一种降低二元酸精制过程中溶剂蒸发量的方法技术

本发明专利技术涉及一种降低二元酸精制过程中溶剂蒸发量的方法，是将发酵液加热灭活，酸化后获得二元酸结晶液；将二元酸结晶液或过滤得到的滤饼与醚类溶剂混合，并加入二甲基亚砜，反应后进行溶剂相和水相分离；吸附脱除固形物；溶剂相冷却至二元酸结晶析出，经过滤、干燥得到精制产品。本发明专利技术通过向醚类溶剂精制长链二元酸体系中添加二甲基亚砜，改变汽液平衡性质，从而降低了醚类溶剂蒸发量，降低了精制成本。本。

【技术实现步骤摘要】
一种降低二元酸精制过程中溶剂蒸发量的方法


[0001]本专利技术属于生物化工
，具体涉及一种降低发酵法生产长链二元酸精制过程中溶剂蒸发量的方法。

技术介绍

[0002]长链二羧酸是指碳链中含有10个以上碳原子的脂肪族二元羧酸（简称DCn或DCA），包括饱和及不饱和二元羧酸，是一类有着重要和广泛工业用途的精细化工产品，是化学工业中合成高级香料、高性能尼龙工程塑料、高档尼龙热熔胶、高温电介质、高级油漆和涂料、高级润滑油、耐寒性增塑剂、树脂、医药和农药等重要原料。
[0003]长链二元酸的发酵法生产及精制过程中，发酵液组分复杂，除二元酸外主要包括菌体、蛋白质、大分子色素、无机盐及其他中间代谢产物，从发酵液中分离长链二元酸的工艺流程较为复杂，特别是分离精制出聚合级别的产品，其成本在生产成本中的占比通常高于50%。
[0004]目前，二元酸的精制方法主要有水相法与溶剂法。水相法投资相对溶剂法较少，不需要使用有机溶剂，过程安全，操作简单，但其精制效果较溶剂法差，产品无法达到聚合级要求，相应的方法及工艺目前仍处于研发阶段。与水相法相比，溶剂法制得的产品纯度高、色泽好、晶体粒度均匀，可直接用来合成中下游产品。
[0005]CN104418725A公开了一种长链二元酸成品的制备方法，1)将长链二元酸组合物经过溶剂法处理，得到长链二元酸晶体；2)将步骤1)得到的长链二元酸晶体洗涤、干燥后，在减压状态下加热至熔融状态，保温，然后冷却，得到长链二元酸成品，所述长链二元酸成品中残留的溶剂含量为50-400ppm；所述残留的溶剂为醋酸、醋酸C1～C6醇酯或其混合物；其中加热温度为135℃～200℃，绝对压力≤0.07MPa；所述的长链二元酸组合物为长链二元酸粗品，所述长链二元酸粗品为通过长链二元酸发酵液或者长链二元酸发酵处理液预处理得到。该专利技术以醋酸法精制二元酸，是目前国内二元酸生产企业普遍采用的方法。但由于醋酸的强腐蚀性，其设备投资及溶剂回用的蒸馏脱水能耗都很高，特别是精制过程中溶剂的蒸发量、单程损失量较大，使成本上升。
[0006]除醋酸法外，采用醚类溶剂为基础的相转移萃取工艺也具有良好的效果，专利CN102911036A公开了一种获得高纯度二羧酸的方法，包括：Ⅰ、将终止发酵液加热灭活；Ⅱ、酸化使二羧酸结晶析出，过滤得到二羧酸滤饼；Ⅲ、将二羧酸滤饼与醚类溶剂混合使二羧酸溶解，并进行有机相和水相分离，醚类溶剂为乙醚、丙醚、丙醚、丁醚、戊醚或己醚；Ⅳ、步骤Ⅲ得到的有机相中加入吸附剂，过滤脱除固形物；
Ⅴ
、步骤Ⅳ得到的有机相冷却至二羧酸结晶析出，过滤得到二羧酸结晶滤饼，二羧酸结晶滤饼经干燥得到二羧酸以重量计纯度大于98.5%，总氮小于30ppm的高纯度二羧酸，达到聚合级产品要求。醚类溶剂相较于醋酸法降低了设备投资与溶剂回用能耗相关的成本，但溶剂在精制过程中的使用时长往往高于总精制时长的70%，长时间运转的溶剂不仅增加了其蒸发量，也同时增加了工艺流程中尾气回收系统的能耗，使成本上升。
[0007]溶剂法虽然是目前较佳的能够生产符合聚合级产品要求的提纯技术，但溶剂的蒸发量、单程损失量是左右精制工艺成本的一个重要因素。实际生产中，溶剂的蒸发量过高往往致使整个后续回收系统压力的激增乃至瘫痪，同时容易泄露，对周围空气造成污染，严重时更会导致生产企业的停产检修，影响效益。因此，降低溶剂蒸发量可以减少尾气排放量，从而降低成本及后续回收系统的压力，减少泄露至空气中的溶剂量，具有良好的经济效益和环境效益。

