本发明专利技术涉及一种长链二元酸的精制方法及装置，包括（1）将粗酸与有机溶剂在结晶器中混合溶解，静置分层，排出水相；将溶剂相进行降温结晶，析出长链二元酸，过滤获得精制产品，滤液即为结晶母液；（2）将结晶母液输送至氧化器中，调节pH微碱性，加入氧化剂反应，反应后进行吸附处理，过滤滤液作为步骤（1）溶剂循环使用。本发明专利技术不需要对结晶母液进行精馏处理，即能够提高溶剂回收率，同时减少结晶母液中长链二元酸的损失，提高了精制总收率，易于大规模生产应用。用。
【技术实现步骤摘要】
一种长链二元酸的精制方法及装置
[0001]本专利技术属于生物化工
，具体涉及一种长链二元酸的精制方法及装置。
技术介绍
[0002]长链二元酸（Long chain dicarboxylic acids）是指碳链中含有10个以上碳原子的脂肪族二元酸（简称DCn），包括饱和及不饱和二元酸，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、医药和农药等的重要原料。
[0003]长链二元酸的制备通常采用烷烃为底物，经微生物转化的方式获得，长链二元酸约占发酵液总质量的9%～16%。从发酵液中提取长链二元酸，一般经过破乳、酸析、过滤等单元操作。由于长链二元酸的制备采用微生物转化的方式，并且发酵周期长达120h以上，发酵液中菌体自溶产生的菌体蛋白等固形物含量较多，仅仅经过一次酸析分离获得长链二元酸粗品的质量并不高，蛋白类分子固形物会留存在产品中，因此为了提高产品纯度，通常粗酸提取之后需要进行精制。
[0004]现阶段围绕长链二元酸精制工艺已经形成了多种技术方案，如熔融结晶精制、萃取重结晶精制等。CN104418725A公开了一种长链二元酸及制备方法，是将溶剂法处理后得到的长链二元酸在减压状态下加热至熔融状态，然后冷却，其中加热温度为135-200℃，压力≤0.07MPa。该精制方法是对溶剂法处理后的二元酸进行熔融结晶精制，是二次结晶精制，且需要一定的温度和压力，精制能耗较高。
[0005]CN103965035A公开了一种长链二元酸的精制方法，包括以下步骤：1) 将长链二元酸粗品与烷烃混合加热溶解；2) 分离出清相；以及 3）降温结晶或析出得到长链二元酸产品。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以重量计纯度大于98.5%的二羧酸产品。上述两个专利方法会产生二次结晶母液，主要包含溶剂、长链二元酸、水、杂质，如果将该结晶母液替代溶剂进行循环使用，经过多次循环后杂质组分会不断累积，进而会影响产品品质。因此，目前普遍采用精馏技术从结晶母液中精制溶剂以回用，存在能耗较高的问题。
技术实现思路
[0006]针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种长链二元酸的精制方法及装置。本专利技术不需要对结晶母液进行精馏处理，即能够提高溶剂回收率，同时减少结晶母液中长链二元酸的损失，提高了精制收率，易于大规模生产应用。
[0007]本专利技术提供的一种长链二元酸的精制方法，包括如下步骤：
（1）将长链二元酸粗酸与有机溶剂在结晶器中混合溶解，静置分层，排出水相；将溶剂相进行降温结晶，析出长链二元酸，过滤获得精制产品，滤液即为结晶母液；（2）将结晶母液送至氧化器中，调节pH微碱性，加入碱性氧化剂反应，反应后进行吸附处理，过滤获得滤液作为步骤（1）的溶剂循环使用。
[0008]本专利技术方法中，步骤（1）所述的长链二元酸的分子通式为C
n
H
2n-2
O4，其中n为10～18。
[0009]本专利技术方法中，步骤（1）所述的粗酸纯度一般为95%～98.5%，含水率为2%～5%。所述的粗酸可以通过商业购买或者自制获得，自制粗酸具体可以是将微生物利用烷烃发酵制备长链二元酸的发酵液进行破乳、过滤、酸析获得。所述的破乳一般是将发酵液加热至70～100℃；所述的过滤可以采用微滤、超滤等膜过滤方式。所述的酸析是通过酸性调节，使滤液中长链二元酸析出，控制的酸性范围为3～5，优选4.5～5.0，酸性调节采用的酸可以是硫酸、盐酸、硝酸等中的至少一种。酸析后进行过滤、烘干，采用板框过滤，过滤压力为0.1～1.0MPa。所述的烘干条件是烘干温度为80～105℃。
[0010]本专利技术方法中，步骤（1）所述有机溶剂为可以萃取长链二元酸的直链烷烃、醚类溶剂等中的至少一种，直链烷烃选自正十二烷、正十三烷等中的至少一种；醚类溶剂选自丁醚、戊醚、己醚等中的至少一种，优选醚类溶剂。
[0011]本专利技术方法中，步骤（1）所述长链二元酸粗酸与有机溶剂的质量体积比为1:2～1:10（g:mL），优选1:4～1:5（g:mL）。
[0012]本专利技术方法中，步骤（1）所述长链二元酸粗品与有机溶剂在结晶器中混合，采用加热方式溶解，加热温度为85～95℃，优选90～95℃。溶解后恒温静置20～40min，优选20～30min。
