一種利用超高交聯樹脂吸附分離戊二胺的方法技術

本發明專利技術公開了一種利用超高交聯樹脂吸附分離戊二胺的方法，將經過預處理的戊二胺發酵液通過裝有超高交聯樹脂的吸附柱，經吸附、洗雜和解吸的過程得到戊二胺己二酸溶液。本發明專利技術方法采用吸附柱分離發酵液中的戊二胺，所有操作均可在室溫下進行，大大降低了分離過程的能耗，以及有機萃取劑的用量；所選用的吸附介質具有對戊二胺吸附容量大、物化性質穩定性高、吸附選擇性好、解吸條件溫和、再生容易、使用周期長等優點；并且所用吸附介質用水即可再生，不需要消耗酸堿或有機溶劑，可降低能耗減少廢水排放量，避免環境污染問題，是一種更加清潔環保的生產工藝。

Method for adsorbing and separating amyl two amine by ultrahigh crosslinked resin

The invention discloses a method for e two amine adsorption separation using hypercrosslinked resin, after e two amine pretreatment of fermentation broth by adsorption column with hypercrosslinked resin, the process of adsorption, washing and desorption from e two adipic acid amine solution. The method of the invention adopts separate amylamine fermentation broth two adsorption column, all the operations can be carried out at room temperature, greatly reduces the energy consumption of the separation process, and the amount of organic extractant; the adsorption medium has the advantages of e two amine adsorption capacity, physicochemical properties, high stability, good selectivity and adsorption desorption under mild conditions, easy regeneration, long life cycle; and the adsorption medium water can be recycled, without consumption of acid or organic solvent, can reduce energy consumption reduce wastewater emissions, avoid environmental pollution, which is a production process more clean.

