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包括长链二元酸的混合物的处理方法

2021-02-25 15:11:17

包括长链二元酸的混合物的处理方法

  技术领域

  本发明涉及包括长链二元酸的混合物的回收再利用方法,尤其涉及一种混合酸的甲酯化反应技术。

  背景技术

  长链二元酸(Long%20chain%20dicarboxylic%20acids,LCDA)是碳链中含有10个以上碳原子的脂肪族二羧酸,包括饱和及不饱和二羧酸。其结构通式为:HOOC-(CH2)n-COOH(n=8-16),缩写形式为:DC10-DC18。长链二元酸是一种重要的有机中间体,以长链二元酸为基础原料生产合成高级聚酰胺树脂、高温电介质、高档热熔胶、耐寒增塑剂、高级润滑油、高级油漆和涂料等精细化工产品,被广泛应用于化工、轻工、农药、医药、新材料等领域。下游产品开发潜力广阔,国内外市场潜力巨大。

  目前最为常规的长链二元酸制备方法是通过长碳链的烷烃、脂肪酸、脂肪酸酯或脂肪酸盐在特定菌种下经发酵获得。虽然很多菌体已经能高效地将底物发酵变为长链二元酸(与底物碳链长度相等),但现有的提取方法却很难较好的回收长链二元酸。通常从发酵液中获得长链二元酸的方法为先进行除菌、脱色、酸化、过滤等预处理获得初级产品,然后进一步进行重结晶、脱色、洗涤等精制处理。精制处理后,杂质、杂酸、与底物碳链长度不等的长链二元酸溶于溶剂和与底物碳链长度相等的长链二元酸分离。此外精制过程采用长链二元酸高温溶解于溶剂,低温析出的方法,因此溶剂中还溶解有部分与烷烃底物碳链长度相等的长链二元酸。将含有杂质、杂酸、与底物碳链长度不等的长链二元酸和上述的与底物碳链长度相等的长链二元酸的溶剂(又称溶剂母液)处理,分离出的溶剂投入下周期的精制过程,剩余的部分包括成分复杂的各种杂质,同时也包括极少量的与底物碳链长度相等或者不等的长链二元酸、杂酸;这类混合物组成比较复杂,因生产的产品和提取工艺的不同,其成分也会发生相应变化,在长链二元酸发酵制备过程中常被放弃或堆放起来,不仅污染环境,还造成资源浪费。

  与长链二元酸精制原料不同的是,这类混合物中各酸所占比例比较均匀,其中含有大量色素等杂质,如果想要从中提取长链二元酸,则成本高,收率低,操作工艺复杂,活性炭消耗量大,并且活性炭步骤会损失大量二元酸导致收率低,对环境有严重的污染;且提取过程需要碱溶和酸化,不仅步骤繁琐且所使用的酸和碱也会给环境带来一定的污染。

  现有报道称使用两次或多次脱色然后酸化的方法,可得到纯度较高的混合二元酸。但其缺点是:该工艺需要两次或多次活性炭脱色,导致二元酸的大量损失收率偏低。同时,这一混合长链二元酸因含有过多的高碳数的二元酸(十六碳以上),导致产品在防锈剂配方中溶解性差,影响防锈效果和客户的使用。同时现有技术中还可以以乙醇精制十二烷二元酸的杂质混合物为原料与过量的液碱反应生成长碳链二元酸,但该工艺存在乙醇工艺导致的二元酸与乙醇酯化的缺陷,而且仅用活性炭脱色不能有效去除色素与杂质,产品外观差,且溶剂的回收也比较繁复。同样,这一产品也有高碳数二元酸含量过高的问题,影响了产品的最终应用。

  现有的报道大多是从长链二元酸的发酵液或其处理液中提取混合二元酸,没有能够彻底解决长链二元酸生产过程中废弃物的处理和再利用,因此对于长链二元酸杂质混合物转化再利用的研究有重要的现实意义和探究价值。

