稀释剂量为30.2重量单位的水。

在促进良好混合的搅拌条件下，将水直接加入16重量％的过乙酸浓溶液中，形成均相溶液。另外，在将水稀释剂与16重量％过乙酸溶液组合之前，在该水稀释剂中加入(每10重量单位的作为最初起始溶液的16重量％的过乙酸)0.6重量单位的补充稳定剂。

将所述量的水加入16重量％过乙酸溶液之后，一开始得到4.1重量％的过乙酸溶液，该溶液并非平衡溶液。但是，这种非平衡溶液发生水解直至得到平衡溶液，其包含(所需的)0.8重量％过乙酸，与该水溶液中的过氧化氢和乙酸组分平衡。

对得到的稀释的过乙酸溶液进行分析，分析显示，该溶液包含4.1重量％的过乙酸和8.7重量％的乙酸；起初没有测量过氧化氢。在该稀释的溶液中，过乙酸与乙酸的重量比为0.046∶1(有所降低，初始的过乙酸浓溶液的比值为0.44∶1)，过乙酸与过氧化氢的重量比为0.14∶1(有所降低，初始的过乙酸浓溶液的比值为1.7∶1)。

在稀释溶液之后的19天时间内对得到的稀释的过乙酸溶液进行分析，以确定溶液中稀释的过乙酸是否与同样存在于该溶液中的过氧化氢和乙酸平衡。另外，在制备溶液之后的第43天进行分析，但是在第19天和第43天之间没有进行分析。结果显示在表4中，表中的数据证明，在首次制备时以及在之后19天时间内，得到的稀释的溶液是透明但不平衡的。

如表4中所示，在稀释的溶液中，过乙酸浓度从开始时的4.1重量％降低至稀释后第19天的1.0重量％。在进行研究的同样19天时间内，过氧化氢和乙酸浓度增大。过氧化氢浓度从稀释后1天的2.6重量％升高至稀释后19天的3.8重量％。同样，乙酸浓度从开始时的8.7重量％升高至稀释后第19天的11.6重量％。在进行研究的19天时间内每天进行分析，19天之后停止，随后在稀释后第43天进行分析，确定19天之后仍然没能获得平衡的过乙酸溶液。

表4

单独使用水作为稀释剂将过乙酸溶液从16重量％稀释到0.8重量％

稀释后的天数	过乙酸(重量％)	H₂O₂(重量％)	乙酸(重量％)
				0	4.1	--	8.7
1	3.5	2.6	9.4
				2	3.2	2.7	9.7
3	2.9	2.9	9.9
				6	2.1	3.2	10.6
9	1.7	3.5	11.0
				14	1.3	3.6	11.3
19	1.0	3.8	11.6
				43	0.8	3.9	11.8

实施例4

在实施例4中描述了两种假设的稀释情况，其中一种情况的水性稀释剂是过氧化氢水溶液，另一种情况的水性稀释剂在水溶液中同时包含过氧化氢和乙酸。在两种情况(4A和4B)中，对包含5.5重量％过乙酸的平衡的过乙酸溶液进行稀释，以制备包含0.55重量％过乙酸的平衡的过乙酸溶液，其中各自的过乙酸、过氧化氢、乙酸和水组分都处于平衡状态。

应该注意，如以下更详细描述的，情况4A和4B中的0.55重量％的目标过乙酸溶液是两种不同的平衡溶液，第一种溶液(4A)具有较高的过氧化氢浓度和较低的乙酸浓度，第二种溶液(4B)具有中等的过氧化氢和乙酸浓度。

在两种情况中，初始的5.5重量％过乙酸溶液具有相同的组成，是一种包含5.5重量％的过乙酸、67.0重量％的过氧化氢和0.40重量％的乙酸的平衡水溶液。

在第一种情况(4A)中，水性稀释剂是70重量％的过氧化氢水溶液，目标平衡过乙酸溶液是一种稀释后过乙酸浓度为0.55重量％、包含69.3重量％的过氧化氢和0.04重量％的平衡水溶液。计算从初始的5.5重量％过乙酸溶液制备这种包含0.55重量％过乙酸的稀释的过乙酸溶液所需要的水性过氧化氢稀释剂的量，对于作为初始(浓)溶液的每10重量单位的5.5重量％过乙酸，稀释剂量为62.6重量单位的过氧化氢(100％H₂O₂基准)和27.5重量单位的水。

用于该稀释剂的过氧化氢是70重量％的过氧化氢水溶液，所以需要考虑已经存在于70％过氧化氢水溶液中的水来对与过氧化氢水溶液混合的实际水量进行调节：将0.65重量单位的水与89.4重量单位的70重量％过氧化氢组合。

在情况4A中，水性过氧化氢稀释剂加料完成时，得到的稀释的过乙酸溶液是一种包含0.55重量％的过乙酸、69.25重量％的过氧化氢和0.04重量％的平衡溶液。在这种稀释的溶液中，过乙酸与过氧化氢的重量比为14∶1(与初始的浓过乙酸溶液相比没有变化)，过乙酸与乙酸的比值为0.008∶1(有所降低，初始的浓过乙酸溶液为0.08∶1)。

