一种获得高纯度二羧酸的方法技术

本发明专利技术涉及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%的二羧酸产品。本发明专利技术方法克服了现有精制方法操作复杂、生产成本高、产品纯度低、色度高、设备投资高等不足。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种二羧酸的提纯方法，特别是从发酵液中获得高纯度二羧酸的方法。
技术介绍
本专利所指的二羧酸分子通式为CnH2n_204 ( 10 ^ n ^ 18),是微生物利用液蜡发酵而得到的代谢产物。其发酵液是复杂的多相体系，其中含有未反应的液蜡、微生物细胞及碎片、未利用的培养基和代谢产物以及微生物的分泌物等，尤其是其中含有大量蛋白质、色素等杂质，严重影响产品的纯度和外观质量，并给二羧酸的提取与精制带来了困难。国内外市场上对二羧酸纯度要求很高，特别是聚合级二羧酸的纯度要求更·高，一般要求单酸纯度>98. 5% (质量)，目前只有溶剂法提纯才能获得聚合级二羧酸。CN01142806. 6中用丙酮、甲醇和乙醇作溶剂精制二羧酸，以干粉二羧酸为原料，能耗高，同时二羧酸易与醇类酯化降低了产品二羧酸的纯度。CN200410018255. 7公开了一种正长链二元酸生产方法，首先对发酵法反应液进行预处理，以除去其中的菌体及残留烷烃或脂肪酸，得到二元酸清液，然后进行酸化结晶，酸化结晶液再经板框压滤得到二元酸粗品；将得到的二元酸粗品通过采用刮膜蒸发、短程蒸馏装置在高真空条件下精制或采用有机溶剂精制。采用刮膜蒸发或短程蒸馏的精制方法，得到产品纯度低于98.2%。溶剂法中只有采用乙酸、乙二醇和乙酸乙酯为溶剂时，可以得到二羧酸单酸纯度> 98. 5%，最高的纯度也仅有98. 75%，在生产稍有波动时，就不能得到合格的产品。同时使用乙酸为溶剂时，精制设备选材要求苛刻，运行维护成本高，乙酸回用需脱水等较复杂精制过程。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种工艺步骤简单、成本较低的高纯度二羧酸获得方法，本专利技术方法可以获得纯度99. 0%以上高纯度二羧酸产品，更适宜于工业化生产。本专利技术获得高纯度二羧酸的方法包括如下步骤 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、丁醚、戊醚或己醚等； 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%的二羧酸产品。本专利技术方法中，步骤I所述的终止发酵液为微生物利用液蜡发酵而得到的代谢产物，其中含有的二羧酸分子通式为CnH2n_204 ( 10 ^ n ^ 18)，可以是单--种二羧酸，也可以是混合二羧酸。步骤I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。也可以步骤III或步骤IV中过滤脱除菌体等杂质。加热灭活温度一般为75 100°C。本专利技术方法中，步骤II酸化使二羧酸结晶析出的温度一般为20°C 40°C，得到的二羧酸滤饼优选不进行干燥直接与溶剂混合溶解，二羧酸滤饼的含水率一般为10% 90%，优选为50°/Γ70% (以重量计)。本专利技术方法中，步骤III中，分离出水相后，可以继续加入软化热水洗涤有机相，并分离出水相，溶剂与二羧酸(干基)的重量比为3: f 15:1，优选6: f 12:1。二羧酸滤饼与溶剂优选在加热条件下溶解，加热温度为50°C 140°C，优选80°C 120°C，具体根据选用的溶剂相关，加热温度优选低于溶剂的沸点温度。溶剂优选为正丙醚、异丙醚、正丁醚、异丁醚或异戍醚等。本专利技术方法中，步骤IV中吸附剂为活性炭、活性白土等，优选活性炭，更优选颗粒活性碳，吸附剂加入量为二羧酸干基重量的O. 1% 20%，吸附时间为3(T60min。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°c 50°C。本专利技术方法中，步骤V中得到的溶剂滤液，可以循环使用。