一種獲得高純度二羧酸的方法技術

本發明專利技術涉及一種獲得高純度二羧酸的方法，包括：Ⅰ、將終止發酵液加熱滅活；Ⅱ、酸化使二羧酸結晶析出，過濾得到二羧酸濾餅；Ⅲ、將二羧酸濾餅與醚類溶劑混合使二羧酸溶解，并進行有機相和水相分離，醚類溶劑為乙醚、丙醚、丙醚、丁醚、戊醚或己醚；Ⅳ、步驟Ⅲ得到的有機相中加入吸附劑，過濾脫除固形物；Ⅴ、步驟Ⅳ得到的有機相冷卻至二羧酸結晶析出，過濾得到二羧酸結晶濾餅，二羧酸結晶濾餅經干燥得到二羧酸以重量計純度大于98.5%的二羧酸產品。本發明專利技術方法克服了現有精制方法操作復雜、生產成本高、產品純度低、色度高、設備投資高等不足。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種二羧酸的提純方法，特別是從發酵液中獲得高純度二羧酸的方法。
技術介紹
本專利所指的二羧酸分子通式為CnH2n_204 ( 10 ^ n ^ 18),是微生物利用液蠟發酵而得到的代謝產物。其發酵液是復雜的多相體系，其中含有未反應的液蠟、微生物細胞及碎片、未利用的培養基和代謝產物以及微生物的分泌物等，尤其是其中含有大量蛋白質、色素等雜質，嚴重影響產品的純度和外觀質量，并給二羧酸的提取與精制帶來了困難。國內外市場上對二羧酸純度要求很高，特別是聚合級二羧酸的純度要求更·高，一般要求單酸純度>98. 5% (質量)，目前只有溶劑法提純才能獲得聚合級二羧酸。CN01142806. 6中用丙酮、甲醇和乙醇作溶劑精制二羧酸，以干粉二羧酸為原料，能耗高，同時二羧酸易與醇類酯化降低了產品二羧酸的純度。CN200410018255. 7公開了一種正長鏈二元酸生產方法，首先對發酵法反應液進行預處理，以除去其中的菌體及殘留烷烴或脂肪酸，得到二元酸清液，然后進行酸化結晶，酸化結晶液再經板框壓濾得到二元酸粗品；將得到的二元酸粗品通過采用刮膜蒸發、短程蒸餾裝置在高真空條件下精制或采用有機溶劑精制。采用刮膜蒸發或短程蒸餾的精制方法，得到產品純度低于98.2%。溶劑法中只有采用乙酸、乙二醇和乙酸乙酯為溶劑時，可以得到二羧酸單酸純度> 98. 5%，最高的純度也僅有98. 75%，在生產稍有波動時，就不能得到合格的產品。同時使用乙酸為溶劑時，精制設備選材要求苛刻，運行維護成本高，乙酸回用需脫水等較復雜精制過程。
技術實現思路
針對現有技術的不足，本專利技術的目的在于提供一種工藝步驟簡單、成本較低的高純度二羧酸獲得方法，本專利技術方法可以獲得純度99. 0%以上高純度二羧酸產品，更適宜于工業化生產。本專利技術獲得高純度二羧酸的方法包括如下步驟 I、將終止發酵液加熱滅活； II、酸化使二羧酸結晶析出，過濾得到二羧酸濾餅； III、將二羧酸濾餅與醚類溶劑混合使二羧酸溶解，并進行有機相和水相分離，醚類溶劑為乙醚、丙醚、丁醚、戊醚或己醚等； IV、步驟III得到的有機相中加入吸附劑，過濾脫除固形物； V、步驟IV得到的有機相冷卻至二羧酸結晶析出，過濾得到二羧酸結晶濾餅，二羧酸結晶濾餅經干燥得到二羧酸以重量計純度大于98. 5%的二羧酸產品。本專利技術方法中，步驟I所述的終止發酵液為微生物利用液蠟發酵而得到的代謝產物，其中含有的二羧酸分子通式為CnH2n_204 ( 10 ^ n ^ 18)，可以是單--種二羧酸，也可以是混合二羧酸。步驟I終止發酵液加熱滅活后，可以進行過濾脫除菌體等雜質，過濾可以采用膜過濾等常規方法和設備。也可以步驟III或步驟IV中過濾脫除菌體等雜質。加熱滅活溫度一般為75 100°C。本專利技術方法中，步驟II酸化使二羧酸結晶析出的溫度一般為20°C 40°C，得到的二羧酸濾餅優選不進行干燥直接與溶劑混合溶解，二羧酸濾餅的含水率一般為10% 90%，優選為50°/Γ70% (以重量計)。本專利技術方法中，步驟III中，分離出水相后，可以繼續加入軟化熱水洗滌有機相，并分離出水相，溶劑與二羧酸(干基)的重量比為3: f 15:1，優選6: f 12:1。二羧酸濾餅與溶劑優選在加熱條件下溶解，加熱溫度為50°C 140°C，優選80°C 120°C，具體根據選用的溶劑相關，加熱溫度優選低于溶劑的沸點溫度。溶劑優選為正丙醚、異丙醚、正丁醚、異丁醚或異戍醚等。本專利技術方法中，步驟IV中吸附劑為活性炭、活性白土等，優選活性炭，更優選顆粒活性碳，吸附劑加入量為二羧酸干基重量的O. 1% 20%，吸附時間為3(T60min。