  发明内容

  发酵生产的长链二元酸,需要通过提取精制的方法,去除各种杂质,但杂质中仍然会残留少量长链二元酸产品,形成成分极其复杂的废料混合物。现有技术中对这类混合物的处理存在环境污染以及能源浪费等问题,本发明为了解决上述问题,提供一种新的处理方法,即将其进行甲酯化处理,该甲酯化技术适合工业化生产,不仅解决了长链二元酸发酵制备过程中废料混合物对环境的压力,转化生成的甲酯化产物还能满足酯类润滑油等产品的生产需求,做到了废弃物的有效再利用。

  本发明中所述包括长链二元酸的混合物的甲酯化技术是指将其甲酯化,回收甲酯化产物长链二元酸二甲酯等。

  本发明提供包括长链二元酸的混合物的处理方法,所述方法包括以下步骤:将所述包括长链二元酸的混合物进行甲酯化。

  本发明的一个优选的技术方案,所述甲酯化具体包括以下步骤:

  1)将所述混合物、甲醇和催化剂混合均匀,进行甲酯化;

  2)去除甲醇、水和催化剂,获得甲酯化产物。

  以下对上述混合物的形成过程及其成分进行说明:

  发酵法制备长链二元酸过程中,需要通过提取、纯化等手段,从发酵液中获得长链二元酸产品(与底物碳链长度相等的长链二元酸)。提取、纯化的方法可以为:先进行除菌、脱色、酸化、过滤等预处理获得初级产品,然后进一步进行重结晶等精制处理。精制处理后,杂质、杂酸、与底物碳链长度不等的长链二元酸溶于溶剂,从而和与底物碳链长度相等的长链二元酸分离。另一方面,精制过程采用长链二元酸高温溶解于溶剂、低温析出的方法,因此溶剂中还溶解有部分与底物碳链长度相等的长链二元酸。上述含有杂质、杂酸、与底物碳链长度不等的长链二元酸和与底物碳链长度相等的长链二元酸的溶剂又称溶剂母液,将溶剂母液中大量溶剂回收(例如:可以通过蒸馏的方式回收),投入下周期的精制过程,剩余的部分,即为如上所述的包括长链二元酸的混合物;该混合物中主要包括不同链长二元酸,并且各酸的比例比较均匀。

  具体而言,所谓溶剂母液:

  本发明中的溶剂母液为生物法生产长链二元酸过程中产生的溶剂母液,具体而言,其在长链二元酸的提取、纯化和精制过程中产生。溶剂母液中含有不同链长的杂酸和长链二元酸,例如:杂酸、与底物碳链长度不等的长链二元酸、与底物碳链长度相等的长链二元酸的混合酸(简称混合酸)。进一步,溶剂母液中还包含杂质,例如精制过程中没有去除的色素、蛋白、糖等。

  溶剂母液中包括有机溶剂。所述有机溶剂一般包括:醇类、有机一元酸类、酮类、醚类、酯类和苯类中的一种或多种;更优选甲醇、乙醇、异丙醇、正丁醇、乙酸、丙酮、乙醚、乙酸乙酯、乙酸丁酯和甲苯中的一种。

  本发明的提取、纯化方法可以为本领域公知的方法。本领域技术人员应认识到“从长链二元酸发酵液中提取长链二元酸”中的“长链二元酸”应为与底物碳链长度相同的长链二元酸。

  具体而言,所谓所述的包括长链二元酸的混合物:

  所述包括长链二元酸的混合物包括但不限于:发酵、提取、精制过程中排出的富含长链二元酸的废液(例如长链二元酸精制过程中重结晶母液)干燥后得到的长链二元酸混合物,或者长链二元酸污水处理车间长期沉淀累积得到的长链二元酸沉淀。

  所述包括长链二元酸的混合物包括:与发酵底物碳链长度相等的长链二元酸、与底物碳链长度不等的长链二元酸,以及杂酸;同时还可能包括:细胞组织残留、底物残余、色素等一种或多种杂质。所述杂质的存在使得该混合物在常温下呈褐色(酸类化合物本身无色,褐色是色素类和其它有色物质导致,且也有黄的、黑的,颜色与来源不同有关)。

  所述包括长链二元酸的混合物,例如可以包括:将长链二元酸粗品溶解在有机溶剂中,活性炭脱色,降温结晶,固液分离后的剩余物,或该剩余物去除水分后得到的处理物;或者也可以是将长链二元酸粗品溶解在有机溶剂中,活性炭脱色,降温结晶,回收溶剂后的剩余物。

