制备羧酸的方法技术

本发明专利技术涉及包括以下步骤：将碳源经发酵步骤处理以形成羧酸，将至少一部分羧酸中和的步骤获得羧酸镁；将羧酸镁经酸化步骤处理，形成包括羧酸和氯化镁的含水混合物；将包括羧酸和氯化镁的含水混合物经分离步骤处理，形成包括羧酸和氯化镁溶液的流出物；将包括5‑25wt％MgCl2和任选有机污染物的水溶液提供给蒸发步骤，使其中的水和可能存在的有机组分蒸发；从蒸发步骤中取出MgCl2浓度为25‑35wt％的水溶液，将其提供给预浓缩器，在其中于至少300℃温度下与含HCl的气流接触；将预浓缩步骤得到的MgCl2浓度为35‑45wt％的水溶液提供给热水解反应器，反应器的温度至少为300℃；从热水解反应器中取出固体形式的MgO，和从热水解反应器中取出含HCl的气流，含HCl的气流具有至少300℃的温度；将至少300℃温度的含HCl气流提供给预浓缩器；从预浓缩器中取出至多150℃温度的含HCl气流。

Preparation of carboxylic acid

The invention relates to the following steps: treating a carbon source through a fermentation process to form a carboxylic acid, obtaining magnesium carboxylate from at least a partial carboxylic acid neutralization step, processing the magnesium carboxylate through the acidification step, forming an aqueous mixture including carboxylic acid and magnesium chloride, and treating the aqueous mixture including carboxylic acid and magnesium chloride through separation steps, The formation of a liquid containing carboxylic acid and magnesium chloride solution is formed; the water solution, including the 5 25wt%MgCl2 and the choice of organic pollutants, is provided to the evaporation step to make the water and the possible organic vaporization; the water solution of the MgCl2 concentration of 35wt% is removed from the evaporation step, and it is provided to the preconcentrator, in which the water solution is supplied to the pre concentrator. At least 300 centigrade temperature in contact with an airflow containing HCl; a water solution of MgCl2 concentration of 35 45wt% was supplied to a thermal hydrolysis reactor with a temperature of at least 300 C; a solid form of MgO from a thermal hydrolysis reactor was taken from a thermal hydrolysis reactor and a gas stream containing HCl from a thermal hydrolysis reactor was extracted from a thermal hydrolysis reactor, and a HCl containing airflow apparatus was taken out. There is a temperature of at least 300 degrees Celsius; the airflow containing HCl at least 300 degrees of temperature is supplied to the pre concentrator; the HCl airstream at most 150 degree temperature is removed from the pre concentrator.

