[发明专利]用于将甲酸与甲基四氢呋喃分离的方法

说明书

本发明涉及用于将甲酸与甲基四氢呋喃(MTHF)分离的方法，所述方法包括：使包含甲酸和MTHF的组合物经受蒸馏，其特征在于：所述方法包括向所述蒸馏中加入水。这允许有成本效益地回收和再循环MTHF，例如在从生物质水解物生产和回收甲酸的方法中。

本发明涉及用于将甲酸与甲基四氢呋喃分离的方法。

甲酸是所谓的平台分子，其被用在织物染色、抗菌中并被用作例如消毒剂、除垢剂、皮革鞣制剂、青贮添加剂或防腐剂。

可由生物质通过酸水解来生产甲酸。US8,138,371和US5,608105中分别描述了这类方法的实例。

在由生物质生产甲酸的过程中，酸水解步骤之后是分离系列(train)。这可包括萃取和蒸馏。例如，US8,138,371描述了：通过蒸汽冷凝从生物质水解物中分离甲酸。WO2009/130386公开了回收甲酸的方法，其涉及使用辛醇和三-2-乙基己基磷酸酯作为萃取剂进行萃取。

发明人已意识到：甲基四氢呋喃(MTHF)是用于从生物质水解物中萃取甲酸的极好溶剂。由于经济原因，优选地：回收MTHF以再循环至萃取，且甲酸和乙酰丙酸作为有价值的产物被回收。然而，当发明人尝试通过蒸馏分离甲酸和MTHF时，它们发现：已形成了MTHF-甲酸共沸物。共沸物通常可通过一系列蒸馏被破坏，但这涉及高的能量和设备成本。

本发明的一个目标是从甲酸中回收MTHF。

因此，在第一方面，本发明提供用于将甲酸与MTHF分离的方法，所述方法包括：使包含甲酸和MTHF的组合物经受蒸馏，其特征在于：所述方法包括向所述蒸馏中加入水。

水可与组合物(作为组合物的一部分)一起加入蒸馏中；例如，可在将组合物供应给蒸馏之前，向所述组合物中加入水。然而，必须要注意：向组合物中加入水不导致双相溶液的形成。组合物在蒸馏之前是单相溶液很重要。如果优选地水将作为组合物的一部分被加入，那么本领域技术人员能够简单地进行实验室实验或中试实验以确定可被加入到组合物中以使得组合物仍然呈现单相溶液的最大水量。

或者，水可以与组合物分开地加入到蒸馏中，即，水和组合物分开地加入到蒸馏中。优选地，在蒸馏的顶部加入水，甚至更优选地通过回流。

组合物可包含甲酸-MTHF共沸物。换言之，组合物中的至少一部分甲酸可与组合物中的至少一部分MTHF形成共沸物。因此，本发明还提供从甲酸-MTHF共沸物中分离MTHF的方法，所述方法包括：使所述甲酸-MTHF共沸物经受蒸馏，其特征在于：所述方法包括向所述蒸馏中加入水。

蒸馏可以是适合将高沸点物(boiler)与具有低沸点的化合物分离的任何常规塔型蒸馏。

要加入蒸馏中的水量优选地为至少形成水-MTHF共沸物和水-甲酸共沸物所需的量。共沸物中不同组分的比率在本领域是已知的，且已知这可取决于温度，并因此还取决于压力。例如，在0.5bar(＝80℃)下，MTHF-甲酸共沸物包含43重量％的MTHF(剩余物是甲酸)；同样，在1bar(＝100.8℃)下，甲酸-水共沸物包含22.6重量％的水；且在1bar(＝71℃)下，MTHF-水共沸物包含10.6重量％的水。因此，本领域技术人员在知道蒸馏前组合物中的甲酸和MTHF的量的情况下，能够容易地计算出要加入蒸馏中的合适水量。上限不太关键，但水量优选地不要比形成水-MTHF共沸物和水-甲酸共沸物所需的量高太多，因为加入太多水可导致提高的能量消耗，从而使方法不太经济。