可用于发酵液处理的通过用盐酸沉淀从羧酸镁盐中回收羧酸的方法技术

本发明专利技术提供一种制备琥珀酸的方法，所述方法包括如下步骤：‑提供琥珀酸镁；‑用盐酸(HCl)酸化琥珀酸镁，从而得到包含琥珀酸和氯化镁(MgCl2)的溶液；‑任选的浓缩步骤，其中使包含琥珀酸和MgCl2的溶液浓缩；‑从包含琥珀酸和MgCl2的溶液中沉淀琥珀酸，从而获得琥珀酸沉淀和MgCl2溶液。本发明专利技术人发现向琥珀酸的镁盐中加入HCl和随后从溶液中沉淀出琥珀酸会非常有效地从琥珀酸镁溶液中分离琥珀酸。

A method for recovering carboxylic acid from magnesium carboxylate by precipitation with hydrochloric acid for fermentation broth treatment

The invention provides a method for preparing succinic acid, which comprises the following steps: (1) providing magnesium succinate; (2) acidizing magnesium succinate with hydrochloric acid (HCl) to obtain a solution containing succinic acid and magnesium chloride (MgCl2); an optional concentration step, in which the solution containing succinic acid and MgCl2 is concentrated; (2) precipitating succinic acid from a solution containing succinic acid and MgCl2, thereby obtaining succinic acid. Succinic acid precipitation and MgCl2 solution. It has been found that the addition of HCl to magnesium succinate and subsequent precipitation of succinic acid from solution can effectively separate succinic acid from magnesium succinate solution.

