2,3-丁二醇的提取方法

2022/8/4 10:18:53

2,3-丁二醇作为一种非常有潜力的C4化学品, 可以广泛应用于化工、食品、燃料以及航空航天等各个领域。其燃烧值为27198J/g,与甲醇 (22081J/g)、乙醇(29005J/g)相接近,是一种极具价值的液体燃料,还可用来制备聚合物、 油墨、香水、防冻剂、熏香剂、增湿剂、炸药以及药物的手性载体等。

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生产方法

2,3-丁二醇的生产方法主要有化学法和微生物发酵法。由于2,3-丁二醇-丁二醇结构的特殊性,化学法生产2,3-丁二醇原料消耗大、工艺路线复杂、建设投资大、对环境污染严重;而生物法制备2,3- 丁二醇符合绿色化工和可持续性发展的要求,不过由于2,3- 丁二醇的高沸点,高粘度、高亲水性等特点,2,3-丁二醇分离纯化难度较大,该过程一直是生物法制备2,3- 丁二醇实现工业化的下游关键技术。

国内外报道的有关2,3- 丁二醇的分离纯化方法主要包括:

(I)喷雾干燥法,即将高温惰性气体通入发酵罐,从而使可挥发性气体气化,由此分离2,3-丁二醇;(2)化学转化法,采用甲醛或丁醛与发酵液中的2,3-丁二醇反应,反应生成物经蒸馏、酸化处理回收2,3-丁二醇;(3)活性炭吸附法,包括活性炭吸附、丙酮或者二氧六环索氏萃取;(4)逆流汽提法,包括乙醇逆流汽提、过滤、精馏分离乙醇等过程;(5)溶剂萃取法,经pH值调节、加热、过滤、三效蒸发浓缩、正丁醇萃取、乙酸丁酯共沸精馏脱水、酯化、中和后得到2,3- 丁二醇的二酯形式;(6)发酵-分离耦合法,包括渗透汽化、膜精馏、真空膜精馏、萃取等过程。由国内外研究现状可知,目前报道的有关2,3-丁二醇的分离纯化方法,2,3-丁二醇的分离效率和回收率都很低;工艺路线复杂,能耗高,无法实现工业化生产。因此,开发符合从特定发酵液中提取2,3- 丁二醇特点的、高效、节能、环保的工业化分离工艺流程尤为重要。

提取方法

一种分离提取2,3-丁二醇的方法,其特征在于,包含步骤为:

(1)首先,将发酵原液进行絮凝、过滤、膜分离过程后得到2,3-丁二醇滤液,2,3-丁二醇滤液与正丁醇的质量比为0. 5 : I〜1.5 : 1,在混合槽搅拌,使混合完全;

(2)其次,将步骤(I)混合后得到的料液进入澄清槽中静置分层后,下层萃余液通过泵送回混合槽后继续进行萃取,上层萃取液进入精馏塔;

(3)在精馏塔中萃取溶剂与水形成共沸精馏进入塔顶,塔顶产物一部分回流重新进入精馏塔,将产物另一部分采用蠕动泵送回到混合槽中,继续对2,3- 丁二醇水溶液进行萃取;所述的正丁醇既为萃取溶剂,也是后续共沸精馏的脱水溶剂;萃取溶剂和精馏溶剂为正丁醇;

(4)经过不断萃取、精馏,2,3-丁二醇集中于塔釜;

(5)当澄清槽水相中2,3-丁二醇质量浓度为1.6%〜I. 8%时,停止萃取、精馏循环操作;

(6)最后,将塔釜液继续精馏,得到2,3- 丁二醇产品液,2,3- 丁二醇单次萃取率可达 74%以上。

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