[0013]本专利技术方法中，步骤（1）在保温状态下，即在85～95℃下排出下层水相，结晶器中剩余的上层溶剂相进行降温结晶析出长链二元酸，一般降至室温。进一步的，优选采用程序降温方式，具体为：自然降温至80～85℃后，通过冷却水循环降至室温。长链二元酸析出后，过滤后收集长链二元酸滤饼和结晶母液。
[0014]本专利技术方法中，步骤（1）收集结晶母液输送至氧化器中进行pH调节和氧化处理。
[0015]本专利技术方法中，步骤（2）所述微碱性的pH范围为7.5～8.5。调节pH所使用的碱采用固体无机碱，如氢氧化钙、氢氧化钠、氢氧化钾等中的至少一种。
[0016]本专利技术方法中，步骤（2）所述氧化剂为碱性氧化剂，如次氯酸钠、次氯酸钙等中的至少一种。添加量以质量浓度计为0.1%～2%，优选0.5%～1%。
[0017]本专利技术方法中，步骤（2）加入碱性氧化剂反应后，室温静置20～40min，优选20～30min。
[0018]本专利技术方法中，步骤（2）吸附处理采用的吸附剂选自活性炭、硅藻土、活性白土等中的至少一种。吸附剂添加量以质量浓度计为0.1%～2%，优选0.5%～1%。
[0019]本专利技术方法中，步骤（2）吸附后进行过滤，可以采用板框过滤等，过滤压力为0.1～1.0MPa。
[0020]本专利技术方法中，步骤（2）过滤获得滤液作为步骤（1）的有机溶剂循环使用，清液中含有机溶剂、少量水、溶解的长链二元酸等，其中溶解的长链二元酸可以在后续粗酸精制时进入精制产品中。
[0021]本专利技术还提供了一种用于上述长链二元酸精制方法的装置，主要包括结晶器、过滤器F1、氧化器、过滤器F2等，其中结晶器用于粗酸与有机溶剂在结晶器中混合溶解，静置分层，排出水相；溶剂相经降温结晶析出长链二元酸，进入过滤器F1，滤饼即为二元酸精制产品，滤液即为结晶母液；将结晶母液输送至氧化器中，加碱调节pH为微碱性，加入碱性氧化剂反应，反应后进行吸附处理，最后经过滤器F2获得滤液作为有机溶剂循环使用。
[0022]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：（1）采用溶剂结晶法精制长链二元酸的纯度较高，但是现有溶本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种长链二元酸的精制方法，其特征在于包括如下步骤：（1）将长链二元酸粗酸与有机溶剂在结晶器中混合溶解，静置分层，排出水相；将溶剂相进行降温结晶，析出长链二元酸，过滤获得精制产品，滤液即为结晶母液；（2）将结晶母液输送至氧化器中，调节pH微碱性，加入碱性氧化剂反应，反应后进行吸附处理，过滤滤液作为步骤（1）的溶剂循环使用。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤（1）所述的长链二元酸的分子通式为C
n
H
2n-2
O4，其中n为10～18。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于：步骤（1）所述的二元酸粗酸的纯度一般为95%～98.5%，含水率为2%～5%。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：所述的粗酸通过商业购买或者自制获得，自制粗酸是将微生物利用烷烃发酵制备长链二元酸的发酵液进行破乳、过滤、酸析获得。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：自制粗酸时，所述的破乳是将发酵液加热至70～100℃；过滤采用微滤、超滤膜过滤方式；酸析是通过酸性调节，使滤液中长链二元酸析出，控制的酸性范围为3～5，优选4.5～5.0；酸析后进行过滤、烘干，采用板框过滤，过滤压力为0.1～1.0MPa；烘干温度为80～105℃。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤（1）所述有机溶剂为萃取长链二元酸的直链烷烃、醚类溶剂中的至少一种。7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：所述直链烷烃选自正十二烷、正十三烷等中的至少一种。8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：所述醚类溶剂选自丁醚、戊醚、己醚等中的至少一种。9.根据权利要求1、6、7或8所述的方法，其特征在于：步骤（1）所述长链二元酸粗酸与有机溶剂的质量体积比为1:2～1:10（g:mL），优选1:4～1:5（g:mL）。10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤（1...
【专利技术属性】
技术研发人员：张霖，樊亚超，师文静，
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：
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