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羧酸的方法，所述方法包括如下步骤：提供羧酸镁，其中对应于羧酸根的羧酸选自如下：2,5‑呋喃二羧酸、富马酸、己二酸、衣康酸、柠檬酸、戊二酸、马来酸、丙二酸、草酸和具有大于10个碳原子的脂肪酸；用氯化氢(HCl)酸化羧酸镁，从而得到包含羧酸和氯化镁(MgCl

【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201280046341.1，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选自如下的羧酸的方法：2,5-呋喃二羧酸、富马酸、己二酸、衣康酸、柠檬酸、戊二酸、马来酸、丙二酸、草酸和具有大于10个碳原子的脂肪酸。
技术介绍
上述羧酸的生产会产生各种不想要的副产品，特别是通过发酵生产时。其中由微生物分泌羧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羧酸通常以羧酸盐的形式存在。由发酵过程获得羧酸盐形式的羧酸的缺点是需要一个或多个附加步骤来从盐中分离出羧酸，即将所述盐转化为羧酸，这通常会导致羧酸和/或羧酸盐的损失和因此会降低整个发酵过程或方法的收率。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羧酸盐，由此作为废物形成硫酸盐。本专利技术的一个目的是提供具有合适转化率的将羧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选自如下的羧酸的方法来实现：2,5-呋喃二羧酸、富马酸、己二酸、衣康酸、柠檬酸、戊二酸、马来酸、丙二酸、草酸和具有大于10个碳原子的脂肪酸，其中所述方法包括如下步骤：-提供选自如下的羧酸的羧酸镁：2,5-呋喃二羧酸、富马酸、己二酸、衣康酸、柠檬酸、戊二酸、马来酸、丙二酸、草酸和具有大于10个碳原子的脂肪酸；-用氯化氢(HCl)酸化羧酸镁，从而得到包含羧酸和氯化镁(MgCl2)的溶液；-任选的浓缩步骤，其中使包含羧酸和MgCl2的溶液浓缩；-从包含羧酸和MgCl2的溶液中沉淀羧酸，从而获得羧酸沉淀和MgCl2溶液。具体地，本专利技术涉及如下技术方案：1.制备羧酸的方法，所述方法包括如下步骤：-提供羧酸镁，其中对应于羧酸根的羧酸选自如下：2,5-呋喃二羧酸、富马酸、己二酸、衣康酸、柠檬酸、戊二酸、马来酸、丙二酸、草酸和具有大于10个碳原子的脂肪酸；-用氯化氢(HCl)酸化羧酸镁，从而得到包含羧酸和氯化镁(MgCl2)的溶液；-任选的浓缩步骤，其中使包含羧酸和MgCl2的溶液浓缩；-从包含羧酸和MgCl2的溶液中沉淀羧酸，从而获得羧酸沉淀和MgCl2溶液。2.第1项的方法，还包括：-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-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Mg(OH)2，其中所述Mg(OH)2任选循环用于发酵方法中。3.第2项的方法，其中应用喷雾焙烧炉实施热分解。4.第2或3项的方法，其中在0.1-10bar的压力、优选在常压下实施热分解。5.第2-4任一项的方法，其中在300-450℃的温度下实施热分解。6.第2-5任一项的方法，其中将Mg(OH)2转化为MgCO3，MgCO3然后在发酵方法中用作中和剂。7.第2-6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。8.前述任一项的方法，其中在一个步骤中或作为一个步骤实施羧酸镁的酸化和将如此形成的羧酸沉淀出来。9.前述任一项的方法，其中使MgCl2溶液或浓缩的MgCl2溶液经受第二沉淀步骤，以回收至少部分保留在第一沉淀步骤中获得的MgCl2溶液中的羧酸。10.第8项的方法，其中通过将所述MgCl2溶液冷却和/或浓缩而实施第二沉淀，优选从至少30℃的温度至小于25℃的温度。11.第8或9项的方法，其中在第二沉淀之前，向所述MgCl2溶液中加入更多的MgCl2。12.前述任一项的方法，其中所述羧酸选自己二酸、衣康酸、2,5-呋喃二羧酸和富马酸。13.前述任一项的方法，还包括浓缩步骤，其中将包含有机酸和MgCl2的溶液浓缩至有机酸的浓度等于羧酸的饱和点或比羧酸的饱和点低至多5、优选低至多10g/L。14.前述任一项的方法，其中用HCl溶液酸化羧酸镁，所述HCl溶液优选包含至少5wt％、更优选至少10wt％、甚至更优选至少20wt％的HCl。15.前述任一项的方法，其中所述羧酸以溶解形式作为发酵方法中获得的水溶液或含水悬浮液的一部分提供。16.第14项的方法，其中所述水溶液或含水悬浮液包含以水溶液或悬浮液的总量计至少10wt％、优选至少15wt％的羧酸镁，和其中所述含羧酸和MgCl2的溶液包含以溶液的总量计至少5wt％、优选至少10wt％的羧酸。17.前述任一项的方法，其中所述羧酸镁在发酵方法中获得，其中所述方法包括纯化步骤，其中羧酸镁从发酵液中结晶出来，和然后任选溶解于水以形成水溶液。18.第1-16任一项的方法，其中羧酸镁在发酵方法中以溶解形式获得，所述方法包括纯化步骤，其中通过加入镁碱而中和羧酸，在该步骤期间，羧酸镁保持为溶解形式。发酵过程也会产生在下游进一步纯化步骤中很难处理的杂质分布。从原理上发酵过程中产生的每种羧酸是不同的，和可能因此产生不同的杂质分布图(例如浓度水平不同以及所存在的杂质类型不同)。因此用于进一步浓缩和纯化的下游处理步骤也可能随每种羧酸而不同。已经发现，特别是对本专利技术所提到的羧酸来说，本专利技术方法是应用羧酸镁作为原材料生产这些羧酸的有效和完整的方法，其中所述羧酸镁可以通过化学合成过程路线制备，但如果可行也可以通过发酵制备。本专利技术人发现，向所选羧酸的镁盐中加入HCl和随后由溶液中沉淀出羧酸会非常有效地从所述羧酸镁溶液中分离出羧酸。特别地，已经发现，所选的羧酸可以非常有效地从用HCl酸化的羧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溶液中MgCl2特别高的盐析效果导致的。具体地，预计所述盐析效果是由HCl、镁和本专利技术的所选羧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这些酸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，对于具体提到的羧酸应用本专利技术方法，可以由羧酸镁溶液以高收率获得羧酸沉淀，其中所述羧酸镁溶液例如为在发酵方法中获得的发酵混合物。另外，所获得的羧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羧酸外的其它化合物。另外，还获得了氯化镁溶液。这种溶液可以按如下所述进一步处理。另外，对HCl和羧酸镁的具体选择减少了盐废物，特别是当与热分解步骤组合时。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，从本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.回收羧酸的方法，所述方法包括如下步骤：/n-提供羧酸镁，其中对应于羧酸根的羧酸为2,5-呋喃二羧酸；/n-用氯化氢(HCl)酸化羧酸镁，从而得到包含羧酸和氯化镁(MgCl

