[发明专利]多羧酸萃取

说明书

本发明涉及使用萃取制备多羧酸溶液的方法。

从包含杂质例如盐的含水混合物中分离羧酸可能是困难的。可借助微生物经由碳源例如碳水化合物或甘油发酵来制造羧酸。在这一发酵方法中，通常通过微生物发酵碳水化合物源以形成羧酸。将在其中碳水化合物源被发酵的液体称为发酵液或发酵介质。在发酵过程中羧酸的形成将导致发酵液的pH下降。因为这一pH下降可损害微生物的新陈代谢过程，所以常见的实践是在发酵介质中添加中和剂即碱以便中和pH。结果，在发酵介质中产生的羧酸通常以羧酸盐形式存在。尽管存在一定程度上抗酸性环境的微生物，使得可在低pH(例如pH＝3)下进行发酵，但是即使在这些方法中，以羧酸盐形式获得至少一部分羧酸。

为了在发酵之后从发酵液中回收羧酸，需要下游处理。在这些处理中，需要将发酵液内的羧酸盐转化成羧酸。此外，需要将羧酸(或者如果尚未转化的话，为羧酸盐)从发酵液中分离。由于发酵液包括许多化合物，其中包括显著量的生物质(例如微生物)和盐(源自于中和剂)，因此，回收并分离羧酸可能相当复杂，通常需要多个处理步骤并导致废物材料尤其盐废物。

对于多羧酸来说，出现特定的问题。多元酸一般地在水中具有低的溶解度。一方面，这意味着可使用诸如沉淀或结晶之类的方法相对容易地从水中除去多元酸的主体。另一方面，这导致形成稀酸溶液，从经济原因和HSE原因考虑，仍然期望从该稀酸溶液中除去多元酸。尽管还可通过结晶或沉淀来除去最后的部分，但这牵涉需要昂贵的装置和操作条件的多阶段操作。因此需要从水溶液中除去多羧酸的方法，该方法兼有有效的除去和相对低成本的操作。

WO95/03268描述了从发酵液回收包括含有3-8个碳原子的单-、二-和三羧酸的有机酸的方法：通过澄清发酵液以除去在其内的至少显著部分的杂质，产生澄清的原料；通过添加用量有效地降低原料pH到约1.0至约4.5的无机酸来酸化该澄清的原料，产生酸化的原料，所述酸化的原料相对于选自MHSO₄,M₂SO₄,M₃PO₄,M₂HPO₄,MH₂PO₄和MNO₃中的至少一种电解质基本上饱和，其中M选自Na,NH₄,和K；用包括(a)水，(b)用量有效地维持原料的pH在约1.0至约4.5的无机酸，和(c)对水具有有限的混溶性的含氧溶剂的萃取混合物萃取该酸化的原料。该萃取产生溶剂萃取物和第一萃余液。用含水液体对溶剂萃取物进行反向萃取，从而产生富含有机酸的含水萃取物和贫有机酸的溶剂萃余液。

萃取接着反向萃取的顺序的问题是形成稀的液体。一般地，当使用有机液体从水中萃取化合物并且随后使用水从该有机液体中萃取时，在产物含水液体内化合物的浓度低于在起始含水液体内的浓度。这当然是不利的，因为它生成稀的液体，所述稀的液体需要进一步浓缩。在其中起始液体已经具有相对低的酸浓度的情况下，正如在相对不可溶的多元酸的情况中一样，这是尤其重要的。因此本领域需要多羧酸的萃取/反向萃取工艺，甚至在其中多元酸的浓度相对低的情况，该工艺允许从盐溶液中分离多羧酸，且没有形成更加稀的酸溶液。本发明提供这样一种方法。

本发明涉及从含水混合物中回收多羧酸的方法，该方法包括下述步骤：

-提供包含多羧酸和至少5wt％已溶解的卤化物盐的含水混合物，基于在该含水混合物内水和已溶解的材料的总重量，

-将多羧酸从含水混合物中萃取到包含选自酮类和醚类中的有机溶剂的第一有机液体内，从而获得有机多羧酸溶液和包含卤化物盐的含水废液，和

-将多羧酸从有机羧酸溶液萃取到含水液体内，从而获得多羧酸水溶液和第二有机液体。

要注意，CN101979368公开了从含盐的溶液中萃取酸。该萃取剂是甲醇，乙醇，正丙醇，异丙醇，正丁醇，异丁醇，丙酮，乙二醇，二乙醚，乙酸甲酯或乙酸乙酯。

JP8-337552公开了将酸式盐转化成酸，接着采用含氧饱和的杂环型溶剂发生萃取的方法。

这些参考文献无一公开了反向萃取方法。因此，这些参考文献不是相关的。