【技术实现步骤摘要】
制备羧酸的方法本申请是申请号为201480036874.0、专利技术名称为处理氯化镁溶液的方法的申请的分案申请。本专利技术涉及处理氯化镁溶液的方法，特别是来自于发酵法生产有机化合物的氯化镁溶液。WO00/17378描述了一种生产乳酸的方法，其中在发酵过程中制备了乳酸镁溶液。乳酸镁溶液用HCl酸化，得到包括乳酸于氯化镁溶液中的溶液。从溶液中回收乳酸。得到的氯化镁溶液在至少500℃的温度下经热水解步骤处理使氯化镁与水反应得到氧化镁粉末和盐酸。热水解反应所需热量是由燃料燃烧当场提供的。痕量有机物被焚化。WO2013/025106描述了一种通过包括将羧酸镁盐用HCl酸化以形成酸和氯化镁溶液和通过沉淀将酸从溶液中分离的步骤的过程来生产羧酸的方法。表明氯化镁溶液可以通过热分解处理。已发现，本领域需要一种处理氯化镁溶液的方法，其适用于处理源自于发酵过程的溶液同时获得高效和高稳定的集成方法。本专利技术涉及处理MgCl2溶液的方法，包括以下步骤：-将包括5-25wt％MgCl2和任选有机污染物的水溶液提供给蒸发步骤，使其中的水和可能存在的有机组分蒸发，-从蒸发步骤中取出MgCl2浓度为25-35wt％的水溶液，将其提供给预浓缩器，在其中该水溶液于至少300℃温度下与含HCl的气流接触，-将由预浓缩器得到的MgCl2浓度为35-45wt％的水溶液提供给热水解反应器，所述反应器的温度至少为300℃，-从热水解反应器中取出固体形式的MgO，和从热水解反应器中取出含HCl的气流，所述含HCl的气流具有至少300℃的温度，-将至少300℃温度的含HCl气流提供给预浓缩器，-从预浓缩器中取出至多150℃温度的含HCl气流。已发现本专利技术方法可按此方式集成到发酵过程以获得稳定和高效的方法。下面将更详细地讨论本专利技术。本专利技术的起始步骤是将包括5-25wt％MgCl2和任选有机污染物的水溶液提供给蒸发步骤，使其中的水和有机组分蒸发。包括5-25wt％MgCl2和任选有机污染物的起始溶液通常源自于通过发酵生产有机化合物的过程。根据氯化镁溶液来源过程的性质，其浓度可在上面指出的宽范围内变动。在一个实施方案中，氯化镁溶液包括10-25wt％MgCl2或10-20wt％MgCl2。起始溶液可包括或不包括有机污染物。实际上，对于所指定来源的起始原料，很大可能起始原料实际上将包含这样的有机污染物，本专利技术方法的独特特征是可以处理含有机污染物特别是较高挥发性有机污染物的起始原料同时本方法所集成的发酵过程可稳定、高效地操作。有机污染物的性质可在宽范围内变动。起始溶液可包含发酵所生产的有机化合物的残余物。起始溶液还可包含氯化镁溶液与有机化合物分离过程中使用的萃取剂或溶剂的残余物。在一个实施方案中，氯化镁溶液中挥发性有机化合物浓度(以VTOC表达，总挥发性有机化合物)为至少1000ppm(0.1wt％)。在本说明书上下文中挥发性有机化合物定义为第一蒸发步骤的条件下比水更易挥发的化合物。词语“较高挥发性”是指第一蒸发步骤中被蒸发的挥发性组分的百分比要大于第一蒸发步骤中被蒸发的水的百分比。根据过程的性质，VTOC可以是例如至少0.2wt％或至少0.5％wt％或甚至1.0wt％。对本专利技术方法而言最高值不是很严苛，通常是低于5wt％，更常规是低于2.5wt％。在一个实施方案中，提供给蒸发步骤的起始氯化镁中总有机化合物浓度(以TOC表达，总有机化合物)至少为1000ppm(0.1wt％)。根据过程的性质，有机化合物的浓度可以是例如至少0.2wt％或至少0.5％wt％或甚至1.0wt％。对本专利技术方法而言最高值不是很严苛，通常是低于5wt％，更常规是低于2.5wt％。氯化镁溶液还可以含有非挥发性有机化合物，也表达为NVTOC。NVTOC的量可以通过从TOC减去VTOC来计算。优选非挥发性化合物的量(以NVTOC表达)有一定限制，因为氯化镁溶液中有它们存在可能导致总过程的收率损失。在一般情况下，NVTOC小于2wt％，优选小于1wt％，更优选小于0.5wt％。蒸发步骤中，通过蒸发出其中的水而将溶液浓缩。若存在挥发性有机组分则被脱除。在一个实施方案中，本方法是以蒸发步骤所得产物中VTOC为提供给第一蒸发步骤水溶液中VTOC的至多50％、特别地至多30％、更特别地至多15％的方式实施的。根据起始溶液中的VTOC，要提供给预浓缩器的蒸发步骤所得产物优选其VTOC至多1000ppm(0.1wt.％)、特别地至多500ppm、更特别地至多200ppm。除水量要依据蒸发步骤所采用的工艺条件且取决于起始溶液中氯化镁浓度(表达为[MgCl2起始])和所期望的提供给预浓缩器的产物中氯化镁浓度(表达为[MgCl2预浓缩])。预浓缩器之前的蒸发步骤所获得的浓度增加量为[MgCl2预浓缩]-[MgCl2起始]，且通常在30-5wt％之间。[MgCl2预浓缩]-[MgCl2起始]优选为为5-20wt％之间、特别地5-15％wt％之间。本专利技术方法的蒸发步骤可以是单级蒸发步骤或多级蒸发步骤。在氯化镁含有如上所述的大量有机化合物的情况下优选使用多级蒸发法。在此情况下，使用多级蒸发法使得第一阶段专用于除去挥发性有机组分和有限量水的操作，而在进一步蒸发阶段则除去大量的水。这使得第一阶段所生成的含水液体比单级蒸发法流出液具有更高的挥发性有机化合物浓度，此更高浓度使得处理含有机物、特别是挥发性有机物的含水液体更为有效。在一个实施方案中，按本专利技术方法的蒸发步骤是一个多级蒸发过程，其中第一蒸发阶段所得浓缩产物中VTOC为提供给第一蒸发阶段水溶液中VTOC的至多50％、特别地至多30％、更特别地至多15％。优选第一蒸发阶段所得浓缩产物的VTOC至多1000ppm(0.1wt.％)、特别地至多500ppm、更特别地至多200ppm。在此实施方案中，优选要实施的蒸发过程以在第一阶段实现蒸发步骤要获得的浓度增加量([MgCl2预浓缩]-[MgCl2起始])的至多50％而其余则在进一步蒸发阶段获得的方式实施。一般地，蒸发步骤中浓度增加量的至少10％是在第一蒸发阶段实现的。当蒸发步骤是多级蒸发步骤时，可优选包括2-10级蒸发阶段，特别是2-6级蒸发阶段。蒸发步骤可以各种方式实施。在一个实施方案中，蒸发步骤是一个多级蒸发过程，其中蒸汽从第一蒸发步骤中取出并作为加热液体提供给下一蒸发步骤。在此实施方案中，优选除第一级外的每级蒸发阶段都用前一蒸发阶段蒸汽供作加热液体。在一个实施方案中，多级蒸发过程是在一个多效蒸发器中实施。所述多效蒸发器包括一组蒸发容器，其中每个容器的操作压力都低于前一容器的压力。由于水的沸点随压力减小而降低，在一个容器中汽化的蒸汽可用于加热下一容器，只有第一容器(处于最高压力)需要外部热源。多效蒸发器是本领域公知的，不需要本文进一步阐述。在本专利技术一个实施方案中，蒸气-压缩蒸发法用于本专利技术方法的蒸发步骤或其一或多级阶段。在蒸气压缩蒸发法中，将蒸发过程中产生的蒸气进行压缩，例如，使用鼓风机、压缩机或喷射器来提高压力。由于压力增加而使浓缩温度提高，蒸气可作为加热介质进行再循环用于将最初产生蒸气的溶液进行浓缩。这个过程有时表达为蒸气压缩蒸馏(VCD)。当压缩是通过机械装置操作时，该过程有时也表达为机械蒸气再压缩(MVR)。蒸本文档来自技高网...