【技术实现步骤摘要】
可用于发酵液处理的通过用盐酸沉淀从羧酸镁盐中回收羧酸的方法本申请为分案申请，其母案申请的申请日为2012年8月16日，申请号为201280045958.1，和专利技术名称为“可用于发酵液处理的通过用盐酸沉淀从羧酸镁盐中回收羧酸的方法”。
本专利技术涉及一种制备琥珀酸的方法。
技术介绍
琥珀酸可以通过由微生物发酵碳水化合物来制备。其中由微生物分泌琥珀酸的发酵过程会导致pH降低。由于这种pH值降低会损坏微生物的代谢过程，通常的做法是在发酵介质中加入碱以中和pH。结果是发酵介质中产生的琥珀酸通常以琥珀酸盐的形式存在。由发酵过程获得琥珀酸盐形式的琥珀酸的缺点是需要一个或多个附加步骤来从盐中分离出琥珀酸，即将所述盐转化为琥珀酸和随后分离琥珀酸。这通常会导致琥珀酸和/或琥珀酸盐的损失和因此会降低整个发酵过程和整个方法的收率。这些步骤的另一个缺点是通常会形成相当多的盐废物。例如，分离步骤通常包括用硫酸酸化琥珀酸盐，由此作为废物形成硫酸盐。将在发酵方法中获得的琥珀酸盐经受盐/酸分离以从盐中分离出琥珀酸的发酵方法的实例为KR2010122773。该文献描述了从发酵溶液中分离和纯化琥珀酸的方法。首先，通过发酵或者发酵后向发酵溶液中加入碱而获得琥珀酸钙沉淀。随后，向沉淀中加入盐酸和/或硝酸以形成晶体琥珀酸和氯化钙。KR2010122773的缺点是它需要形成固态的琥珀酸盐沉淀。这可能会使发酵溶液中琥珀酸盐与固体生物质的分离复杂化。另外，琥珀酸盐沉淀的固体形式可能会使随后的酸化步骤复杂化。在琥珀酸盐沉淀可被酸化前可能需要其它步骤对其进行处理。另外，KR2010122773描述了一个步骤，其中在水合区域在400-800℃的温度下处理与晶体琥珀酸一起产生的上清液以产生盐酸或硝酸和氢氧化钙。该反应在J.L.Bischoff(“ThegenerationofHClinthesystemCaCl2-H2O:Vapor-liquidrelationsfrom380-500℃”,GeochimicaetCosmochimicaActa,Vol.60,No.1,p7-17,1996)中更为详细地进行了描述，和在250-800bar的高压下实施。反应过程中水的存在导致直接形成Mg(OH)2。KR2010122773方法的缺点在于它可能形成相当多的盐废物。即使如上所述处理上清液时，由于在KR2010122773中描述的环境下转化为氢氧化钙是不完全的，仍有大量盐废物保留。KR2010122773方法的另一个缺点是它需要昂贵的高压设备和高温来处理上清液。本专利技术的一个目的是提供具有合适转化率的将琥珀酸从盐溶液中分离出来的分离步骤。本专利技术的另一个目的是提供一种没有或者基本没有盐废物的方法。
技术实现思路
至少一个上述目的通过提供制备琥珀酸的方法来实现，其中所述方法包括如下步骤：-提供琥珀酸镁；-用氯化氢(HCl)酸化琥珀酸镁，从而得到包含琥珀酸和氯化镁(MgCl2)的溶液；-任选的浓缩步骤，其中使包含琥珀酸和MgCl2的溶液浓缩；-从包含琥珀酸和MgCl2的溶液中沉淀琥珀酸，从而获得琥珀酸沉淀和MgCl2溶液；-使MgCl2溶液在至少300℃的温度下经受热分解步骤，从而将MgCl2分解为氧化镁(MgO)和HCl。本专利技术人发现基于上述步骤由镁基琥珀酸盐开始、应用氯化氢作酸化剂和经热分解步骤提供氧化镁的方法形成了一种方法，该方法从琥珀酸镁溶液中有效分离琥珀酸，具有高的总方法收率、最佳的质量和水平衡以及降低的产品损失。特别地，已经发现，琥珀酸可以非常有效地从用HCl酸化的镁基琥珀酸盐溶液中沉淀出来。不希望被任何理论所局限，本专利技术人预期高效沉淀是由于在这些情况下MgCl2特别高的盐析效果导致的，这种盐析效果是由HCl、镁和溶液中的琥珀酸的特定组合导致的。由于盐析效果通常难以预测，因此在本专利技术方法中观察到的特别高的盐析效果对本专利技术人来说是非常惊讶的。因此，应用本专利技术方法，可以由琥珀酸镁溶液以高收率获得琥珀酸沉淀，其中所述琥珀酸镁溶液例如为在发酵方法中获得的发酵混合物。另外，所获得的琥珀酸沉淀具有相对较高的纯度，因为本专利技术方法的沉淀步骤不会沉淀大量除琥珀酸外的其它化合物(例如多糖、氯化物如MgCl2和其它盐)。具体地，所述沉淀包含以沉淀干重计至少85wt％的琥珀酸。另外，当与上述的热分解步骤组合时，对HCl和琥珀酸镁的具体选择减少了盐废物和/或提高了整个方法的收率。优选地，所述方法还包括如下步骤:-使MgCl2溶液在至少300℃的温度下经受热分解步骤，从而将MgCl2分解为氧化镁(MgO)和HCl；和-任选在水中溶解热分解步骤中形成的HCl，从而获得HCl溶液；和/或-任选使MgO与水接触，从而获得氢氧化镁(Mg(OH)2)，其中Mg(OH)2任选循环用于发酵方法中。这些附加步骤的优点是可以获得没有或基本没有盐废物的方法。可以将HCl溶液循环至本专利技术方法的酸化步骤。Mg(OH)2可以循环用于发酵方法中。正如这里所应用的，术语"琥珀酸根"指琥珀酸酸的共轭碱(Suc2-)。可以通过酸化琥珀酸根获得琥珀酸(H2Suc)。琥珀酸镁指琥珀酸的镁盐(MgSuc)。正如这里所应用的，术语"沉淀"指从完全溶解状态开始形成固体物料。琥珀酸可以以晶体或非晶体形式沉淀。通过按本专利技术方法沉淀，也可以纯化琥珀酸。如果琥珀酸镁溶液包含溶解杂质，沉淀通常会使琥珀酸与这些杂质分离。正如这里所应用的，术语"待沉淀的溶液"指将发生沉淀的溶液。该术语通常指酸化后获得的包含琥珀酸和MgCl2的溶液，任选随后该溶液将经受浓缩步骤和/或其中加入更多MgCl2的步骤。但在第二或进一步的沉淀步骤情况下，术语"待沉淀的溶液"指在最终/最后的沉淀步骤后获得的MgCl2溶液，任选随后该溶液将经受浓缩步骤和/或其中加入更多MgCl2的步骤。这种MgCl2溶液可能仍包含琥珀酸，可以通过使所述溶液经受第二或进一步的沉淀步骤而获得该琥珀酸。琥珀酸在20℃下的溶解度为6.75g/100g水。由于琥珀酸的溶解度比MgCl2的溶解度低很多，MgCl2不会在沉淀步骤中与琥珀酸一起从溶液中沉淀出来。本专利技术方法提供的琥珀酸镁可以在发酵方法中获得。琥珀酸镁可以以固体例如结晶形式提供。替代地，琥珀酸镁可以以溶解形式存在，例如作为溶液或悬浮液的一部分。这种包含溶解琥珀酸镁的溶液或悬浮液可以含有水和具体地可以在发酵方法中获得。这种悬浮液的例子可以为例如包含溶解琥珀酸镁和不溶生物质的悬浮液，例如发酵液。当琥珀酸镁以溶解形式提供时，所述琥珀酸镁的溶液或悬浮液的琥珀酸镁浓度可以为每升溶液或悬浮液1-700g，优选为100-600g，更优选为200-500g。每升至多500g琥珀酸镁的浓度通常不会导致琥珀酸镁结晶。当琥珀酸镁以溶液或悬浮液提供时，酸化时可能发生琥珀酸沉淀的琥珀酸镁浓度取决于HCl的浓度。例如，当应用具有高HCl浓度例如20-30wt％的HCl溶液酸化琥珀酸盐时，可能在相对较低的琥珀酸盐浓度例如约1-10wt％下发生琥珀酸沉淀。但当应用更低HCl浓度(例如10-20wt％)时，发生沉淀可能需要更高的琥珀酸盐浓度(例如10-50wt％)。由于实际原因，在琥珀酸镁溶液中琥珀酸镁浓度的上限以溶液的总重量计可以为20wt％。为了使琥珀酸镁处于完全本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.制备琥珀酸的方法，所述方法包括如下步骤：‑提供琥珀酸镁；‑用氯化氢(HCl)酸化琥珀酸镁，从而得到包含琥珀酸和氯化镁(MgCl2)的溶液；‑任选的浓缩步骤，其中使包含琥珀酸和MgCl2的溶液浓缩；‑从包含琥珀酸和MgCl2的溶液中沉淀琥珀酸，从而获得琥珀酸沉淀和MgCl2溶液；‑使MgCl2溶液在至少300℃的温度下经受热分解步骤，从而将MgCl2分解为氧化镁(MgO)和HCl。

