回收酸产物的热控分离及脱水方法技术

一种用于从酸与另一化合物的混合物中回收酸的热控方法，包括在吸附剂树脂上于第一温度下色层分离该酸与另一化合物，接着于比第一温度至少高１０℃的第二温度条件下从吸附剂树脂上洗脱此酸产物。（*该技术在2016年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
技术介绍
本专利技术一般涉及回收有价值化学产品的技术。更具体地说，本专利技术涉及用于从同时含有其它化合物的液体介质中选择性地回收目的产物的高效和经济的方法，涉及新的热助色层分离技术。作为进一步背景的是，长期以来，对于回收及提纯介质中的酸化合物如羧酸和其它有价值化学品已进行过研究，力图发现其有效和经济的生产方法。例如，对羧酸如柠檬酸及乳酸，世界上就是大规模地通过发酵方法进行生产。这类发酵方法生产的是必须从中回收及提纯所需酸的发酵液。凡涉及大规模生产，都不能过分强调保持最低回收成本的重要性。近来，回收方面的研究已集中注意在应用固体聚合物吸附剂材料回收发酵介质中的羧酸上。用这种方法，使发酵液穿过能吸收羧酸的吸附剂，再以某种方式脱附羧酸，产出产品。一般地说，已经提出了许多有关吸附剂及吸附/脱附方案的建议。例如，Kawabata等在美国专利，USP 4,323,702中描述了一种用主要成分系具有吡啶骨架结构和交联结构的聚合吸附剂材料回收羧酸的方法。先将羧酸吸附于吸附剂上，后再用一种极性有机物如脂肪醇、酮或酯将其脱附。Kulprathipanja等在美国专利USP 4,720,579、4,851,573及4,851,574中指出，固体聚合物吸附剂包括中性的、noniogenic、巨网状的、水不溶性的交联苯乙烯-聚(乙烯基-)苯，连接有叔胺官能团或吡啶官能团的交联丙烯酰基或苯乙烯基树脂母体，或连接有脂肪季胺官能团的交联丙烯酰基或苯乙烯树脂母体。在其工作中，Kulrathipanja等描述了在他们确认丙酮/水、硫酸及水作为脱附剂的温条件下所进行的“脉冲试验”。于1985年7月9日提交的南非专利申请855155，描述了从其水溶液中回收产品酸的方法。在吸附步骤中，将含酸溶液穿过一个内装树脂吸附剂柱，该吸附剂树脂包括乙烯基咪唑/亚甲基-双-丙烯酰胺聚合物、乙烯基吡啶/三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯/乙烯基三甲硅烷聚合物、乙烯基咪唑/N-乙烯基-N-甲基乙酰胺/亚甲基-双-丙烯酰胺聚合物、Amberlite IRA 35(Rohm & Haas-以含二甲基氨基基团为基础的丙烯酸酯/二乙烯基苯聚合物)、或Amberlite IRA 93 SP(Rohm & Haas)或DowexMWA-1或WGR-2(Dow Chemical)(后三种是含二甲基氨基基团以苯乙烯/二乙烯基苯为基础的聚合物)。通常在90℃温度下允许向吸附柱通入水来脱附该酸。但是，所述单程洗脱方法对热能利用不充分，也基本上不能最充分地利用该树脂对高浓缩溶液进行脱附的潜力。此外，在此篇南非专利申请中所应用的树脂对热较不稳定，因此在用热水脱附过程中基本上都要降解。于1992年3月12日提交的国际专利申请PCT/US92/02107，(1992年10月1日发布，WO 92/16534)及于1992年3月12日提交的PCT/US92/01986(1992年10月1日发布，WO 92/16490)，二者均属Reilly Industries，Inc.公司，披露了在二乙烯基苯交联乙烯基吡啶或其它树脂上用蒸气或热水分别脱附乳酸或柠檬酸的方法。所用的树脂吸附/脱附能力较强，在所述热水脱附过程中对热稳定性好。然而，改进了的方法用于脱附会对树脂及热的利用效率更高，也易于得到产物浓度甚至更高的脱附溶液。还报导有一些回收酸产物的方法。例如，美国专利USP 5,412,126披露了在碱性树脂上吸附柠檬酸再用烷基胺进行洗脱的方法。