CN1265089A - 通过调节溶剂/烃比控制烃氧化成相应酸的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种通过将烃(例如环已烷)用含气体氧化剂(优选氧气)氧化制备酸(例如已二酸)的方法和装置。优选在稳态条件下,在优选包含溶剂、催化剂、水和引发剂的液体混合物中使烃与气态氧化物进行反应。可按照使选自反应速率、反应性、选择性和收率的反应参数保持在希望的范围,或将反应参数调到希望的范围的方式控制溶剂/烃比。

Description

通过调节溶剂/烃比控制烃氧化成相应酸的方法和装置
技术领域
本发明涉及通过直接法将烃例如环己烷氧化成相应的酸例如己二酸的方法及装置。
背景技术
许多参考文献(专利和著作)都涉及通过烃的氧化来生成酸，最重要的一种是己二酸的方法。己二酸能用来生产尼龙66纤维和树脂、聚酯、聚氨酯和其它各种化合物。
现有不同的工艺方法来生产己二酸。传统方法是第一步先将环己烷用氧气氧化成环己酮和环己醇的混合物(KA混合物)，再将KA混合物用硝酸氧化成己二酸。其它的工艺方法中包括“过氧化氢法”，“硼酸法”，和“直接合成法”，直接合成法是在溶剂、催化剂和引发剂或促进剂存在下，将环己烷用氧气直接氧化成己二酸。
长期以来，直接合成法曾受到很大关注，但迄今为止，却发现该法在工业上很少成功。原因之一是该法尽管初看起来很简单，但实际却极为复杂。由于这种复杂性，使得在不同参考资料中的结果、解释和观点都能发现明显矛盾之处。
众所周知，按直接合成法所进行的反应发生后，室温下存在一个两相液体混合物，同时还有主要由己二酸组成的固相。两液相分别称作“极性相”和非极性相”。但是，迄今为止，除了将己二酸从“极性相”分离出来，并将这些相经过或未经处理，部分或全部循环回反应器以外，并未对该两相的重要性给予更多关注。
还有一个值得注意的地方是大部分关于直接法的研究，从文字或实际来看，都是以间歇模式实施的。
许多参考文献都涉及有机化合物氧化生产酸，例如己二酸，和/或中间产物，例如环己酮、环己醇、环己基过氧化氢等。
在众多的参考文献中，下列文献可看作与二元酸及中间产物制备有关的代表性氧化工艺方法。
美国专利5,463,119(Kollar)，美国专利5,374,767(Drinkard等人)，美国专利5,321,157(Kollar)，美国专利3,987,100(Barnette等人)，美国专利3,957,876(Rapoport等人)，美国专利3,932,513(Russell)，美国专利3,530,185(Pugi)，美国专利3,515,751(Oberster等人)，美国专利3,361,806(Lidov等人)，美国专利3,234,271(Barker等人)，美国专利3,231,608(Kollar)，美国专利3,161,603(Leyshon等人)，美国专利2,565,087(Porter等人)，美国专利2,557,282(Hamblet等人)，美国专利2,439,513(Hamblet等人)，美国专利2,223,494(Loder等人)，美国专利2,223,493(Loder等人)，德国专利DE 44 26 132 A1(Kysela等人)和PCT国际专利公开号WO 96/03365(Constantini等人)。
上述参考文献，或发明人已知的其它任何参考文献，单个或综合看来都没有披露、提出或暗示过在服从本发明所描述和权利要求的复杂和严格控制及要求的条件下氧化成中间氧化产物的反应过程。
发明公开内容
如上所述，本发明涉及烃例如环己烷氧化成相应的酸例如己二酸的方法和装置。更具体地说，本发明涉及在反应区内，对包括催化剂、水、溶剂和任选引发剂的液体混合物中的烃氧化成相应酸的反应进行控制的方法，在希望的催化剂、水、溶剂和引发剂含量下，溶剂和烃具有初始溶剂/烃比，该方法的特征在于如下步骤：