本专利技术方法中，在溶剂结晶、过滤和干燥等过程中，可以选择性的通入惰性气体，如氮气，使得实施过程满足生产安全。本发方法可以获得高纯的单一种类二羧酸产品，也可以获得混合二羧酸产品。虽然溶剂法精制二羧酸为本领域常规方法，但现有方法中使用的最适宜溶剂和最佳的工艺路线，也只能得到纯度略高于产品质量指标要求的98. 5%的纯度，这对工业装置的稳定生产是不利的。本专利技术的专利技术人意外地发现，使用本专利技术选择的有机溶剂和工艺路线，可以大大提高目的产物的纯度，正常操作条件下可以得到纯度大于99. 0%的二羧酸产品，总酸含量可以大于99. 9%。虽然纯度提高O. 5个百分点在绝对数值上看似并不突出，但在本领域中，目的产品纯度达到98. 5% (产品指标要求)已经是不容易的，在此基础上纯度每提高O. I个百分点都是十分困难的，并且也都是有重要意义和价值的，这对保证工业装置稳定运转，提高产品合格率等方面，具有重要的作用，对后续合成高级香料、高级热熔胶等聚合产品的质量影响也是非常明显的。本专利技术方法中，适宜的有机溶剂与特定的工艺过程结合，在获得高纯度二羧酸产品的同时，还具有工艺过程简单，能耗低，物料消耗少等优点。如酸化结晶后物料的过滤滤饼不需干燥得到二羧酸干粉，直接与有机溶剂混合溶解，一方面节省了干燥设备、时间和能耗，同时在与有机溶剂溶解后，形成水相和有机相，由于其中的杂质大部分是水溶性，因此该步骤有利于提高产品纯度，降低后续精制负荷。吸附剂在分相后的有机相混合，由于物料在分相过程中，杂质进入有机相较少，因此，可以在使用较小吸附剂用量的条件下获得高纯度的二羧酸产品。溶剂重结晶过滤后的滤液不需复杂的脱水处理，可以简单处理后直接循环使用，生产成本低，溶剂对设备无腐蚀，设备可以使用普通材质，设备投资低。具体实施例方式本专利技术方法中，发酵过程得到的二羧酸粗产品中含有色素、蛋白质、水及不溶杂质中的一种或几种。二羧酸粗产品发酵液中分离出来，可以采用本领域通常的方法获得，如可以采用下列方案(I)将终止发酵液加热并静置，分去上层液蜡及菌体，然后降温并过滤，得到滤液加酸酸化至ρΗ2. (Γ4. O，然后加热，并保温Ih后过滤得到粗酸产品； 具体条件为将终止发酵液加热85 100°C，静置约2h，然后分去上层残留的液蜡，再降温至60°C 75°C，加入助滤剂，过滤除去菌体等杂质得到清液。把得到的清液加酸调节pH值至2. (Γ4.0，并加热至80°C 95°C，保温约lh，然后将温度降至室温过滤，得到粗酸产品。(2)将发酵液加热到75°C 95°C，并酸化至pH值2.(Γ4.0，静置2h后分离回收液蜡，然后降温并过滤得到含有菌体的粗酸产品。 (3)将发酵液加热到75V 90°C，进入超滤装置，脱除菌体和液蜡等，得到的滤液酸化至PH值2. (Γ4. O,并加热至8(T95°C，保温约lh，然后将温度降温过滤，得到粗酸产品。在发酵液加热并酸化过程中，使发酵液中大部分蛋白质变性析出，剩余蛋白等杂质，可以在溶剂结晶步骤中除去。本专利技术上述的酸化所用的酸(浓度任意)可以是H2S04、HNO3、HCl或Η3Ρ04。实施例I 取200ml由热带假丝酵母菌发酵得到十二碳二羧酸,浓度为160g/l的发酵液,用H2SO4将PH值调至3. 0，加热至80°C，静置2h，分去溶液残留的液蜡，然后降至室温，经过滤和洗涤得到含菌体的十二碳二羧酸粗滤饼。把得到含菌本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种获得高纯度二羧酸的方法，其特征在于包括如下步骤：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、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%的二羧酸产品。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：高大成，李晓姝，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司抚顺石油化工研究院，
类型：发明
国别省市：