用于修复氯化聚芳族化合物的组合物和方法技术

本发明专利技术涉及有效修复在诸如地下水、地表水、土壤和制造产品的天然来源中见到的污染物的组合物和方法。所公开的组合物和方法提供通过在压力和热下用浓酸和氯化物盐处理氯化聚芳族化合物来修复氯化聚芳族化合物的方法。在已经发生分解之后，使生成的所得酸皮肤友好且没有腐蚀性。本文要求保护的组合物和方法使得产品对人类和动物组织接触安全，而不造成损伤。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于修复氯化多芳族化合物的组合物和方法相关申请的交叉引用本申请要求2011年8月17日提交的美国临时专利申请第61/524,561号在35U.S.C.§119(e)下的权益，其通过引用结合到本文中来，引用的程度就如同在本文中全面陈述一样。专利
本专利技术涉及有效修复在诸如地下水、地表水、土壤和制造产品的天然来源中见到的污染物的组合物和方法。专利技术背景PCBs是由两个连接且含有至少1-10个氯原子的苯环组成的有机化合物。可能存在PCBs的209种理论上不同的组合，在商业上见到其中的130种。PCBs是一组包含氯化多环芳烃的氯化多芳族化合物，在二十世纪三十年代早期由于它们独特的热稳定性和非反应性性质而开始在许多商业应用中广泛使用。近来发现PCBs也是高毒性的。因为该毒性，PCBs的制造和使用大大缩减且其使用通常限于封闭系统。然而，因为其热和化学稳定性及非反应性性质，PCBs以显著的量存在于环境中并且已经发现它们到达了各级食物链。因此，需要从环境中除去PCBs及其他多芳族化合物的有效且经济的方法。PCB的一些基本性质有：1)其是无臭无味澄清的浅黄色粘性液体，但当氯化程度较高时，粘度增加且颜色变成深黄色；2)其在水中具有极低的溶解度，其溶解度在用有机溶剂和脂肪的情况下增加，闪点温度为170-380℃；3)其耐氧化、还原、加成、消除和电子取代反应；4)随着氯百分数增加，熔点和亲油性(溶解于脂肪中的能力)也增加，但同时其水溶解速率减小；5)PCBs可以非常容易地渗透皮肤、PVC和胶乳，但不可透过丁基橡胶、丁腈橡胶、氯丁橡胶和聚乙酸乙烯酯；6)其非常稳定且不会非常容易地分解；及7)化学、热和生化反应困难，因为其在氧化的情况下产生毒性很大的产物，诸如二苯并二噁英和二苯并呋喃。PCB已经在许多应用中使用，诸如：在变压器用绝缘流体中、在荧光和电力变压器中的冷却剂；油漆；水泥；杀虫剂；在电线中的保护套；填缝密封剂；胶粘剂；防水化合物；阻燃剂产品；多种重工业油；在变压器中的电气流体；电容器；除尘剂；切削油；传热流体；液压润滑剂；沥青覆层材料；无碳复印纸；手术植入物；压缩机油；介电流体；染料；电磁体；灰浆；油墨；与石棉混合；天然气管道；杀虫剂；增塑剂；涂胶剂；空间加热器；潜水井泵；焦油纸和石蜡增量剂。还已知PCBs是香烟烟气的产物。PCBs可在被脂肪细胞吸收之后长时间呆在体内，并且可经由母乳喂养传输到新生儿体内。PCBs的有害作用已经在肝损伤、龋齿、皮疹、月经周期无规律、胎儿流产、罕见皮肤溃疡和癌症中观察到。暴露于PCBs还可能造成癌症、心脏病、生殖问题、精子数减少、先天缺陷、免疫抑制和内分泌紊乱。对于孕妇，存在胎儿和新生儿缺陷的特殊危险。这些缺陷可包括但不限于出生率降低、头围较小、早产、反应迟钝、视觉识别受损、短期记忆较弱、增重不足、IQ降低和/或注意力难以集中。关于PCBs在鱼、贝类、海豹、海鸟和猛禽类中存在的报告最先在1966年发表。在1967年，PCBs在人体脂肪组织中检测到，虽然浓度较低。在1968年，来自泄露的冷却系统的PCBs污染了日本的食品工厂中的糠油罐。由于消费了污染的糠油，1,000人患上随后全世界称为油症(YushoDisease)的疾病。可分解PCBs的一些方法包括：1)在1200℃的温度下用过量的氧气和燃料焚烧；2)超声波处理，其中水进行PCBs的热解氧化，将其还原成二氧化碳、一氧化碳和烃(CH+)并释放氯(Cl-)；3)照射，其中将PCBs与矿物油或异丙醇及氢氧化钾混合且随后用γ射线轰击，自联苯释放氯；4)热解，其使用等离子弧光法以达到1200℃，但在惰性环境下；5)使用微生物攻击PCBs中的碳元素；6)使用酶作为催化剂来加速PCBs的分解；和7)化学取代以用聚乙二醇置换氯，其必须在氮气下进行以顺应产生不溶性芳基聚二醇的恰当反应，该芳基聚二醇被滤出。然而，这些方法成本高且难以大规模地进行。通常，PCBs仅仅通过焚化而处置掉。然而，该方法很可能生成诸如副产物的有害材料(例如，二噁英)，且因此目前并不采用焚化处置。因此，需要开发分解PCBs的方法，该方法成本不高且不生成任何有害的副产物。在寻找不生成有害材料(例如，二噁英)的方法的尝试中，近来已经提议其中将PCBs在具有374℃或更高的温度且含有氧化剂的超临界水中氧化分解的方法。然而，因为PCBs在化学上稳定，将优选在600℃或更高的温度下分解PCBs。专利技术概述所公开的组合物和方法提供了通过在压力和热下处理多氯联苯来修复多氯联苯的方法。在已经发生分解之后，使生成的所得组合物皮肤友好且没有腐蚀性。本文要求保护的组合物和方法使得产品对人类和动物组织接触安全，而不造成损伤。本专利技术的一个实施方案涉及有效修复氯化多芳族化合物的组合物，所述组合物包含盐酸、氯化物盐和水的混合物，其中所述混合物在0.1重量％的浓度下具有小于2.0的pH且在1重量％的浓度下具有2.0x1024至4.5x1024的质子计数。本专利技术的另一实施方案涉及修复氯化多芳族化合物的方法，其包括以下步骤：混合浓盐酸与水以产生放热反应；混合一定量的包含至少一种氯化多芳族化合物的组合物与盐酸和水的所述混合物；使所述氯化多芳族化合物和酸混合物经受增加的压力并将所述混合物的温度增加到至少600℃；维持所述混合物的温度在600℃或高于600℃历时至少120秒；和将氯化物盐加到所述氯化多芳族化合物和酸混合物中。示例性实施方案的描述在本说明书中和在随后的权利要求书中，将提到许多术语，这些术语应该限定为具有以下含义：在整个说明书中，除非上下文需要，否则词语“包含”或其变体应该理解为意味着包括所陈述的步骤或步骤组，但不排除任何其他步骤或步骤组。必须注意到，除非上下文明确指出其他情况，否则如在本说明书和所附权利要求中所使用，单数形式“一”、“该”和“所述”包括多个对象。“任选的”或“任选地”是指随后描述的情况或事件可能发生或可能不发生，且该描述包括其中所述情况或事件发生的事例和其中所述情况或事件不发生的事例。范围在本文中可表示为自“约”一个特定值和/或至“约”另一特定值。当表示这样的范围时，另一方面包括自这一特定值和/或至该另一特定值。类似地，当通过使用前行词“约”将值表示为近似值时，应理解所述特定值形成另一方面。应进一步理解各个范围的端点与另一端点显著相关但独立于另一端点。除非具体陈述相反情况，否则组分的重量%基于包含该组分的制剂或组合物的总重量。“皮肤友好(dermal)”在本文中用以表示当产品与活组织接触时对该组织没有发生物理或化学变化。对所述组织没有烧灼感或损坏。全球化学品统一分类和标签制度(GHS)定义皮肤刺激为“在施用试验物质高达4小时之后对皮肤产生可逆损坏”并定义皮肤腐蚀为“在施用试验物质高达4小时之后对皮肤产生不可逆损坏；即穿过表皮并进入真皮的可见坏死”。本专利技术的一个实施方案涉及有效修复氯化多芳族化合物的组合物，所述组合物包含盐酸、氯化铵和水的混合物。在本专利技术的另一实施方案中，有效修复的氯化多芳族化合物为多氯联苯或PCB。本专利技术的一个实施方案涉及有效修复氯化多芳族化合物的高度质子化的组合物，所述组合物具有低pH和不腐蚀性质且在以1重量％的浓度存在时具有2.0x1024至4.5x1024的质子计数本文档来自技高网...