在第二种情况(4B)中，水性稀释剂是水溶液中的过氧化氢和乙酸，选择了一种不同的目标平衡过乙酸溶液，即一种稀释后浓度为0.55重量％过乙酸、还包含9.0重量％的过氧化氢和5.2重量％的乙酸的平衡的水溶液。

在情况4B中，计算要从初始的5.5重量％过乙酸溶液制备这种包含0.55重量％过乙酸的稀释的过乙酸溶液所需要的水性过氧化氢和乙酸稀释剂的量，对于作为初始(浓)溶液的10重量单位的5.5重量％过乙酸，稀释剂量为2.3重量单位的过氧化氢(100％H₂O₂基准)、5.2重量单位的乙酸和82.7重量单位的水。

该稀释剂中所用的过氧化氢是70重量％的过氧化氢水溶液，所以需要已经存在于该70％过氧化氢水溶液中的水来对与该过氧化氢水溶液混合的实际水量进行调节：将81.7重量单位的水与3.3重量单位的70重量％过氧化氢组合。

在情况4B中，水性过氧化氢和乙酸稀释剂加料完成时，得到的稀释的过乙酸溶液包含0.55重量％的过乙酸、9.0重量％的过氧化氢和5.2重量％的乙酸。在这种稀释的溶液中，过乙酸与乙酸的比值为0.10∶1(有所降低，初始的浓过乙酸溶液为14∶1)，过乙酸与过氧化氢的比值为0.06∶1(有所降低，初始的浓过乙酸溶液为0.08∶1)。

实施例5

在实施例5中描述了两种假设的稀释情况，其中的初始过乙酸溶液是蒸馏的浓过乙酸。所述蒸馏的过乙酸溶液是一种包含57重量％的过乙酸、2重量％的乙酸、0.1重量％的过氧化氢和余量的水的浓的过乙酸水溶液(情况5A和5B中使用相同的组成)；有机过氧化物(Organic Peroxides)，Daniel Swern编写，第1卷(1970)，Wiley-Interscience(纽约)，第351页的表7中揭示了这种过乙酸蒸馏物的组成。

采用两种不同的不含水的稀释剂，第一种情况(5A)使用过氧化氢，第二种情况(5B)使用过氧化氢和乙酸。在两种情况中，稀释剂都是不含水的：过氧化氢是100％H₂O₂，乙酸是冰醋酸，100％CH₃COOH。

对各稀释剂，在各情况中，使用两种不同的稀释剂对浓的过乙酸进行快速稀释，制备两种平衡的过乙酸溶液，它们各自包含5.7重量％的过乙酸，但是具有不同的过氧化氢和乙酸含量，其中各自的过乙酸、过氧化氢、乙酸和水组分都处于平衡状态。

在第一种情况(5A)中，使用100％的过氧化氢作为稀释剂。目标平衡过乙酸溶液是一种包含5.7重量％的过乙酸、90.0重量％的过氧化氢和0.2重量％的乙酸的平衡水溶液。

在情况5A中，计算从初始的57.0重量％过乙酸溶液制备包含5.7重量％过乙酸的稀释的过乙酸溶液所需要的过氧化氢稀释剂的量，对于作为初始(浓)溶液的每10重量单位的57.0重量％过乙酸，稀释剂量为90重量单位的过氧化氢(100％H₂O₂)。

在情况5A中，过氧化氢稀释剂加料完成时，得到的稀释的过乙酸溶液是一种包含5.7重量％的过乙酸、90.0重量％的过氧化氢和0.0重量％的乙酸的平衡溶液。在这种稀释的溶液中，过乙酸与过氧化氢的重量比为0.06∶1(有所降低，初始的浓过乙酸溶液为570∶1)，过乙酸与乙酸的比值为1.4∶1(与初始的浓过乙酸溶液相比没有变化)。

在第二种情况(5B)中，稀释剂是过氧化氢和乙酸。选择了一种不同的目标平衡的过乙酸溶液作为稀释终点，即一种包含5.7重量％的过乙酸、0.2重量％的过氧化氢和90.0重量％的乙酸的平衡的过乙酸水溶液。

在情况5B中，计算要从初始的57.0重量％过乙酸溶液制备一种包含5.7重量％过乙酸的稀释的过乙酸溶液所需要的过氧化氢和乙酸稀释剂的量，对于作为初始(浓)溶液的10重量单位的57.0重量％过乙酸，稀释剂量为0.15重量单位的过氧化氢(100％H₂O₂)和89.8重量单位的乙酸(100％CH₃COOH)。

