由可再生资源生产具有1-3个碳原子的羧酸的方法技术

技术编号:7904592 阅读:179 留言:0更新日期:2012-10-23 19:20
本发明专利技术涉及生产具有1-3个碳原子的羧酸的方法,特征在于2,3-丁二醇和/或乙偶姻起反应,从而形成具有1-3个碳原子的羧酸。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及从2,3- 丁二醇和/或乙偶姻(乙酰基甲基甲醇)生产具有1-3个碳原子的羧酸(尤其乙酸)的方法。
技术介绍
在工业规模上能通过乙醛的氧化、乙烯的氧化、乙烷的氧化和其他烃类的氧化并且也能通过甲醇的羰基化生产乙酸(Ullmans Encyclopedia of IndustrialChemistry, 2000, Vol. I, “Acetic Acid”,pp.151-164)。也能以可再生的原料为基础通过从植物原料获得的乙醇的氧化发酵获得乙酸(Ullmans Encyclopedia of Industrial Chemistry, 2000,Vol. I, “AceticAcid”,pp. 164-165)。但是在经济学上这种方法不能与上述提及的方法竞争,其是以化石原料为基础的。
技术实现思路
本专利技术具有提供生产具有1-3个碳原子的羧酸的便宜的方法的目标,尤其是乙酸,其也能使用可再生的原料作为起始要素。通过其特征在于将2,3- 丁二醇和/或乙偶姻转化成具有1-3个碳原子的羧酸方法达到这种目标。优选通过化学氧化将2,3- 丁二醇和/或乙偶姻转化成乙酸。优选利用氧或含氧气体进行2,3-丁二醇和乙偶姻的氧化。优选采用均相或非均相催化氧化,和特别优选非均相催化氧化。氧化能在液相或气相中发生。特别优选的是,2,3- 丁二醇和/或乙偶姻使用的是通过发酵从含碳水化合物原料获得的混合物。2,3- 丁二醇和乙偶姻的发酵生产是已知的(例如,Appl. Microbiol.Biotechnol. ; (2001) ; 55; 10-18 和 WO 2006/053480)。任何含碳水化合物的原料能用作发酵反应物。优选来自于木质纤维的分解的可发酵的、含碳水化合物的组分(例如,“Lignocellulosic Biomass to Ethanol Process Design and EconomicsUtilizing Co-Current Dilute Acid Prehydrolysis and Enzymatic Hydrolysisfor Corn Stover,,; A. Aden, M. Ruth, K. Ibsen, J. Jechura, K. Neeves, J. Sheehan, andB. Wallace;National Renewable Energy Laboratory L. Montague, A. Slayton, andJ.Lukas;Harri s Group;Seattle, Washington;National Renewable EnergyLaboratory;Contract No. DE-AC36-99-G010337;June 2002 NREL/TP-510-32438)。含碳水化合物原料优选含有单糖、二糖和寡糖,如蔗糖、麦芽糖以及还有C6和/或C5单糖。特别优选的C6和C5糖是葡萄糖、木糖或阿拉伯糖。、首先在一个已知的用于生产2,3- 丁二醇的发酵过程中将含碳水化合物原料转化成含有2到5个碳原子的化合物的发酵混合物。特别优选的这些化合物是2,3- 丁二醇(S,S ;R, R ;或内消旋)或乙偶姻(3-羟基-2- 丁酮,R-或S-构型)的立体异构体。在2,3- 丁二醇的发酵生产中形成典型的副产物,因此在发酵混合物中同样地可能出现,为乙偶姻、乙醇和乙酸。因为这些化合物同样地是氧化成乙酸中的中间产物,如获得的发酵混合物一没有进一步去除2,3-丁二醇一能以与2,3-丁二醇混合的形式用于化学氧化过程,从而提高乙酸的产率。优选地,化合物存在于发酵混合物中,即,从发酵获得的混合物中,作为具有l-90wt%的水浓度和更优选具有40-80wt%的水含量的水溶液。特别优选的是,在用于本专利技术的方法之前部分地纯化发酵混合物,S卩,从发酵获得的混合物。部分纯化去除一些水含量和一些不可挥发的杂质(细胞、盐、聚合物、蛋白质、糖)。优选去除10-90wt%的水含量和超过99%的提及的杂质。通过倾析、离心、过滤、微细过滤、纳米过滤、超滤、反渗透(reverse osmosis)、膜渗透(membrane permeation)、全蒸发、简单蒸懼、精懼、萃取、结晶更优选处理发酵液体,即 从发酵获得的液体,以生产含有作为主要成分的2,3-丁二醇和乙偶姻的混合物水溶液和常规发酵副产物。常规发酵副产物优选是醇,例如,乙醇和有机酸如丙酮酸、乳酸和乙酸。优选地,混合物中常规发酵副产物的浓度各自分别低于水溶液中存在的2,3- 丁二醇和乙偶姻总量的30wt%并合计低于60wt%。这种含有2,3- 丁二醇和乙偶姻的发酵混合物是特别优选的用于本专利技术的方法的起始原料。优选在反应器中进行2,3- 丁二醇和/或乙偶姻的氧化,其中反应器适于进行氧化反应并能够去除反应的高热量而不过度地加热反应混合物。优选反应器是搅拌槽反应器(stirred tank reactor),鼓泡塔反应器(bubble column reactor)或管状 / 管束反应器。原则上适合于进行氧化反应和化学地纯化乙酸的纯化和回收工艺尤其描述在US6, 320, 075 BK US 6, 692, 706 B2、US 6,429,331、US 6, 884, 909 B2、US 6,793,77 BI 和6,695,952 BI 中。用于氧化的反应温度优选范围在100°C到400°C,更优选范围在150°C到300°C和甚至更优选范围在180°C到290°C。氧化优选在I. 2X IO5和51 X IO5Pa之间,更优选在3X IO5和21 X IO5Pa之间和甚至更优选在4X IO5和12X IO5Pa之间的压力下进行。任何描述的用于烃类的局部氧化的催化剂都是合适的。优选地,催化剂含有钒、钥、锑、铌、钛和贵金属中的一种或更多元素。催化剂中的贵金属部分优选含有Ru、Rh、Pd、Pt中的一种或更多元素。优选混合氧化物催化剂和特别优选含有钒氧化物的催化剂。适当的催化剂尤其描述在USUS4,350,830、US 4,415,752、US 4,620,035、US 5,162,578、US 5,300,682、US 6,060,421、US 6, 274, 763 BI、US 6, 274, 765 BI、US6,310, 241 BI、US 3,99,816、WO 03/033138 Al、US 2005/0085678 Al、US 2006/0128988AUUS 7, 642, 214 B2、US 6, 429, 331 BI 第 7 栏第 1-33 行、US 6, 320, 075 BUUS 6, 884, 909B2。本专利技术的氧化能连续操作或如间歇操作进行;即,反应器进料速率和组成可以是恒定的,或反应器进料速率和/或组成随着时间变化。进行反应的原料的混合物优选在固定床中的催化剂上反应,例如,在管束反应器或板式反应器(tray reactor)中,或在移动床/流化床中。优选具有固定的催化剂床(fixed catalyst bed)的冷却的管束反应器。特别优选其中安装成管束形式的各个管具有IOmm到50mm的管内径和Im到6m的管长度本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员:克里斯托弗·吕丁格尔
申请(专利权)人:瓦克化学股份公司
类型:发明
国别省市:

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