  所述包括长链二元酸的混合物,再例如可以包括:将长链二元酸发酵液或其处理液,酸化得长链二元酸粗品,再经溶剂萃取得的长链二元酸,进一步分离长链二元酸后的剩余物;或者也可以是将长链二元酸发酵液或其处理液,酸化得长链二元酸粗品,再经溶剂萃取得的长链二元酸,进一步分离长链二元酸,回收有机溶剂后的剩余物。

  所述包括长链二元酸的混合物,再例如可以包括,将长链二元酸发酵液或其处理液,除菌、脱色、酸化结晶得粗品,再将粗品溶解于有机溶剂重结晶,分离长链二元酸后的剩余物;或者将长链二元酸发酵液或其处理液,除菌、脱色、酸化结晶得粗品,再将粗品溶解于有机溶剂重结晶,分离长链二元酸,再回收有机溶剂后的剩余物。

  关于本发明中所述包括长链二元酸的混合物的成分,做如下说明:

  所述包括长链二元酸的混合物包括有效酸,所述有效酸包括:长链二元酸HOOC-R1-COOH;

  其中,R1包括:(CH2)n,n=8-16。

  进一步的,所述有效酸还可能包括杂酸,所述杂酸包括:CH3-R2-COOH;

  其中,R2包括:(CH2)n,n=8-16。

  本发明中,上述n可以为:8、9、10、11、12、13、14、15、16。

  本发明可能涉及的主要的反应方程式如下:

  

  本发明的一个优选的技术方案,所述包括长链二元酸的混合物中有效酸含量占该混合物的质量百分比没有明确限制,一般认为:有效酸含量越高,则越有利于本发明的处理方法。一般而言,所述混合物中有效酸含量占混合物干物质的10-90%,也可以为15-85%,20-80%,25-75%,等等;例如可以为50wt%以上,也可以为55wt%以上,也可以为60wt%以上,也可以为65wt%以上,也可以为70wt%以上,等等。当然,也可能为50wt%以下,也可以为45wt%以下,也可以为40wt%以下,也可以为35wt%以下。

  一般而言,发酵液中最主要是和底物碳数相同的长链二元酸(其质量占总酸重量的至少90wt%以上,甚至95%以上,甚至98%以上,甚至99%以上),还有极少量与底物碳链长度不等的长链二元酸、杂酸。本发明所述混合物是上述发酵液或其处理液,经过处理去除了大部分目标长链二元酸后,剩下的物体;可以理解:当去除了大部分目标长链二元酸,剩下少量提取不完全的与底物碳链长度相等的长链二元酸,同时剩下发酵过程中产生的杂酸、与底物碳链长度不等的长链二元酸等。

  一般而言,所述包括长链二元酸的混合物中的二元酸中,以特定链长的二元酸为主要二元酸(和底物碳数相同的二元酸,例如:C12烷烃为底物发酵得到C12长链二元酸,则该混合物的二元酸中以C12长链二元酸为主要成分)。在发酵得到上述主要二元酸的工程中,也会产生与底物碳链长度不等的长链二元酸,即:不同链长的二元酸(例如:C11、C13、C14、C15、C16中的一种或多种)。在发酵液中,上述副产物的二元酸成分,远小于主要二元酸的成分(一般主要二元酸的重量占发酵液中总酸总量的90%,甚至95%以上,甚至98%以上,甚至99%以上),但是在该混合物中,主要二元酸(即与底物碳链长度相等的长链二元酸)和与底物碳链长度不等的长链二元酸的比例较为平均,基本相差不大,这是该混合物区别于二元酸原始发酵液或其处理液的最主要的特征之一。

  一般而言,所述总组分的有效酸中,主要二元酸(即和底物碳数相等的二元酸)和与底物碳链长度不等的长链二元酸的质量比没有特殊的限定,例如:主要二元酸的重量是与底物碳链长度不等的长链二元酸总重量的(0.01-9)倍,例如:可以为0.05倍,1倍,1.5倍,2倍,2.5倍,3倍,3.5倍,4倍,4.5倍,5倍,5.5倍,6倍,6.5倍,7倍,7.5倍,8倍,8.5倍等等。