【技术保护点】
有效修复氯化聚芳族化合物的组合物，所述组合物包含盐酸、氯化物盐和水的混合物，其中所述组合物在所述混合物以0.1重量%的浓度存在时具有小于2.0的pH，且在所述混合物以1重量%的浓度存在时具有2.0 x 1024至4.5 x 1024的质子计数。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.08.17 US 61/524,5611.修复氯化多芳族化合物的方法，其包括以下步骤：a)混合浓盐酸与水以产生放热反应；b)混合一定量的包含至少一种氯化多芳族化合物的组合物与步骤a)的盐酸和水的混合物；c)使步骤b)的氯化多芳族化合物和酸混合物经受增加的压力，由此将所述混合物的温度增加到至少600℃；d)维持步骤c)的混合物的温度在600℃或高于600℃历时至少120秒；和e)将氯化物盐加到步骤d)的氯化多芳族化合物和酸混合物中，其中所述氯化物盐以为盐酸的5%-30重量%的浓度加到所述氯化多芳族化合物和酸混合物中，且其中将包含至少一种氯化多芳族化合物的组合物以35份-150份所述组合物对1份盐酸和水的浓度加到盐酸和水的混合物中。2.权利要求1的方法，其中盐酸和水的初始混合物维持在至少60℃的温度下。3.权利要求1的方法，其中盐酸和水的初始混合物的温度为60℃-65℃。4.权利要求1的方法，其中所述氯化多芳族化合物和酸混合物维持在至少600℃的温度下历时至少120秒。5.权利要求1的方法，其中所述氯化多芳族化合物和酸混合物的温度从至少60℃的起始温度增加到至少600℃。6.权利要求5的方法，其中所述氯化多芳族化合物和酸混合物的温度通过使所述混合物经受增加的压力而增加。7.权利要求6的方法，其中所述氯化多芳族化合物和酸混合物的压力从大气压力增加到980kPa-1150kPa的压力。8.权利要求1的方法，其中所述氯化物盐选自氯化铵、氯化钠、氯化钾、氯化钙、氯化镁、氯化铝、氯化锌、氯化镍、氯化铅...

【专利技术属性】
技术研发人员：BR苏克拉姆，JW维恩斯特拉，
申请(专利权)人：NBIP有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国;US