(a)于第一温度下将液体混合物在反应区与气态氧化剂接触，第一温度应高至足以使氧化反应进行；
(b)控制溶剂/烃比处于能使反应速率和/或反应性在希望的催化剂、水和引发剂含量下达到最大的范围内。
反应速率定义为每单位时间烃氧化的摩尔数。
反应性的定义是反应速率除以反应区内所有混合物的总体积，或换句话说是反应所包含的混合物单位体积的反应性。
连续操作中所用术语“溶剂/烃比”是指在反应区进口或出料管线的溶剂与烃的比例，下文还将进一步作解释。该比例与反应室内稳态条件下溶剂/烃比基本相同。
所用术语“稳态”是指反应已达平衡态，但是该平衡可定期或连续地调节，以达到希望的结果。
术语某组分(反应物、反应产物、惰性物质或存在的其它任何类物质)的“含量”包括“相对含量”和“百分含量”两种。按照本发明，采用其中某一种“含量”都可进行方法和装置的操作。在某些情况下，使用某一种比使用另一种更方便。组分的“相对”含量表示例如在反应区，组分以重量单位或体积单位计所存在的量分别与以重量单位或体积单位计的100单位其余存在的组分，或是其余要研究的组分做比较。在此情况下，彼此之间的比例固定。另一方面，“百分含量”是基于所有组分或所需数目的特定组分总量的百分比表示的含量和“百分比”可以用体积或重量表示。
在本发明的一个具体实施方案中，控制溶剂/烃比的步骤包括开始将溶剂/烃比增加预定量的步骤，和
(a)若反应速率和/或反应性增加，则继续提高溶剂/烃比达到反应速率和/或反应性不再进一步增加的点；和
(b)若反应速率和/或反应性下降，则降低溶剂/烃比，且若反应速率和/或反应性增加，则继续降低溶剂/烃比达到反应速率和/或反应性不再进一步增加的点。
在本发明的另一个不同的具体实施方案中，控制溶剂/烃比的步骤包括开始将溶剂/烃比降低预定量的步骤，和
(a)若反应速率和/或反应性增加，则继续降低溶剂/烃比达到反应速率和/或反应性不再进一步增加的点；和
(b)若反应速率和/或反应性下降，则提高溶剂/烃比，且若反应速率和/或反应性增加，则继续提高溶剂/烃比达到反应速率和/或反应性不再进一步增加的点。
若将溶剂/烃比增加或降低预定量后仍不能改变反应速率和/或反应性，则优选溶剂/烃比基本维持
本发明还涉及在反应区内，对包括催化剂、水、溶剂和任选引发剂的液体混合物中的烃氧化成相应酸的反应进行控制的方法，在希望的催化剂、水、溶剂和引发剂含量下，溶剂和烃具有初始溶剂/烃比，该方法的特征在于如下步骤：
(a)于第一温度下将液体混合物在反应区与气态氧化剂接触，第一温度应高至足以使氧化反应进行；
(b)按照能使反应速率和或反应性基本维持反应速率和/或反应性在希望的范围内的方式，或是当希望的催化剂、水和引发剂含量条件下反应速率和/或反应性在初始溶剂/烃比时处于反应速率和/或反应性希望的范围以外时将反应速率和/或反应性调到所述的反应速率和/或反应性范围的方式控制溶剂/烃比。
控制溶剂/烃比步骤包括开始将溶剂/烃比增加预定量的步骤，和
(a)若反应速率和/或反应性移向希望的反应速率和/或反应性范围，则继续提高溶剂/烃比达到反应速率和/或反应性处于希望的反应速率和/或反应性范围的点，或达到反应速率和/或反应性不再进一步移向希望的反应速率和/或反应性范围的点；和
(b)若反应速率和/或反应性与希望的反应速率和/或反应性范围远离，则降低溶剂/烃比，和若反应速率和/或反应性移向希望的反应速率和/或反应性范围，则继续降低溶剂/烃比达到反应速率和/或反应性处于希望的反应速率和/或反应性范围的点，或达到反应速率和/或反应性不再进一步移向希望的反应速率和/或反应性范围的点。
或者，控制溶剂/烃比步骤包括开始将溶剂/烃比降低预定量的步骤，和