【技术特征摘要】
2011.08.16 EP 11177633.2;2011.08.17 US 61/524,3531.制备琥珀酸的方法，所述方法包括如下步骤：-提供琥珀酸镁；-用氯化氢(HCl)酸化琥珀酸镁，从而得到包含琥珀酸和氯化镁(MgCl2)的溶液；-任选的浓缩步骤，其中使包含琥珀酸和MgCl2的溶液浓缩；-从包含琥珀酸和MgCl2的溶液中沉淀琥珀酸，从而获得琥珀酸沉淀和MgCl2溶液；-使MgCl2溶液在至少300℃的温度下经受热分解步骤，从而将MgCl2分解为氧化镁(MgO)和HCl。2.权利要求1的方法，还包括：-将热分解步骤中形成的HCl溶解于水中，从而得到HCl溶液；和-使MgO与水接触，从而获得氢氧化镁(Mg(OH)2)，其中所述Mg(OH)2任选循环用于发酵方法中。3.权利要求1或2的方法，其中应用喷雾焙烧炉实施热分解。4.权利要求1-3任一项的方法，其中在0.1-10bar的压力下实施热分解。5.权利要求1-4任一项的方法，其中在300-450℃的温度下实施热分解。6.前述权利要求任一项的方法，其中通过使MgCl2溶液喷雾与热气体物流接触而实施热分解。7.权利要求1-6任一项的方法，其中将Mg(OH)2转化为碳酸镁(MgCO3)，MgCO3然后在发酵方法中用作中和剂。8.前述权利要求任一项的方法，其中在一个步骤中或作为一个步骤实施琥珀酸镁的酸化和将如此形成的琥珀酸沉淀出来。9.前述权利要求任一项的方法，...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·B·德哈恩，J·范布鲁格尔，P·L·J·范德魏德，P·P·扬森，J·M·比达尔兰西斯，A·塞尔达巴罗，
申请(专利权)人：普拉克生化公司，
类型：发明
国别省市：荷兰,NL