[发明专利]用于从发酵肉汤中获得1,4-丁二醇的方法和系统

说明书

一种从发酵肉汤中纯化1,4‑丁二醇(1,4‑BDO)的方法，包括分离固体物质、盐和水，以及使所得的物质经历双塔、三塔或四塔蒸馏系统以产生纯化的1,4‑丁二醇产物，该系统可以包括转膜蒸发器。

本申请是申请日为2014年3月14日，申请号为201480027233.9，名称为“用于从发酵肉汤中获得1,4-丁二醇的方法和系统”的中国发明专利申请的分案申请。本申请要求如下美国临时申请的优先权：2013年3月15日提交的美国临时申请号61/801,107、2013年5月31日提交的美国临时申请号61/829,625以及2014年1月17日提交的美国临时申请号61/928,966，所述美国临时申请的全部内容被并入本文。

发明背景

本文提供的内容总体上涉及从发酵肉汤中分离1,4-丁二醇或目标化合物的方法和系统。

1,4-丁二醇(1,4-BDO)是一种可用于合成聚酯树脂、γ-丁内酯、四氢呋喃和其他化合物的工业聚合物中间体。使用不可再生的石油化工原料来工业合成1,4-丁二醇是已知的，用于从通过石化基合成得到的粗制1,4-丁二醇中纯化1,4-丁二醇的方法也是已知的(见，例如Okuyama，美国专利号5,981,810)。发酵生产1,4-丁二醇是使用不可再生的石油化工原料的传统生产的一种替代性方法。例如，发酵生产利用可再生原料，如生物质或其他生物基原料，并且该方法可以比石化基的生产更加环保。但是，由于，例如发酵肉汤中存在的不同类型的组分，从发酵肉汤内的其他组分中分离1,4-丁二醇相比适用于从石化基合成中纯化1,4-丁二醇，需要的程序不同。

Adkesson等人，美国专利公开号2005/0069997描述了一种用于从发酵肉汤中分离1,3-丙二醇的方法。Adkesson等人中的方法包含过滤、离子交换和蒸馏，其中蒸馏由四个塔组成并且可以在塔2和3之间包含氢化步骤。Clark等人，WO 2010/141780描述了从发酵肉汤中分离1,4-丁二醇。该方法包含从固体馏分中分离液体馏分，从该液体馏分中除去盐，以及在一系列蒸馏中分离产物，以在一个蒸馏塔中除去水和其他轻组分并在另一蒸馏塔中除去沸点低于产物的重物质。

从发酵肉汤中获得1,4-丁二醇或目标化合物的挑战可以包含，例如，增加从发酵肉汤中获得的1,4-丁二醇或目标化合物的收率或纯度，减少处理步骤或系统组件和/或减少某些特定污染物的水平等等。例如，从发酵肉汤中获得1,4-丁二醇可以在发酵肉汤中包含不希望的有机酸等物质或者包含在纯化1,4-丁二醇的程序步骤的过程中形成的不希望的有机酸等物质，其可以与1,4-丁二醇有效反应而降低收率。

发明概述

在一些方面，本文披露的实施方式涉及纯化1,4-丁二醇(1,4-BDO)的方法。在一些实施方式中，该方法包括(a)使粗制1,4-BDO混合物经历第一塔蒸馏程序以从该粗制1,4-BDO混合物中除去沸点低于1,4-BDO的物质以产生第一含1,4-BDO的产物流以及(b)使该第一含1,4-BDO的产物流经历第二塔蒸馏程序将沸点高于1,4-BDO的物质作为第一高沸点物料流(high-boilers stream)除去，以产生纯化的1,4-BDO产物，其中从该第二塔蒸馏程序的侧馏分中收集该纯化的1,4-BDO产物。

在某些实施方式中，该方法进一步包括(c)使该第一高沸点物料流经历转膜蒸发(WFE)以产生第一WFE馏出物并使该第一WFE馏出物经历步骤(b)。

在某些实施方式中，该方法进一步包括(d)在执行步骤(b)之前，使该含1,4-BDO的第一产物流经历中间塔蒸馏程序，以将沸点高于1,4-BDO的物质作为第二高沸点物料流除去。

在某些实施方式中，该方法进一步包括使该第二高沸点物料流经历转膜蒸发(WFE)，从而产生第二WFE馏出物以及使该第二WFE馏出物经历步骤(d)。

在某些实施方式中，该方法进一步包括(e)在执行步骤(b)之前，用氢化反应处理该含1,4-BDO的第一产物流。