(a)若反应速率和/或反应性移向希望的反应速率和/或反应性范围，则继续降低溶剂/烃比达到反应速率和/或反应性处于希望的反应速率和/或反应性范围的点，或达到反应速率和/或反应性不再进一步移向希望的反应速率和/或反应性范围的点；和
(b)若反应速率和/或反应性与希望的反应速率和/或反应性范围远离，则提高溶剂/烃比，和若反应速率和/或反应性移向希望的反应速率和/或反应性范围，则继续提高溶剂/烃比达到反应速率和/或反应性处于希望的反应速率和/或反应性范围的点，或达到反应速率和/或反应性不再进一步移向希望的反应速率和/或反应性范围的点。
若反应速率和/或反应性处于希望的反应速率和/或反应性范围，则溶剂/烃比优选基本维持其初始值。
为进一步提高反应速率和/或反应性，液体混合物至少部分可雾化。
本发明的一个具体实施方案中，烃包括选自环己烷、环己酮、环己醇、环己基过氧化氢、邻二甲苯、间二甲苯和对二甲苯的化合物；氧化剂包括氧气；主要部分酸包括选自己二酸、邻苯二甲酸、间苯二甲酸和对苯二甲酸的化合物。
本方法进一步包括将酸与选自多元醇、多胺和多酰胺的化合物按分别生成聚酯、或聚酰胺、或(聚酰亚胺和/或聚酰胺-酰亚胺)聚合物的方式进行反应的步骤。本方法还可进一步包括将聚合物纺丝成纤维的步骤。
本发明方法还可采用同一技术手段，按将烃氧化反应调至选择性和/或收率优选范围或优选值，或维持烃氧化反应处于选择性和/或收率优选范围的方式控制溶剂/烃比，来替换或补充反应速率和/或反应性控制方式。
按照本发明，选择性，例如酸选择性的定义是生成的所期望酸占总酸量的摩尔百分数。例如，在生成己二酸的情况中，酸选择性是通过将反应中生成的己二酸摩尔数除以所生成的全部酸(一般是己二酸、戊二酸和丁二酸)摩尔数再乘以100计算出的。
收率的定义是生成的所期望产物的实际摩尔数除以所期望产物理论上应生成的摩尔数再乘以100。
反应速率、反应性、选择性和收率可称作反应参数，都可受到溶剂/烃比的影响。
本发明的方法和装置特别适合于其中酸包括己二酸，烃包括环己烷，溶剂包括乙酸，催化剂包括钴盐，引发剂包括选自环己酮、、环己基过氧化氢、乙醛和它们的混合物一类的化合物，且气态氧化剂包括氧气的情况。
反应期间，最优选液体混合物在操作温度下基本只有单液相，存在或不存在固相或气相。第二液相的存在会显著降低反应速率和/或反应性。
本发明还涉及在溶剂、催化剂和任选引发剂存在下，用气态氧化剂将烃控制氧化成相应酸的反应装置，该装置的特征为：
一个反应室；
与反应室连接的进料设备，用来将气态氧化剂、溶剂、烃、催化剂和任选引发剂送入反应室；和
与进料设备连接的控制设备，用来调节进入反应室的烃和溶剂进料速率或流率，使所述流率调至希望的溶剂/烃比，该希望的比例能获得最高反应速率和/或反应性。
反应装置还可进一步包括与反应室连接的反应速率和/或反应性检测设备，用来检测反应室内的反应速率和/或反应性。
反应装置可包括雾化反应器、搅拌釜式反应器或循环式反应器，或是它们的组合，或是任何其它类型反应器。
附图简述
参照下文的详细描述，结合附图，能加深读者对本发明的理解，其中：
图1图示说明本发明优选实施方案的简要方快图。
发明详述
如上所述，本发明涉及通过直接法将烃例如环己烷氧化成相应的酸例如己二酸的方法及装置。
如上定义，反应速率，尤其是反应性是极为重要的参数，因为它们能反映任一具体方法经济上是否可行。即使在极端情况下，即转化率为100％，且收率为100％的情况下，若反应性很低，则该方法必然不够经济。
按照本发明，可通过控制溶剂/烃比使烃氧化成酸的反应速率和/或反应性最高。
尽管最优选反应速率和/或反应性达到最高，但在有些情况下，转化率、选择性、收率等因素抵消了由反应速率和/或反应性最大化获得的好处时，优选反应速率和/或反应性定为一个低于最高值的值。在这种情况下，溶剂/烃比维持在能使反应速率和/或反应性维持在较最高反应速率和/或反应性低的希望的反应速率和/或反应性的水平。