  本发明的一个技术方案,所述混合物为C12长链二元酸发酵过程中产生的混合物;所述混合物包括有效酸,所述有效酸包括C12长链二元酸(即主要二元酸)。

  所述有效酸还包括C10、C11、C13、C14、C15、C16和C18长链二元酸中的一种或多种(即与底物碳链长度不等的长链二元酸)。

  所述C12长链二元酸重量是与底物碳链长度不等的长链二元酸总重量的(0.01-9)倍,例如:可以为0.05倍,1倍,1.5倍,2倍,2.5倍,3倍,3.5倍,4倍,4.5倍,5倍,5.5倍,6倍,6.5倍,7倍,7.5倍,8倍,8.5倍等等。

  所述混合物还可能包括色素;所述色素的含量一般为1-20wt%,所述百分比为占该混合物干物质的百分比。

  所述混合物还可能包括细胞组织残留;所述细胞组织的含量一般为1-20wt%,所述百分比为占该混合物干物质的百分比。

  本发明的一个优选的技术方案,步骤1)中,所述甲醇的加入量为所述混合物中有效酸质量0.1-4倍,优选0.5-3倍,更优选1-2倍。本发明中,所述甲醇既做反应物,又做溶剂使用。

  本发明的一个优选的技术方案,步骤1)中,所述催化剂包括:98wt%浓硫酸、硫酸氢钠、对甲苯磺酸和氯化铜和硫酸铁中的一种或多种,优选包括:对甲苯磺酸或98wt%浓硫酸,优选更优选包括或者为98wt%浓硫酸;所述催化剂的用量为所述混合物中有效酸质量的1-15%,优选3-10%,更优选5-7%。

  本发明的一个优选的技术方案,步骤1)中,所述甲酯化的温度为40-150℃,优选50-130℃,更优选70-120℃;所述甲酯化的温度控制在合理的区域内,能够实现更好的甲酯化效果;温度太低和温度太高都不利于甲酯化反应。所述温度为酯化设备中的气相温度。

  本发明的一个优选的技术方案,步骤1)中,所述甲酯化的时间为2-12h,优选3-10h,更优选5-8h。

  本发明的一个优选的技术方案,步骤2)中,通过减压蒸馏去除甲醇和水(甲酯化反应会生成水)。

  本发明对于减压蒸馏的一个优选的技术方案,所述减压蒸馏的温度为30-110℃,优选40-80℃,更优选50-70℃。

  本发明对于减压蒸馏的一个优选的技术方案,所述减压蒸馏的压力为2-100kPa,优选5-20kPa,更优选5-10kPa。

  本发明对于减压蒸馏的一个优选的技术方案,所述减压蒸馏的时间为2-12h,优选3-10h,更优选5-8h。

  本发明的一个优选的技术方案,步骤2)中,对去除催化剂的方法不做限定。例如:可以通过中和或固液分离去除所述催化剂。如采用浓硫酸和/或对甲苯磺酸作为催化剂,则采用中和的方式进行去除所述催化剂。如采用硫酸氢钠、氯化铜、硫酸铁为催化剂,则采用固液分离的方式去除所述催化剂,并可以回收再利用。

  本发明的一个优选的技术方案,步骤2)中,所述获得甲酯化产物的方法可以为:精馏,优选为减压精馏,更优选为减压间歇精馏。

  本发明的精馏的一个优选的技术方案,所述精馏在精馏塔中进行。

  本发明的一个精馏的优选的技术方案,所述精馏塔的塔顶压力为50-2000Pa,优选50-1000Pa,更优选50-500Pa。

  本发明的一个精馏的优选的技术方案,所述精馏的回流比为1-15,优选2-10,更优选3-7。

  本发明的一个精馏的优选的技术方案,所述精馏包括步骤A),所述步骤A)为:

  当所述塔顶温度上升并维持在所述第一设定温度时,收集馏分,得到长链二元酸二甲酯;所述第一设定温度为80-230℃,优选120-180℃,更优选130-170℃。

  本发明中,所述长链二元酸二甲酯例如可以为:C10-C18长链二元酸二甲酯。

  所述精馏还包括步骤X);所述步骤X)为:当塔顶温度低于第一设定温度时,回流采出X段馏分。

  本发明中,所述X段馏分主要包括:杂酸的甲酯化物;例如:C10-C18杂酸的甲酯化物。

  一般而言,所述步骤X)在步骤A)之前进行。

  所述精馏还可以包括步骤Y);所述步骤Y)为:当所述塔顶温度高于所述第一设定温度并低于第二设定温度时,收集Y段馏分;