【技术保护点】
制备羧酸的方法，包括以下步骤：‑将碳源经发酵步骤处理以形成羧酸，所述发酵步骤包括通过借助于发酵液中的微生物将碳源发酵以形成羧酸的步骤和通过加入选自氧化镁和氢氧化镁的镁碱将至少一部分所述羧酸中和的步骤，由此获得羧酸镁，‑将所述羧酸镁经酸化步骤处理，其中使所述羧酸镁与HCl在含水环境中接触，形成包括羧酸和氯化镁的含水混合物，‑将所述包括羧酸和氯化镁的含水混合物经分离步骤处理，形成包括羧酸和氯化镁溶液的流出物，‑将包括5‑25wt％MgCl2和任选有机污染物的水溶液提供给蒸发步骤，使其中的水和可能存在的有机组分蒸发，‑从蒸发步骤中取出MgCl2浓度为25‑35wt％的水溶液，将其提供给预浓缩器，在其中于至少300℃温度下与含HCl的气流接触，‑将从所述预浓缩器中得到的MgCl2浓度为35‑45wt％的水溶液提供给热水解反应器，所述反应器的温度为至少300℃，‑从所述热水解反应器中取出固体形式的MgO，和从所述热水解反应器中取出含HCl的气流，所述含HCl的气流具有至少300℃的温度，‑将所述至少300℃温度的含HCl气流提供给所述预浓缩器，‑从所述预浓缩器中取出至多150℃温度的含HCl的气流。...

【技术特征摘要】
2013.07.03 EP 13174834.51.制备羧酸的方法，包括以下步骤：-将碳源经发酵步骤处理以形成羧酸，所述发酵步骤包括通过借助于发酵液中的微生物将碳源发酵以形成羧酸的步骤和通过加入选自氧化镁和氢氧化镁的镁碱将至少一部分所述羧酸中和的步骤，由此获得羧酸镁，-将所述羧酸镁经酸化步骤处理，其中使所述羧酸镁与HCl在含水环境中接触，形成包括羧酸和氯化镁的含水混合物，-将所述包括羧酸和氯化镁的含水混合物经分离步骤处理，形成包括羧酸和氯化镁溶液的流出物，-将包括5-25wt％MgCl2和任选有机污染物的水溶液提供给蒸发步骤，使其中的水和可能存在的有机组分蒸发，-从蒸发步骤中取出MgCl2浓度为25-35wt％的水溶液，将其提供给预浓缩器，在其中于至少300℃温度下与含HCl的气流接触，-将从所述预浓缩器中得到的MgCl2浓度为35-45wt％的水溶液提供给热水解反应器，所述反应器的温度为至少300℃，-从所述热水解反应器中取出固体形式的MgO，和从所述热水解反应器中取出含HCl的气流，所述含HCl的气流具有至少300℃的温度，-将所述至少300℃温度的含HCl气流提供给所述预浓缩器，-从所述预浓缩器中取出至多150℃温度的含HCl的气流。2.权利要求1的方法，其中使在所述蒸发步骤中蒸发的有机组分再循环到所述分离步骤。3.权利要求1或2的方法，其中使从所述热水解步骤取出的所述氧化镁，以MgO形式或在转化成氢氧化镁后，至少部分再循环到所述发酵步骤。4.前述权利要求任一项的方法，其中使从所述预浓缩器得到的所述含HC1的气流，以气态形式或在通过吸收到水中而转化成HCl溶液后，至少部分再循环到所述酸化步骤。5.前述权利要求任一项的方法，其中脱除生物质步骤在所述发酵步骤和所述酸化步骤之间进行。6.前述权利要求任一项的方法，其中从所述发酵液中分离固体羧酸镁和任选地将所述固体羧酸镁洗涤的步骤在所述发酵步骤和所述酸化步骤之间进行。7.前述权利要求任一项的方法，其中...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·J·德弗里斯，R·弗雷迪安斯亚，A·B·德哈恩，
申请(专利权)人：普拉克生化公司，
类型：发明
国别省市：荷兰,NL