按照本发明，可按选择性和/或收率最高，或是调节到选择性和/或收率希望的范围，或是维持在选择性和/或收率希望的范围来控制溶剂/烃比。下面的实施例主要涉及反应速率和/或反应性，但它们同样可很好地应用于选择性和/或收率。
本发明可联系图1例示说明。图1所绘的为一套包括含反应区14的反应室12的反应系统或装置10。图1只示出了为更清楚说明本发明必要的部分，其它处理、产物或副产物分离、再循环等本领域熟知的设备为简明起见未在图1示出。
反应室12可以是搅拌釜反应器、雾化反应器、循环式反应器或其它任何本专业已知的反应器。
图中示出了若干与反应室12连接的进料管线，至少是进料设备15的一部分，如普通进料管线16、溶剂进料管线18、烃进料管线20和气态氧化剂进料管线22。为更好地例示说明本发明这些管线按此方式说明。但这些管线可以合并，可包含再循环物料，可以是多根或单根等。进料设备15可包括热交换器、预混器、流量计、热电偶等，且它们可连接控制仪26的一个或多个输入端24(简明起见未示出)。控制仪26再通过它的一个或多个输出端28连接液体进料设备15，用本专业众所周知的方法控制它的操作。
阀16a、18a、20a和22a分别与管线16、18、20和22连接，分别控制经这些管线进入反应室12中反应区14的物料。这些阀由控制仪26通过输出线16″、18″、20″和22″分别控制。
流量计30与管线22连接，用来监测经管线22进入反应室12中反应区14的气态氧化剂流量，通过输入线30′给控制仪26提供流量信息。为简明起见，为控制仪26提供来自管线16、18和20流量信息的流量计未示出。同样原因，温度、压力监测仪及控制反应室12中反应区14温度和压力的设备也未示出，但它们都是本领域极为熟悉的。
尾气排出管线32与反应室12连接，用来移出尾气。为简明起见，用来物料热平衡及再循环过程的回流冷凝器、滗析器、蒸馏塔或本领域熟知的这类设备也未示出。
氧气分析仪可通过第一取样管线36与尾气排出管线32连接，用来分析尾气中的氧含量。氧含量信息通过连接控制仪26输入端24之一的输入线34’提供给控制仪26。
反应室12的反应区14中的物料通过出料管线38移出，用于进一步处理、分离氧化产物、再循环等过程。
分析仪40可通过第二取样管线42与出料管线38连接，用来分析流经出料管线38的物料，尤其是本发明最为关心的烃如环己烷含量。当然，分析仪40可用来分析物料中的任何成分，包括但不限于溶剂、水、氧化产物例如己二酸、副产物例如丁二酸和戊二酸等。分析仪40优选包括诸如HPLC、GC、GC/MS、GC/FID类的分析仪。分析信息再通过与控制仪26输入端24之一连接的输入线40’提供给控制仪26。
在本实施方案的操作中，优选在稳态条件下，将烃例如环己烷通过烃进料管线20，溶剂通过管线18，氧气通过管线22进入反应室12的反应区14。催化剂，任选水和任选引发剂通过管线16进入反应室12。如上文所述，为更好地例示本发明，管线16、18和20是分开的，尽管这些管线中也可能存在其它物料，例如不同比例的溶剂、烃、催化剂、水、引发剂的一或多种的混合物。
控制仪可至少部分根据来自物料平衡数据的信息计算流经管线16、18和20的每一料流的组成，或者从进料设备或其它设备所包括的另外分析仪(未示出)中得到组成测定结果。为简明起见，暂定为所有溶剂都经管线18进入，所有烃都经管线20进入。
反应速率和反应性可以若干不同途径由控制仪确定。从流量计30获得的信息给出进料氧化剂如氧气的流率，而氧气分析仪提供的信息则是关于排出氧化剂的流率。进料氧化剂与排出氧化剂流率之差就是实际测定的反应速率。反应性可依据反应室12内非气态物的体积来计算。