  所述第二设定温度为130-270℃,优选140-230℃,更优选160-210℃。

  本发明中,所述Y段馏分主要包括:长链二元酸的单甲酯化物;例如:C10-C18长链二元酸的单甲酯化物。

  一般而言,所述步骤Y)在步骤A)之后进行。

  本发明中,所述甲酯化产物中,长链二元酸二甲酯为主要成分。

  本发明的一个精馏的优选的技术方案,所述第二设定温度高于所述第一设定温度。

  本发明的一个精馏的技术方案中,精馏的各参数,特别是压力、回流比、第一设定温度(以及第二设定温度)等参数,是根据操作压力、混合物的成分,以及整个精馏体系来调整,通过参数的优化,得到高纯度的长链二元酸二甲酯化物。

  本发明的一个优选的技术方案,所述混合物的水含量较低,但是水含量不作为限定混合物成分的因素。由于该混合物是经过前期提取纯化等过程后的遗留物,因此水含量较少。这也是该混合物区别于发酵液或其处理液的一方面。本发明的一个优选的技术方案,所述的混合物在甲酯化前,其的水分含量为1wt%以下。上述含水量可以增加甲酯化过程中的酯化率。

  本发明的一个优选的技术方案,在步骤(1)前,将所述混合物烘干。本发明中,烘干的主要目的是去除混合物中残留的水分,从而增加甲酯化过程中的酯化率,同时此过程还可以去除一些小分子的挥发有机物(在本发明中,归为杂质)。

  本发明的一个优选的技术方案,所述烘干的温度为80-130℃,优选90-120℃,更优选110℃。

  本发明的一个优选的技术方案,所述烘干的时间为1-8h,优选2-5h,更优选2.5-4h。

  本发明所提供的方法通过甲酯化操作有效降低精馏分离获取高纯度二元酸的困难性,可获得高纯度的酸甲酯化物,特别是长链二元酸甲酯化物,其中长链二元酸二甲酯纯度达到98.5%以上。此外,该方法对设备要求低,操作简便,适宜于工业化的大规模生产,不仅解决了长链二元酸发酵制备过程中产生的废料混合物对环境的压力,转化生成的甲酯化产物还能满足酯类润滑油等产品的生产需求,有效解决了长链二元酸生产过程中废料混合物的处理和再利用。

  具体实施方式

  以下实施例中包括长链二元酸的混合物,由凯赛(金乡)生物材料有限公司提供。

  酸值测定:采用GB/T5530-2005《动植物油脂酸度和酸值测定》中的冷溶剂法。

  气相色谱:采用日本岛津有限公司的岛津GC-2014气相色谱仪。

  烘干设备:采用上海精宏实验设备有限公司的DHG-9240A型电热恒温鼓风干燥箱。

  精馏设备:采用上海德大天壹设备有限公司的DEA-JB-30型实验减压精馏塔。

  实施例1

  长链二元酸发酵液的制备

  (1)菌种活化:取热带假丝酵母的甘油管菌种接种于装有30ml种子培养基的摇瓶中,pH自然,29℃下,220rpm摇床培养24h;

  (2)制备种子液:取摇瓶种子接入装有种子培养基的种子罐中,接种后体系的起始pH值为6.0,29℃下,通风量0.5vvm,罐压0.1MPa,培养18h,培养过程中pH自然下降至3,OD620长至15;

  (3)发酵:将种子接种到含有发酵培养基的发酵罐中,加入10%(v/v)的正十烷烃,发酵过程控制温度30℃,通风量0.5vvm,罐压约为0.1MPa(表压),加入底物或正十烷烃,发酵;总发酵周期为130h,发酵结束时残烃含量基本为0;得到C10长链二元酸发酵液;或C10长链二元酸发酵液中,C10长链二元酸占发酵液总酸重量的95%以上。