在情况5B中，(不含水的)过氧化氢和乙酸稀释剂加料完成时，得到的稀释的过乙酸溶液包含5.7重量％的过乙酸、0.16重量％的过氧化氢和90.0重量％的乙酸。在这种稀释的溶液中，过乙酸与过氧化氢的重量比为36∶1(有所降低，初始的浓过乙酸溶液为570∶1)，过乙酸与乙酸的比值为0.06∶1(有所降低，初始的浓过乙酸溶液为28∶1)。

应该理解，本领域普通技术人员可以对上述实施方式进行变化，而不偏离其广义的本发明概念。所以应该理解，本发明并不限于所揭示的具体实施方式，而是意图包括落在所附权利要求限定的本发明精神和范围之内的修改。

Claims

1.一种快速稀释过酸水溶液的方法，该方法包括：

单独将除水以外的水性稀释剂引入过酸水溶液中，该水溶液包含有机过氧羧酸、过氧化氢、相应的羧酸和水，这些组分彼此基本平衡，制得过酸浓度低于初始浓度的稀释的过酸水溶液；

将稀释剂组分同时引入待稀释的过酸水溶液中；和

对引入的稀释剂组分的量进行调节，以提供一种包含过氧羧酸、过氧化氢、相应的羧酸和水的稀释的过酸水溶液，这些组分在稀释剂引入完成时已经彼此基本平衡。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述过氧羧酸是C₁-C₁₂的过氧羧酸，选自单羧基过酸和二羧基过酸。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述过氧羧酸是C₂-C₅的过氧羧酸，选自单羧基过酸和二羧基过酸。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在稀释之前，所述过酸水溶液具有约0.1-50重量％的过酸的平衡浓度。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，在稀释之前，所述过酸水溶液具有至少约1重量％的过酸的平衡浓度。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在稀释之后，所述过酸水溶液具有约0.01-35重量％的过酸的平衡浓度。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，在稀释之后，所述过酸水溶液具有至少约1重量％的过酸的平衡浓度。

8.一种快速稀释过乙酸水溶液的方法，该方法包括：

单独将除水以外的水性稀释剂引入过乙酸水溶液中，该水溶液包含过乙酸、过氧化氢、乙酸和水，这些组分基本彼此平衡，制得过乙酸浓度低于初始浓度的稀释的过乙酸水溶液；

引入的水性稀释剂选自过氧化氢和水；乙酸和水；过氧化氢、乙酸和水；

将稀释剂组分同时引入待稀释的过乙酸水溶液中；和

对引入的稀释剂组分的量进行调节，以提供一种包含过乙酸、过氧化氢、乙酸和水的稀释的过乙酸水溶液，这些组分在稀释剂引入完成时已经基本彼此平衡。

9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，在稀释之前，所述过乙酸水溶液具有约0.1-50重量％的过乙酸的平衡浓度。

10.如权利要求8所述的方法，其特征在于，在稀释之前，所述过乙酸水溶液具有至少约1重量％的过乙酸的平衡浓度。

11.如权利要求8所述的方法，其特征在于，在稀释之前，所述过乙酸水溶液具有至少约5重量的过乙酸的平衡浓度。

12.如权利要求8所述的方法，其特征在于，在稀释之后，所述过乙酸水溶液具有约0.01-35重量％的过乙酸的平衡浓度。

13.如权利要求12所述的方法，其特征在于，在稀释之后，所述过乙酸水溶液具有小于约1重量％的过乙酸的平衡浓度。

14.如权利要求8所述的方法，其特征在于，在稀释之后，所述过乙酸水溶液具有约1-35重量％的过乙酸的平衡浓度。

15.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述水性稀释剂组分作为单独组合的水溶液引入过乙酸水溶液中。

16.如权利要求8所述的方法，其特征在于，在充分混合条件下将所述水性稀释剂组分引入过乙酸水溶液中，以提供在整个溶液中的均匀分散体。

17.一种快速稀释浓的过乙酸溶液的方法，该方法包括：

单独将除水以外的水性稀释剂引入浓的过乙酸溶液中，该溶液包含至少约10重量％的过乙酸、过氧化氢、乙酸和水，制得过乙酸浓度低于初始浓度的稀释的过乙酸水溶液；

所述浓的过乙酸溶液是蒸馏的过乙酸溶液；

将稀释剂组分同时引入待稀释的浓的过乙酸溶液中；和

18.如权利要求17所述的方法，其特征在于，在稀释之前，所述浓的过乙酸溶液具有至少约30重量％的过乙酸的浓度。

19.如权利要求17所述的方法，其特征在于，所述引入的稀释剂选自过氧化氢和水；乙酸和水；以及过氧化氢、乙酸和水。

20.如权利要求17所述的方法，其特征在于，在稀释之后，所述过乙酸水溶液具有约1-35重量％的过乙酸的平衡浓度。

21.如权利要求17所述的方法，其特征在于，所述水性稀释剂组分作为单独组合的水溶液引入浓的过乙酸溶液中。

22.如权利要求17所述的方法，其特征在于，在充分混合下将所述水性稀释剂组分引入浓的过乙酸溶液中，提供在整个溶液中的均匀分散体。