确定反应速率的更精确途径是例如由管线20(为简明起见，假定全部烃都经管线20进入反应室12)中的进料烃流率与由管线38排出反应室12经分析仪40测定的排出烃流率之差计算得到的。在此情况下，反应性也依据反应室12内非气态物的体积来计算。
如上所述，连续操作中所用术语“溶剂/烃比”是指在反应区出口或出料管线的溶剂与烃的比例。该比例应与反应室的反应区14内溶剂/烃比相同或非常接近。该出料管线是管线38。分析仪40通过取样管线42从管线38中取样，分析溶剂及烃的含量，由此获得溶剂/烃比。在间歇操作的情况下，溶剂/烃比不断变化，不易控制。
在本实施方案中，接着要将经管线18的进料溶剂流率(为简明起见，同样假定经管线18进入反应区14的只有溶剂)增加一预定量，经管线20的进料烃流率减少一预定量，使进入反应区14的溶剂和烃总质量保持恒定。这样就使溶剂/烃比改变了一预定量。
若反应速率和/或反应性增加，则进一步优选渐增提高溶剂/烃比直到反应速率和/或反应性不再进一步增加的点。若通过提高溶剂/烃比造成反应速率和/或反应性下降，则降低溶剂/烃比到低于初始溶剂/烃比的点。若通过这种手段反应速率和/或反应性增加，则进一步降低溶剂/烃比直到反应速率和/或反应性不再进一步增加。
或者(为简明起见，同样假定经管线18进入反应区14的只有溶剂)，可从溶剂/烃比降低一预定量开始，进料烃流率增加一相应量，使分别经管线18和20进入反应区14的溶剂和烃总质量保持恒定。这样就使进入反应区的溶剂/烃比改变了一相应预定量。
若反应速率和/或反应性增加，则进一步优选渐次降低溶剂/烃比直到反应速率和/或反应性不再进一步增加。若通过降低溶剂/烃比造成反应速率和/或反应性下降，则溶剂/烃比要升高到高于初始溶剂/烃比点。溶剂/烃比直到反应速率和/或反应性不再进一步增加。
或者(为简明起见，同样假定经管线18进入反应区14的只有溶剂)，可从溶剂/烃比降低一预定量开始，将进料烃流率增加一相应量，使分别经管线18和20进入反应区14的溶剂和烃总质量保持恒定。这样就使进入反应区的溶剂/烃比改变了一相应预定量。若通过这种手段，反应速率和/或反应性增加，则进一步提高溶剂/烃比直到反应速率和/或反应性不再进一步增加。
若将溶剂/烃比增加或降低预定量后仍不能改变反应速率和/或反应性，则优选溶剂/烃比基本维持其初始水平。
在许多情况下，最好维持反应速率和/或反应性在预定范围内而不是最大化。在这类情况下操作过程与下文所描述的过程类似。
开始将溶剂流率增加一预定量，使溶剂/烃比也从初始值增加一预定量，若反应速率和/或反应性移向希望的反应速率和/或反应性范围，则进一步且优选渐增提高溶剂/烃比达到反应速率和/或反应性处于希望的反应速率和/或反应性范围的点。
若反应速率和/或反应性与希望的反应速率和/或反应性范围远离，则降低溶剂/烃比，和若反应速率和/或反应性移向希望的反应速率和/或反应性范围，则进一步且优选渐次降低溶剂/烃比达到反应速率和/或反应性处于希望的反应速率和/或反应性范围的点。
或者，可从溶剂/烃比降低一预定量开始。若反应速率和/或反应性移向希望的反应速率和/或反应性范围，则进一步降低溶剂/烃比达到反应速率和/或反应性处于希望的反应速率和/或反应性范围的点。若反应速率和/或反应性与希望的反应速率和/或反应性范围远离，则提高溶剂/烃比，若反应速率和/或反应性移向希望的反应速率和/或反应性范围，则进一步提高溶剂/烃比达到反应速率和/或反应性处于希望的反应速率和/或反应性范围。
若反应速率和/或反应性处于希望的反应速率和/或反应性范围，则溶剂/烃比优选基本维持其初始值。