  实施例2

  长链二元酸发酵液的制备

  (1)菌种活化:取热带假丝酵母的甘油管菌种接种于装有30ml种子培养基的摇瓶中,pH自然,29℃下,220rpm摇床培养24h;

  (2)制备种子液:取摇瓶种子接入装有种子培养基的种子罐中,接种后体系的起始pH值为6.0,29℃下,通风量0.5vvm,罐压0.1MPa,培养18h,培养过程中pH自然下降至3,OD620长至15;

  (3)发酵:将种子接种到含有发酵培养基的发酵罐中,加入10%(v/v)的正十一烷烃,发酵过程控制温度30℃,通风量0.3vvm,罐压约为0.12MPa(表压),加入底物正十三烷烃(或正十一烷烷烃),发酵;总发酵周期为160h,发酵结束时残烃含量基本为0;得到C13长链二元酸发酵液(或C11长链二元酸发酵液);C13长链二元酸发酵液(或C11长链二元酸发酵液)中,C13长链二元酸(或C11长链二元酸)占发酵液总酸重量的95%以上。

  实施例3

  长链二元酸发酵液的制备

  (1)菌种活化:取热带假丝酵母的甘油管菌种接种于装有30ml种子培养基的摇瓶中,pH自然,29℃下,220rpm摇床培养24h;

  (2)制备种子液:取摇瓶种子接入装有种子培养基的种子罐中,接种后体系的起始pH值为6.0,29℃下,通风量0.5vvm,罐压0.1MPa,培养18h,培养过程中pH自然下降至3,OD620长至15;

  (3)发酵:将种子接种到含有发酵培养基的发酵罐中,加入10%(v/v)的正十二烷烃,发酵过程控制温度30℃,通风量0.5vvm,罐压约为0.1MPa(表压),加入底物正十二烷烃,发酵;总发酵周期为130h,发酵结束时残烃含量基本为0;得到C12长链二元酸发酵液;C12长链二元酸发酵液中,C12长链二元酸占发酵液总酸重量的95%以上。

  实施例4

  长链二元酸发酵液的制备

  (1)菌种活化:取热带假丝酵母的甘油管菌种接种于装有30ml种子培养基的摇瓶中,pH自然,29℃下,220rpm摇床培养24h;

  (2)制备种子液:取摇瓶种子接入装有种子培养基的种子罐中,接种后体系的起始pH值为6.0,29℃下,通风量0.5vvm,罐压0.1MPa,培养18h,培养过程中pH自然下降至3,OD620长至15;

  (3)发酵:将种子接种到含有发酵培养基的发酵罐中,加入10%(v/v)的正十三烷烃,发酵过程控制温度30℃,通风量0.3vvm,罐压约为0.12MPa(表压),加入底物正十三烷烃,发酵;总发酵周期为160h,发酵结束时残烃含量基本为0;得到C13长链二元酸发酵液;C13长链二元酸发酵液中,C13长链二元酸占发酵液总酸重量的95%以上。

  实施例5

  获得包括长链二元酸的混合物

  (1)提取:将实施例1得到的发酵液加热至60~100℃,离心去除菌体,得到的清液中加入5%(清液体积的百分比)的活性炭脱色,过滤去除活性炭,将脱色液加热至50~100℃,再调节pH3-4,酸化,得粗品;

  (2)将粗品溶解于醋酸,活性炭脱色或不进行活性炭脱色,降温结晶,结晶得长链二元酸产品和溶剂母液;

  (3)溶剂母液中醋酸经精馏塔回收后再利用,得塔底料,去除溶剂后得混合物;该混合物中,有效酸含量70wt%;有效酸中,C10长链二元酸为主要二元酸,其量是与底物碳链长度不等的长链二元酸重量的2.6倍。

  实施例6

  获得包括长链二元酸的混合物

  (1)提取:将实施例1得到的发酵液加热至60~100℃,离心去除菌体,得到的清液中加入5%(清液体积的百分比)的活性炭脱色,过滤去除活性炭,将脱色液加热至50~100℃,再调节pH3-4,酸化,得粗品;

  (2)将粗品溶解于醋酸,活性炭脱色或不进行活性炭脱色,降温结晶,结晶得长链二元酸产品和溶剂母液;

