[发明专利]萃取精制长链二元酸的方法

说明书

技术领域

本发明涉及石油化工领域中精制生物发酵法生产长链二元酸产品的方法，采用一步萃取的工艺提取长链二元酸产品，得到可用于后续聚合工艺的长链二元酸精品。

背景技术

二元酸的提取和纯化技术影响最终工业化生产的二元酸成本。目前，从发酵液中二元酸的分离提取方法归纳起来有如下方法:水中沉淀结晶法，它是通过离心或板框压滤方法, 除去发酵液中的菌体, 滤液用浓HCl或浓H₂SO₄ 酸分结晶, 把沉淀分出, 并溶解在碱性热水中, 加活性炭脱色, 过滤除去活性碳和杂质, 再用浓HCl 或浓H₂SO₄ 酸化结晶, 冷却, 出现二元酸结晶。醇中沉淀结晶法，是将发酸液除去菌体, 滤液酸化, 得二元酸结晶, 过滤分出二元酸结晶, 并溶解于热乙醇中。加活性炭脱色、抽滤, 滤液放置冷却结晶, 得白色二元酸结晶。盐析法是把含有单一长链二元酸的发酵液, 加入NaOH 调pH 至11～12 , 加热至90 ℃, 除去菌体后, 加入KCl 或NaCl , 室温下冷却, 析出二元酸盐晶体, 结晶再溶于80 ℃热水中, 用HCl酸化, 液离酸析出, 得白色二元酸结晶。溶剂中沉淀结晶法首先发酵液用浓H₂SO₄ 酸化至pH2.0, 压滤, 滤饼(含二元酸和菌体) 溶于甲基异丁基酮, 加活性炭。脱色后, 压滤除去菌体和活性炭, 滤液放置冷却结晶。

目前在工业生产中主要用溶剂处理法和水处理法。前者的缺点是有机溶剂易燃、易挥发、有毒, 后处理时必须有防火、防爆、防毒装置, 有机溶剂比水贵, 易挥发易损失, 成本较高, 优点是晶形好, 晶体颗粒较大, 易于分离；水处理方法的缺点是二元酸在水中溶解度小, 晶形、晶体颗粒不如前得好, 优点是无毒性, 不必防火、防爆、防毒, 成本低。首先采用一种简便、经济、有效的方法,除去发酵液中残存的烷烃, 回收再用, 用板框除去菌体, 滤液加活性炭脱色, 除去活性炭和杂质之后, 脱色清液酸化结晶, 压滤、烘干得二元酸产品。

由于发酵液中存在乳化剂,直接用离心和过滤的方法很难除尽菌体,结晶后产品中的菌体和蛋白质含量较高。为解决此类问题，日本三井石化公司从分离菌体的滤液中用无机酸析出长链二元酸,然后用芳烃抽提析出二元酸。用多元醇或含两个以上醛基的有机物与此抽提液混合,使抽提液中的杂质选择性地转移到非芳烃溶剂中,最后从抽提液中结晶析出二元酸。类似地,也可以用由芳烃、C₄ 以上的醇和酮以及C₆ 以上的醛类组成的混合溶剂高温抽提,然后冷却结晶出二元酸。三井石化工业公司的另一种二元酸分离技术是:把pH < 4 的酸析液加热回流一定时间,然后冷却结晶出二元酸。用活性炭在较高温度下对除菌后的发酵液进行脱色处理能得到无色二元酸。

不同的二元酸产品，其物性有所差异，实际采用的提取和纯化技术也有所不同。虽然国内试验室内开发出几种提纯方法,但是工业应用后实际分离步骤达8步到10步，经济性较差。此外，现有的工艺中对于色素的分离大多采用活性炭多次吸附的方法，该方法在工业应用中有分离步骤多、劳动强度大、生产环境差、有机溶剂回收难度大等缺陷。因此，系统地开发长链二元酸纯化技术，使最终产品达到聚合级一直是生产厂家关注和开发的焦点。

发明内容

本发明提供一种萃取精制长链二元酸的方法。 

本发明包括以下步骤：

1）将发酵工段的发酵液通过微滤膜过滤去除固体颗粒后得过滤液，加热到50-70℃；

2）向过滤液中加无机酸进行酸化，PH值调节至2~4，使过滤液中的二元酸钠盐转化为二元酸；

3）再向过滤液中加入萃取剂，使萃取剂和过滤液混合搅拌，进行液液分离，取萃取相冷却结晶，除去溶剂后得到提纯的长链二元酸。

所述萃取剂为C₄-C₈醚类化合物中的一种或几种，如二乙醚、甲基叔丁基醚、丁醚或乙基叔丁基醚等，较好为乙基叔丁基醚、二丁醚。

本方法所使用的萃取剂与过滤液的体积比例为1~10:1，较好比例为2~3:1。所述酸化PH值为2.5~3，用于调节PH值的酸为无机酸，无特别指定，如盐酸、硫酸、硝酸、磷酸等。

过酵液和萃取剂混合搅拌的时间为0.1~3h，较好为0.5~1.5h。萃取相冷却温度为-20~30℃，较好为0~10 ℃。