接着再对此材料加热脱水和驱赶出胺，回收游离酸。美国专利USP 5,032,686披露了一种用酸性树脂从糖中分离柠檬酸的方法，同时USP 5,382,681披露了一种方法，其中先用碱处理含另一化合物的柠檬酸溶液，使柠檬酸转化为柠檬酸钠，再将此碱介质穿过碱性树脂分离其它的化合物。鉴于此领域中这样或那样的背景，仍然需要有经过改进并能有效提纯和回收羧酸及其它有价值产品的工艺方法。本专利技术正是针对这样的需求。专利技术综述因此，本专利技术的一组优选实施方案提供了一种涉及对几个相进行热控色层分离及洗脱的用于分离酸与一种或数种化合物的方法。例如，提供的是一种从其混合物中分离酸与另一化合物的优选方法，其中包括在第一温度下于吸附剂树脂上对该酸及另一化合物进行色层分离，接着再于比第一温度更高的第二温度下，如至少高10℃，从吸附剂树脂上洗脱该酸产物。更优选的方法应用了一种内装吸附剂对酸亲和力比对另外一种或数种化合物亲和力更高且随温度降低对酸亲和力更增强的接触区。将含酸及另一化合物的第一溶液引入到此接触区内。为使之操作容量大，该溶液含酸量可大大超过该吸附剂对酸吸附容量的水平。将第二溶液(洗脱液)引入穿过此接触区。该第二溶液是在第一温度下及能在接触区内使酸前沿与该另外一种或数种化合物前沿有效分离的条件下穿过的。接着再用一种液体在第二温度至少比第一温度高10℃或20℃的条件下，洗脱此接触区内酸前沿。按照这样的方法，在分离相时，就能使该吸附剂对酸吸附亲和力保持在相对较高水平，从而滞留了酸，有利于酸与其它化合物的分离，而在洗脱相时，该吸附剂对酸的亲和力却维持在相对较低水平，而在一定期间内增加了洗脱的酸量。因此，本专利技术优选的方法可以在色层分离其它化合物中利用传统吸附/热脱附现象，完成对酸产物的有效提纯和对高浓缩产物的馏份进行回收。特别优选的本专利技术方法应用了一种其中包括许多树脂充填接触区(如树脂柱)的连续接触装置。所建立的分离区包括许多的接触区和内装有足以达到酸与另外化合物基本分离所需数量的吸附剂。此色层分离区操作在相对较低的第一温度下。所建立的洗脱区则是一旦酸产物与其它化合物基本上分离开，就从洗脱区洗脱酸产物。此洗脱区操作在比第一温度更高的第二温度下。在洗脱区之后，树脂充填接触区(目前基本上无产物)要优选经受冷却步骤，以使此连续接触装置在下步循环中的分离区达到最佳温度。优选的冷却步骤包括使温度比树脂温度更低的液体介质穿过该接触区。可以恰当地在连续接触装置上安装阀门，以便顺序地使接触区经历分离、加热、洗脱及冷却等步骤，和完成本专利技术热控色层分离的过程。按照本专利技术的另一方面，一种热控色层分离方法包括建立一种能使其中许多装有吸附剂的接触区受到顺序处理的方法，这种处理包括将其产物含量超过该吸附剂对产物吸附容量的液体介质穿过该吸附剂，在第一温度下进行酸产物与其它化合物色层分离，接着再于比第一温度至少高10℃的第二温度下进行洗脱。在本专利技术的这一点或其它方面，在色层分离相所用洗脱液中可包括一部分前处理接触区内的含产物介质。本专利技术方法另一优选实施方案，提供了一种进行脱水及回收水溶液中有机酸产物的方法，包括在吸附剂上以水可混溶的溶剂如醇作为移动相和在基本无水的醇溶液中洗脱酸产物的条件下，对酸产物水溶液进行色层分离处理。由于提供了一种其内装有对酸亲和力比对水强的吸附剂的接触区，和将酸水溶液引入接触区内，使这样的方法得以顺利实现。在能使接触区内有机酸前沿与水前沿有效分离的条件下，将液体醇通过该接触区，洗脱该接触区内的有机酸前沿，以得到醇溶液中含有机酸的洗脱物，其中该洗脱物基本上是无水的(即含不超过约15％(重)的水)。还有另一组用于对有机酸产物进行脱水的优选色层分离方法，包括步骤如下(a)、提供许多内本文档来自技高网...

【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：M·格伦泽，F·韦霍夫，
申请(专利权)人：莱利工业公司，
类型：发明
国别省市：