  (3)溶剂母液中醋酸经精馏塔回收后再利用,得塔底料,去除溶剂后得混合物;该混合物中,有效酸含量65wt%;有效酸中,C11长链二元酸为主要二元酸,其量是与底物碳链长度不等的长链二元酸重量的2.1倍。

  实施例7

  获得包括长链二元酸的混合物

  (1)提取:将实施例3得到的发酵液加热至60~100℃,离心去除菌体,得到的清液中加入5%(清液体积的百分比)的活性炭脱色,过滤去除活性炭,将脱色液加热至50~100℃,再调节pH3-4,酸化,得粗品;

  (2)粗品溶解于乙醇,降温结晶得长链二元酸产品,母液蒸馏回收乙醇,剩余物为包括长链二元酸的混合物;该混合物中,有效酸含量70wt%;有效酸中,C12长链二元酸为主要二元酸,其量是与底物碳链长度不等的长链二元酸重量的1.5倍。

  实施例8

  获得包括长链二元酸的混合物

  (1)提取:将实施例4得到的发酵液加热至60~100℃,离心去除菌体,得到的清液中加入5%(清液体积的百分比)的活性炭脱色,过滤去除活性炭,将脱色液加热至50~100℃,再调节pH3-4,酸化,得粗品;

  (2)粗品溶解于乙醇,降温结晶得长链二元酸产品,母液蒸馏回收乙醇,剩余物为包括长链二元酸的混合物;该混合物中,有效酸含量60wt%;有效酸中,C13长链二元酸为主要二元酸,其量是与底物碳链长度不等的长链二元酸重量的1.6倍。

  实施例9

  称取C10的混合物(指C10提取纯化过程中的产生的混合物,实施例5)2.519kg,在100℃条件下烘干3h去除水分,称得重量为2.465kg。将干燥后的混合物加入到10L反应釜中,同时加入甲醇2.507kg,98wt%浓硫酸0.197kg。在40℃条件下回流酯化8h,经酸值测定,酯化率为86.63%,然后在10kPa和60℃条件下回收未反应的甲醇和去除反应出来的水,蒸馏时间为3h。将获得酯化物进行减压间歇精馏操作,控制精馏塔的回流比为1,操作压力为50Pa,回流第一设定温度为80℃,第二设定温度为130℃,分别获得三段馏分,经气相色谱检测,第二段馏分中的C10二元酸二甲酯的纯度98.83%,回收率为75.33%。

  实施例10

  称取C11的混合物(指C11提取纯化过程中的产生的混合物,实施例6)2.548kg,在110℃条件下烘干2h去除水分,称得重量为2.494kg。将干燥后的混合物加入到10L反应釜中,同时加入甲醇5.032kg,98wt%浓硫酸0.149kg。在100℃条件下回流酯化6h,经酸值测定,酯化率为86.43%,然后在20kPa和80℃条件下回收未反应的甲醇和去除反应出来的水,蒸馏时间为2h。将获得酯化物进行减压间歇精馏操作,控制精馏塔的回流比为2,操作压力为500Pa,回流第一设定温度为104℃,第二设定温度为170℃,分别获得三段馏分,经气相色谱检测,第二段馏分中的C11二元酸二甲酯的纯度98.69%,回收率为76.91%。

  实施例11

  称取C12的混合物(指C12提取纯化过程中的产生的混合物,实施例7)2.582kg,在80℃条件下烘干8h去除水分,称得重量为2.514kg。将干燥后的混合物加入到10L反应釜中,同时加入甲醇1.252kg,98wt%浓硫酸0.235kg。在90℃条件下回流酯化5h,经酸值测定,酯化率为85.27%,然后在2kPa和30℃条件下回收未反应的甲醇和去除反应出来的水,蒸馏时间为12h。将获得酯化物进行减压间歇精馏操作,控制精馏塔的回流比为5,操作压力为500Pa,回流第一设定温度为112℃,第二设定温度为150℃,分别获得三段馏分,经气相色谱检测,第二段馏分中的C12二元酸二甲酯的纯度99.12%,回收率为79.36%。