进料溶剂流率的渐变量(相应于进料烃的变化)优选小于15％，更优选小于10％，且最优选在2-7％范围。例如，若溶剂的初始流率为60单位，烃流率为40单位，则溶剂的渐变量优选小于9个单位，更优选小于6个单位，且最优选在1.2到4.2单位范围。烃流率的相应变化应使溶剂单位与烃单位的总和基本等于100流率单位。
渐变频率和灵敏度取决于反应室12中反应区14的大小、流率和每种情况下的其它参数。但是对每种情况而言，它们很容易确定。
本发明方法还可采用同一技术手段，按将烃氧化反应调至选择性和/或收率优选范围或优选值，或维持烃氧化反应处于选择性和/或收率优选范围的方式控制溶剂/烃比，来替换或补充反应速率和/或反应性控制方式。
最优选在调节溶剂/烃比的操作过程中，反应室12的反应区14中的催化剂、任性引发剂和水含量基本保持恒定。若它们因某些原因方生变化，则要对溶剂/烃比重新调节。如上所述，出于更好说明本发明的目的，上面的实施方案中假定进入反应区14的溶剂和烃分别只能来自管线18和20。尽管其它配料经管线16进入反应区14，但气态氧化剂经管线22进入反应区。这类情况实际上不太常见。但是，控制仪26可控制各个管线的料流，获得同样的最终效果。
反应速率、反应性、选择性和收率可称作反应参数，都可受到溶剂/烃比的影响。
应该理解，按本发明，任何液体或气体和尾气都可部分或全部从任一工段再循环到另一工段。
按照本领域熟知的技术，二元羧酸(例如己二酸、邻苯二甲酸、间苯二甲酸和对苯二甲酸等)或其它适用化合物可与选自与多元醇、多胺和多酰胺的第三反应剂按分别生成聚酯、或聚酰胺、或(聚酰亚胺和/或聚酰胺-酰亚胺)聚合物的方式进行反应。为避免过度交联，优选多元醇、多胺和聚酰亚胺主要是二醇、二胺和二酰胺。通过本领域熟知的技术还可将该方法得到的聚合物纺丝成纤维。
控制仪类型优选计算机化控制仪，优选的计算机控制仪是人工智能系统(专家系统、神经网络和模糊逻辑系统，其功能为本专业所熟知)。这三类人工智能系统中，神经网络系统是一种学习系统，能从装置的不同地方收集信息(例如压力、温度、化学分析或其它分析等)，将此信息与结果(例如反应速率)储存，并且编有程序，能在以后利用此信息和其它可利用的数据决定在每种情况下要采取的有关措施。专家系统依据专业人士的经验编程。模糊逻辑系统则基于直观原理加上专业原理。
尽管，各个操作优选由计算机控制仪来控制，但按本发明，采用其它任何类型的控制仪，甚至手动控制来控制一或多个操作也是可以的。
按照本发明的氧化过程是非破坏性氧化，其氧化产物不同于一氧化碳、二氧化碳和它们的混合物，例如是己二酸。当然，少量的这些混合物可连同氧化产物一起形成，氧化产物可以是一种产物或多种产物的混合物。
实例包括但当然并不限于由相应的饱和环脂族烃制备C5-C8脂族二元酸，例如由环己烷制备己二酸。其它的实例包括但不限于由甲苯、邻二甲苯、间二甲苯和对二甲苯分别生成苯甲酸、邻苯二甲酸、间苯二甲酸和对苯二甲酸。
关于己二酸，其制备过程特别适合采用本发明的装置和方法，在参考资料中，许多美国专利中都可发现一些通用信息。这些专利包括但不限于美国专利2,223,493、2,589,648、2,285,914、3,231,608、3,234,271、3,361,806、3,390,174、3,530,185、3,649,685、3,657,334、3,957,876、3,987,100、4,032,569、4,105,856、4,158,739(戊二酸)、4,263,453、4,331,608、4,606,863、4,902,827、5,221,800和5,321,157。
上面用来说明本发明操作过程的实例，仅仅是出于例示目的，不应看作以任何方式限制本发明范围。此外，应强调指出的是，上文所详细讨论的优选实施方案，以及其它包括在本发明范围内的实施方案，都可各自独立实际操作，或是按常识或专家意见，组合操作。实施方案的独立部分也可各自独立操作，或是与其它实施方案的独立部分或其它实施方案整体组合操作。这样的组合方式也属于本发明范围。