技术实现思路

[0008]针对现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种降低二元酸精制过程中溶剂蒸发量的方法。本专利技术通过向醚类溶剂精制长链二元酸体系中添加二甲基亚砜，改变汽液平衡性质，从而降低了醚类溶剂蒸发量，降低了精制成本。
[0009]本专利技术提供的降低长链二元酸精制过程中溶剂蒸发量的方法，包括如下内容：（1）将终止发酵液加热灭活，酸化使二元酸结晶析出，获得二元酸结晶液；（2）将二元酸结晶液或过滤得到的滤饼与醚类溶剂混合，并加入二甲基亚砜，反应后进行溶剂相和水相分离；（3）溶剂相中加入吸附剂，过滤脱除固形物；（4）溶剂相冷却至二元酸结晶析出，经过滤、干燥得到精制产品。
[0010]本专利技术中，步骤（1）所述终止发酵液为微生物利用烷烃等发酵而得到的代谢产物，其中含有的长链二元酸的分子通式为C
n
H
2n-2
O4，其中n为10-18，二元酸可以是单一一种二元酸，也可以是混合二元酸。
[0011]本专利技术中，步骤（1）加热灭活温度一般为75℃～100℃。终止发酵液加热灭活后，可以进行过滤脱除菌体等杂质，过滤可以采用膜过滤等常规方法和设备。
[0012]本专利技术中，步骤（1）所述酸化的pH值为2.0～4.0，温度为80～100℃。酸化所用的酸可以是任意浓度的H2SO4、HNO3、HCl或H3PO4。
[0013]本专利技术中，步骤（2）所述的醚类溶剂可以是正丙醚、异丙醚、正丁醚、异丁醚、正戊醚、异戊醚、己醚等中的至少一种。
[0014]本专利技术中，步骤（2）醚类溶剂与二元酸干基的重量比为3:1～15:1，优选为4:1～7:1。二元酸结晶液或滤饼与醚类有机溶剂优选在加热条件下溶解，加热温度一般为80℃～150℃，优选90～120℃，具体根据选用溶剂的沸点确定，一般低于所使用溶剂的沸点温度。
[0015]本专利技术中，步骤（2）所述的二甲基亚砜的加入量占醚类溶剂加入量的10%～20%。
[0016]本专利技术中，步骤（3）吸附剂为活性炭、活性白土等，吸附剂加入量为二元酸干基重量的0.1%～20%，吸附时间为30～60min。
[0017]本专利技术中，步骤（4）所述的冷却结晶温度一般为使二羧酸充分结晶为止，温度一般为10℃～40℃。过滤采用转鼓、离心或板框过滤等，干燥设备可以使用热风转鼓等干燥设备，干燥温度为100～105℃。
[0018]本专利技术方法中，步骤（4）过滤得到的溶剂相，可以循环使用。或者经过回用处理后使用，具体是向回收溶剂中加入碱和水，加热到80-100℃，反应1-5h后将水相切除，降温后直接使用，减少新鲜试剂用量。
[0019]与现有技术相比，本专利技术方法具有以下有益效果：
（1）本专利技术通过添加二甲基亚砜改变气液相平衡性质，从而减少醚类溶剂在精制二元酸过程中的蒸发量，在同等条件下，溶剂挥发量与仅使用醚类溶剂相比减少了30%以上。
[0020]（2）本专利技术采用的二甲基亚砜的热稳定性优于大部分醚类溶剂，其化学稳定性与大部分醚类溶剂相近，无需进行单独分离，可直接与醚类溶剂进行溶剂回用处理，降低醚类溶剂和二甲基亚砜使用量。
具体实施方式
[0021]下面结合实施例来进一步说明本专利技术方法和效果。实施例在以本专利技术技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本专利技术的保护范围不限于下述的实施例。本专利技术中，wt%为质量分数，vt%为体积分数。
[0022]以下实施例中的实验方法本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种降低长链二元酸精制过程中溶剂蒸发量的方法，其特征在于包括如下内容：（1）将终止发酵液加热灭活，酸化使二元酸结晶析出，获得二元酸结晶液；（2）将二元酸结晶液或过滤得到的滤饼与醚类溶剂混合，并加入二甲基亚砜，反应后进行溶剂相和水相分离；（3）溶剂相中加入吸附剂，过滤脱除固形物；（4）溶剂相冷却至二元酸结晶析出，经过滤、干燥得到精制产品。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤（1）所述终止发酵液为微生物利用烷烃发酵而得到的代谢产物，其中含有的长链二元酸的分子通式为C
n
H
2n-2
O4，其中n为10-18，二元酸是单一一种二元酸，或者是混合二元酸。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤（1）加热灭活温度为75℃～100℃；加热灭活后，进行过滤脱除菌体，过滤采用膜过滤。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤（1）所述酸化的pH值为2.0～4.0，温度为80～100℃。5.根据权利要求1或4所述的方法，其特征在于：步骤（1）酸化采用任意浓度的H2SO4、HNO3、HCl或H3PO4。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：...

【专利技术属性】
技术研发人员：王鹏翔，高大成，朱化雷，孙启梅，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司大连石油化工研究院，
类型：发明
国别省市：