  实施例12

  称取C12的混合物(指C12提取纯化过程中的产生的混合物,实施例7)2.526kg,在90℃条件下烘干5h去除水分,称得重量为2.479kg。将干燥后的混合物加入到10L反应釜中,同时加入甲醇4.862kg,98wt%浓硫酸0.212kg。在100℃条件下回流酯化6h,经酸值测定,酯化率为88.30%,然后在10kPa和60℃条件下回收未反应的甲醇和去除反应出来的水,蒸馏时间为4h。将获得酯化物进行减压间歇精馏操作,控制精馏塔的回流比为5,操作压力为200Pa,回流第一设定温度为123℃,第二设定温度为165℃,分别获得三段馏分,经气相色谱检测,第二段馏分中的C12二元酸二甲酯的纯度98.71%,回收率为77.12%。

  实施例13

  称取C12的混合物(指C12提取纯化过程中的产生的混合物,实施例7)2.488kg,在80℃条件下烘干8h去除水分,称得重量为2.438kg。将干燥后的混合物加入到10L反应釜中,同时加入甲醇4.121kg,98wt%浓硫酸0.188kg。在80℃条件下回流酯化8h,经酸值测定,酯化率为85.98%,然后在20kPa和70℃条件下回收未反应的甲醇和去除反应出来的水,蒸馏时间为3h。将获得酯化物进行减压间歇精馏操作,控制精馏塔的回流比为7,操作压力为80Pa,回流第一设定温度为102℃,第二设定温度为140℃,分别获得三段馏分,经气相色谱检测,第二段馏分中的C13二元酸二甲酯的纯度98.84%,回收率为76.73%。

  实施例14

  称取C12的混合物(指C12提取纯化过程中的产生的混合物,实施例7)2.531kg,在90℃条件下烘干4h去除水分,称得重量为2.476kg。将干燥后的混合物加入到10L反应釜中,同时加入甲醇4.022kg,硫酸氢钠0.220kg。在150℃条件下回流酯化3h,经酸值测定,酯化率为82.89%,然后在40kPa和90℃条件下回收未反应的甲醇和去除反应出来的水,蒸馏时间为7h。将获得酯化物进行减压间歇精馏操作,控制精馏塔的回流比为7,操作压力为200Pa,回流第一设定温度为118℃,第二设定温度为160℃,分别获得三段馏分,经气相色谱检测,第二段馏分中的C12二元酸二甲酯的纯度99.21%,回收率为73.05%。

  实施例15

  称取C13的混合物(指C13提取纯化过程中的产生的混合物,实施例8)2.568kg,在120℃条件下烘干2h去除水分,称得重量为2.508kg。将干燥后的混合物加入到10L反应釜中,同时加入甲醇7.212kg,氯化铜0.252kg。在50℃条件下回流酯化12h,经酸值测定,酯化率为79.12%,蒸馏时间为5h,然后在60kPa和100℃条件下回收未反应的甲醇和去除反应出来的水。将获得酯化物进行减压间歇精馏操作,控制精馏塔的回流比为10,操作压力为500Pa,回流第一设定温度为132℃,第二设定温度为190℃,分别获得三段馏分,经气相色谱检测,第二段馏分中的C13二元酸二甲酯的纯度99.25%,回收率为71.43%。

  实施例16

  称取C13的混合物(指C13提取纯化过程中的产生的混合物,实施例8)2.502kg,在130℃条件下烘干1h去除水分,称得重量为2.463kg。将干燥后的混合物加入到10L反应釜中,同时加入甲醇5.018kg,98wt%浓硫酸0.132kg。在100℃条件下回流酯化6h,经酸值测定,酯化率为87.14%,然后在20kPa和70℃条件下回收未反应的甲醇和去除反应出来的水,蒸馏时间为5h。将获得酯化物进行减压间歇精馏操作,控制精馏塔的回流比为7,操作压力为100Pa,回流第一设定温度为112℃,第二设定温度为140℃,分别获得三段馏分,经气相色谱检测,第二段馏分中的C13二元酸二甲酯的纯度99.34%,回收率为78.95%。

  虽然,上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述,但在本发明基础上,可以对之做一些修改或改进,这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此,在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进,均属于本发明要求保护的范围。

《包括长链二元酸的混合物的处理方法.doc》
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