【技术特征摘要】
20110816 EP 11177633.2;20110817 US 61/524,3531.回收羧酸的方法，所述方法包括如下步骤：
-提供羧酸镁，其中对应于羧酸根的羧酸为2,5-呋喃二羧酸；
-用氯化氢(HCl)酸化羧酸镁，从而得到包含羧酸和氯化镁(MgCl2)的溶液；
-从包含羧酸和MgCl2的溶液中沉淀羧酸，从而获得羧酸沉淀和MgCl2溶液。


2.权利要求1的方法，还包括浓缩步骤，其中使包含羧酸和MgCl2的溶液浓缩。


3.权利要求1的方法，还包括：
-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
-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Mg(OH)2，其中所述Mg(OH)2任选循环用于发酵方法中。


4.权利要求1的方法，还包括使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。


5.权利要求4的方法，其中热分解步骤获得的HCl作为HCl气体或作为HCl水溶液用于所述酸化步骤中，所述溶液通过将热分解步骤获得的HCl溶解于水中而形成。


6.权利要求4的方法，其中至少部分MgO循环用于发酵方法中。


7.权利要求4的方法，还包括使至少部分MgO与水接触，从而获得Mg(OH)2。


8.权利要求7的方法，其中至少部分所述Mg(OH)2循环用于发酵方法中。


9.权利要求4的方法，还包括：
-使至少部分MgO与水接触，从而获得Mg(OH)2；和
-将至少部分Mg(OH)2转化为MgCO3，然后将MgCO3在发酵方法中用作中和剂。


10.权利要求3-9任一项的方法，其中应用喷雾焙烧炉实施热分解。


11.权利要求3-9任一项的方法，其中在0.1-10bar的压力下实施热分解。


12.权利要求11的方法，其中在常压下实施热分解。


13.权利要求3-9任一项的方法，其中在300-450℃的温度下实施热分解。


14.权利要求3-9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。


15.权利要求1-9任一项的方法，其中在一个步骤中实施羧酸镁的酸化和将如此形成的羧酸沉淀出来。


16.权利要求1-9任一项的方法，其中使MgCl2溶液或浓缩的MgCl2溶液经受第二沉淀步骤，以回收至少部分保留在第一沉淀步骤中获得的MgCl2溶液中的羧酸。


17.权利要求16的方法，其中通过将所述MgCl2溶液冷却和/或浓缩而实施第二沉淀步骤。


18.权利要求16的方法，其中通过从至少30℃的温度至小于25...

【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