讨论中所做的解释仅为推测，并不是想缩小本发明的权利要求范围。
所有百分数和比例均为重量分数，除非另有注明。

Claims (13)

1.一种在反应区内，对包括催化剂、水、溶剂和任选引发剂的液体混合物中的烃氧化成相应酸的反应进行控制的方法，在希望的催化剂、水、溶剂和引发剂含量下，溶剂和烃具有初始溶剂/烃比，该方法的特征在于如下步骤：
(a)于第一温度下将液体混合物在反应区与气态氧化剂接触，第一温度应高至足以使氧化反应进行；
(b)按照能使选自反应速率、反应性、选择性和收率的反应参数基本维持在希望的范围内的方式，或是在希望的催化剂、水和引发剂含量及初始溶剂/烃比条件下，反应参数在希望的范围以外时将反应参数调到希望的范围内的方式来控制溶剂/烃比。
2.按权利要求1定义的方法，其中控制溶剂/烃比步骤包括开始将溶剂/烃比增加预定量的步骤，和
(a)若反应参数移向希望的范围，则继续提高溶剂/烃比直到反应参数处于所述的希望的范围的点，或直到反应参数不再进一步移向希望的范围；和
(b)若反应参数与希望的范围远离，则降低溶剂/烃比，且若反应参数移向希望的范围，则继续降低溶剂/烃比直到反应参数处于希望的范围的点，或直到反应参数不再进一步移向希望的范围的点。
3.按权利要求1定义的方法，其中控制溶剂/烃比步骤包括开始将溶剂/烃比降低预定量的步骤，和
(a)若反应参数移向希望的范围，则继续降低溶剂/烃比直到反应参数处于所述的希望的范围的点，或直到反应参数不再进一步移向希望的范围；和
(b)若反应参数与希望的范围远离，则提高溶剂/烃比，且若反应参数移向希望的范围，则继续提高溶剂/烃比直到反应参数处于希望的范围的点，或直到反应参数不再进一步移向希望的范围的点。
4.按权利要求1所定义的方法，其中若反应参数处于希望的范围，则溶剂/烃比基本维持其初始值。
5.按权利要求1、2、3或4所定义的方法，其中烃包括选自环己烷、环己酮、环己醇、环己基过氧化氢、邻二甲苯、间二甲苯和对二甲苯的化合物；
氧化剂包括氧气；和
主要部分酸包括选自己二酸、邻苯二甲酸、间苯二甲酸和对苯二甲酸的化合物。
6.按权利要求1、2、3、4或5所定义的方法，其中烃包括环己烷，催化剂包括钴盐，溶剂包括乙酸；引发剂包括选自环己酮、环己基过氧化氢、乙醛及其混合物的化合物，且气态氧化剂包括氧气。
7.按权利要求1、2、3、4、5或6所定义的方法，其中烃是环己烷，相应酸是己二酸。
8.按权利要求1、2、3、4、5、6或7所定义的方法，其中液体混合物在第一温度下基本不存在第二相。
9.按权利要求1、2、3、4、5、7或8所定义的方法，其中进一步包括将酸与选自多元醇、多胺和多酰胺的反应剂，按分别生成聚酯、或聚酰胺、或(聚酰亚胺和/或聚酰胺-酰亚胺)聚合物的方式进行反应。
10.按权利要求9所定义的方法，进一步包括将聚合物纺丝成纤维的步骤。
11.一种在溶剂、催化剂和任选引发剂存在下控制烃与气态氧化剂反应形成相应酸的装置，该装置的特征在于：
反应室
与反应室连接的进料设备，用来将气态氧化剂、溶剂、烃、催化剂和任选引发剂送入反应室；和
与进料设备连接的控制设备，用来调节进入反应室的烃和溶剂进料速率或流率，使所述流率调至希望的溶剂/烃比，该希望的比例能维持选自反应速率、反应性、选择性和收率的反应参数在希望的范围。
12.按权利要求11所定义的装置，进一步包括与反应室连接的反应参数测定设备。
13.按权利要求11或12所定义的装置，其中反应装置包括选自雾化反应器、搅拌釜式反应器或循环式反应器的反应器。
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