冷卻結晶溫 度一般為使二羧酸充分結晶為止，溫度一般為10°c 50°C。本專利技術方法中，步驟V中得到的溶劑濾液，可以循環使用。本專利技術方法中，在溶劑結晶、過濾和干燥等過程中，可以選擇性的通入惰性氣體，如氮氣，使得實施過程滿足生產安全。本發方法可以獲得高純的單一種類二羧酸產品，也可以獲得混合二羧酸產品。雖然溶劑法精制二羧酸為本領域常規方法，但現有方法中使用的最適宜溶劑和最佳的工藝路線，也只能得到純度略高于產品質量指標要求的98. 5%的純度，這對工業裝置的穩定生產是不利的。本專利技術的專利技術人意外地發現，使用本專利技術選擇的有機溶劑和工藝路線，可以大大提高目的產物的純度，正常操作條件下可以得到純度大于99. 0%的二羧酸產品，總酸含量可以大于99. 9%。雖然純度提高O. 5個百分點在絕對數值上看似并不突出，但在本領域中，目的產品純度達到98. 5% (產品指標要求)已經是不容易的，在此基礎上純度每提高O. I個百分點都是十分困難的，并且也都是有重要意義和價值的，這對保證工業裝置穩定運轉，提高產品合格率等方面，具有重要的作用，對后續合成高級香料、高級熱熔膠等聚合產品的質量影響也是非常明顯的。本專利技術方法中，適宜的有機溶劑與特定的工藝過程結合，在獲得高純度二羧酸產品的同時，還具有工藝過程簡單，能耗低，物料消耗少等優點。如酸化結晶后物料的過濾濾餅不需干燥得到二羧酸干粉，直接與有機溶劑混合溶解，一方面節省了干燥設備、時間和能耗，同時在與有機溶劑溶解后，形成水相和有機相，由于其中的雜質大部分是水溶性，因此該步驟有利于提高產品純度，降低后續精制負荷。吸附劑在分相后的有機相混合，由于物料在分相過程中，雜質進入有機相較少，因此，可以在使用較小吸附劑用量的條件下獲得高純度的二羧酸產品。溶劑重結晶過濾后的濾液不需復雜的脫水處理，可以簡單處理后直接循環使用，生產成本低，溶劑對設備無腐蝕，設備可以使用普通材質，設備投資低。具體實施例方式本專利技術方法中，發酵過程得到的二羧酸粗產品中含有色素、蛋白質、水及不溶雜質中的一種或幾種。二羧酸粗產品發酵液中分離出來，可以采用本領域通常的方法獲得，如可以采用下列方案(I)將終止發酵液加熱并靜置，分去上層液蠟及菌體，然后降溫并過濾，得到濾液加酸酸化至ρΗ2. (Γ4. O，然后加熱，并保溫Ih后過濾得到粗酸產品； 具體條件為將終止發酵液加熱85 100°C，靜置約2h，然后分去上層殘留的液蠟，再降溫至60°C 75°C，加入助濾劑，過濾除去菌體等雜質得到清液。把得到的清液加酸調節pH值至2. (Γ4.0，并加熱至80°C 95°C，保溫約lh，然后將溫度降至室溫過濾，得到粗酸產品。(2)將發酵液加熱到75°C 95°C，并酸化至pH值2.(Γ4.0，靜置2h后分離回收液蠟，然后降溫并過濾得到含有菌體的粗酸產品。 (3)將發酵液加熱到75V 90°C，進入超濾裝置，脫除菌體和液蠟等，得到的濾液酸化至PH值2. (Γ4. O,并加熱至8(T95°C，保溫約lh，然后將溫度降溫過濾，得到粗酸產品。在發酵液加熱并酸化過程中，使發酵液中大部分蛋白質變性析出，剩余蛋白等雜質，可以在溶劑結晶步驟中除去。本專利技術上述的酸化所用的酸(濃度任意)可以是H2S04、HNO3、HCl或Η3Ρ04。實施例I 取200ml由熱帶假絲酵母菌發酵得到十二碳二羧酸,濃度為160g/l的發酵液,用H2SO4將PH值調至3. 0，加熱至80°C，靜置2h，分去溶液殘留的液蠟，然后降至室溫，經過濾和洗滌得到含菌體的十二碳二羧酸粗濾餅。把得到含菌本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種獲得高純度二羧酸的方法，其特征在于包括如下步驟：Ⅰ、將終止發酵液加熱滅活；Ⅱ、酸化使二羧酸結晶析出，過濾得到二羧酸濾餅；Ⅲ、將二羧酸濾餅與醚類溶劑混合使二羧酸溶解，并進行有機相和水相分離，醚類溶劑為乙醚、丙醚、丁醚、戊醚或己醚；Ⅳ、步驟Ⅲ得到的有機相中加入吸附劑，過濾脫除固形物；Ⅴ、步驟Ⅳ得到的有機相冷卻至二羧酸結晶析出，過濾得到二羧酸結晶濾餅，二羧酸結晶濾餅經干燥得到二羧酸以重量計純度大于98.5%的二羧酸產品。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：高大成，李曉姝，
申請(專利權)人：中國石油化工股份有限公司，中國石油化工股份有限公司撫順石油化工研究院，
類型：發明
國別省市：