【技術實現步驟摘要】
一種利用超高交聯樹脂吸附分離戊二胺的方法
本專利技術屬于生物
，特別是涉及一種利用超高交聯樹脂吸附分離戊二胺的方法。
技術介紹
一直以來，化學工業依賴以石油和天然氣為原料來生產聚合物制品，成為現代文明社會的重要支柱。但隨著石油和天然氣資源的逐漸枯竭以及石油制品的生產和使用導致的溫室效應日趨嚴重，尋找石化資源的替代產品，特別是基于可再生資源的綠色制品，成為當今化學工業的重要發展方向。尼龍是一類非常重要的聚合物材料，在汽車、高檔紡織等多個領域有著重要的用途，目前全球尼龍聚合物年產量在600萬噸以上，而中國的消費量占全球尼龍產量的30％。在這一背景下，基于生物原料的1,5-戊二胺的開發就顯得非常令人期待。從1,5-戊二胺出發，可以合成尼龍-56或全生物基的尼龍產品尼龍510，這些產品可以應用在電子電器、機械設備、汽車部件等日常生產生活的多個方面。關于戊二胺的生產和純化有以下公開技術：在專利EP1482055A1中，在酶轉化過程中，用己二酸控制酶轉化的pH值，100％轉化賴氨酸；然后用戊二胺量20％的活性炭脫色，濃縮至70～77％尼龍鹽濃度；尼龍鹽溶液溫度從60℃降低到10℃，結晶得到戊二胺尼龍鹽。在專利CN101981202A中，通過直接發酵得到戊二胺溶液，戊二胺濃度為72g/L。然后發酵液在103℃下，回流5小時，裂解發酵液中的副產物；用丁醇多次萃取，蒸發有機溶劑得到戊二胺產品。在專利CN102056889A中，戊二胺碳酸鹽酶反應液用UF12000分子量的有機膜處理，降低反應液中三官能團有機物，三官能團有機物含量相對戊二胺為0.0063。加熱戊二胺碳酸鹽溶液到100℃以上分解戊二胺碳酸鹽，然后蒸餾戊二胺粗品得到產品。在JP2009096796A、JP2009131239A中，將堿與戊二胺鹽水溶液混合，使戊二胺游離，同時鹽沉淀，然后蒸餾出戊二胺。在專利CN105777555A中將戊二胺粗品的水溶液經過一次精餾除去水和沸點低于水的雜質；然后進行二次精餾除去沸點低于戊二胺的雜質；最后進行三次精餾除去沸點高于戊二胺的雜質，即得純化后的戊二胺。綜上，通過發酵法生產戊二胺，為戊二胺的大量生產開辟了新的途徑。但由于發酵液組成的復雜性，給戊二胺的分離、提取、精制帶來了困難，為了保證能夠利用戊二胺進行有效的與己二酸合成尼龍，就需要利用純度大于99.5％的戊二胺己二酸單體，這意味著下游的處理過程比較苛刻。發酵液是一個復雜的多相體系，其中含有未反應的賴氨酸、發酵副產物(如氨丙基戊二胺、乙酰基-二氨基戊烷等)、無機離子、微生物細胞及其碎片、未利用的培養基和代謝產物以及微生物的分泌物等，給戊二胺的提取和精制帶來困難，尤其是其中含有大量蛋白質、色素等雜質，嚴重影響產品純度和外觀質量。現有技術中并沒有比較綠色環保、并且收率高、純度高的適宜分離方法。
技術實現思路
本專利技術所要解決的技術問題是提供一種從發酵液中提取戊二胺的方法，以解決戊二胺工業中的下游分離難題。為解決上述技術問題，本專利技術采用的技術方案如下：一種利用超高交聯樹脂吸附分離戊二胺的方法，將經過預處理的戊二胺發酵液通過裝有超高交聯樹脂的吸附柱，經吸附、洗雜，并用己二酸水溶液做解吸劑進行解吸，得戊二胺己二酸溶液；其中，所述的超高交聯樹脂是以聚苯乙烯-二乙烯基苯為骨架，通過Friedel-Crafts交聯反應得到，該超高交聯樹脂弱極性，親水性好；平均粒徑為0.5-0.8mm，含水量為43-48wt％，平均孔徑為4.94-6.3nm，孔隙率30％-40％，濕密度1.09g/cm3，平均比表面積為806-857m2/g，平均孔容0.995-1.113cm3/g，功能基團為羰基。其中所述戊二胺發酵液的來源沒有特別限制，可以為任意生物法制備的含戊二胺的發酵液。例如，將賴氨酸或賴氨酸鹽用賴氨酸脫羧酶催化后即可得到的戊二胺發酵液。所述超高交聯樹脂的制備方法參見專利CN105884956A，命名為HD-6。所述戊二胺發酵液的預處理為：離心除去殘余的菌體、取上清液用活性炭脫色、然后離心過濾除去活性炭，并調節pH為12.5-13.5。經過預處理的戊二胺發酵液中戊二胺的含量為50-200g/L。所述取上清液用活性炭脫色固液比為1-3％，此處固液比是指質量體積比，單位為g/L。所述離心過濾除去活性炭是指以6000-8000rpm轉速離心5-10分鐘，再通過板框過濾即可。使用工業堿調節pH，例如可以使用NaOH調節pH。經過預處理的戊二胺發酵液中的戊二胺完全處于分子狀態。所述吸附條件為：室溫、吸附流速1-4BV/h，采用固定床吸附，樹脂柱高徑比為12-18。所述洗雜采用去離子水洗雜，其中，洗雜流速為0.5-2.0BV/h。所述解吸條件為：解吸使用的解吸劑為0.2-0.8mol/L的己二酸水溶液，控制解吸流速為0.5-2.0BV/h。經過吸附、洗雜和解吸的吸附柱可通過再生操作，重新進行吸附、洗雜和解吸；再生條件為：以去離子水為再生劑，再生劑流速為1-3BV/h。本專利技術通過分析吸附質戊二胺分子的結構與理化性質、料液的組成和吸附劑的骨架結構、孔徑、比表面積和極性等各方面的因素，篩選出一種性能優良的超高交聯樹脂，該樹脂對發酵液中的戊二胺具有較高的吸附容量和吸附選擇性，且較易解吸，戊二胺的收率可達96％以上，并可將戊二胺提濃2-4倍。有益效果：本專利技術方法采用吸附柱分離發酵液中的戊二胺，所有操作均可在室溫下進行，大大降低了分離過程的能耗，以及有機萃取劑的用量；所選用的吸附介質具有對戊二胺吸附容量大、物化性質穩定性高、吸附選擇性好、解吸條件溫和、再生容易、使用周期長等優點；并且所用吸附介質用水即可再生，不需要消耗酸堿或有機溶劑，可降低能耗減少廢水排放量，避免環境污染問題，是一種更加清潔環保的生產工藝；適用于各種戊二胺粗品，對粗品含有的各種雜質都能有效去除，得到的高純度的戊二胺己二酸成品，完全可以滿足尼龍聚合物對戊二胺己二酸單體的質量要求，可擴大戊二胺以及尼龍等下游產品的生產和應用。附圖說明圖1本專利技術工藝流程圖；圖2本專利技術超高交聯樹脂HD-6的孔徑分布圖；圖3本專利技術超高交聯樹脂HD-6的BET圖；圖4是飽和吸附劑的解吸曲線。具體實施方式下面結合具體實施例對本專利技術作出詳細說明。以下實施例中使用外標法對料液中的戊二胺濃度進行檢測，色譜條件為：色譜柱：ZorbaxXDB-C18流動相：A三氟乙酸-乙腈-水體積比為0.06:5:95B乙腈-三氟乙酸-水體積比0.45/5/95流速：0.7ml/min柱溫：35℃進樣體積：20ul梯度洗脫條件：檢測器：蒸發光散射檢測器氮氣流量：2.5L/min漂移管溫度：40℃使用以下公式計算解吸后的戊二胺的收率：收率(％)＝m解吸/m進*100％其中，m解吸、m進分別表示為戊二胺在解吸前進樣與解吸下來的質量之比。實施例1戊二胺發酵液的制備以及預處理戊二胺粗品的水溶液來源沒有特別限制，可以為任意生物法制備的含戊二胺的發酵液，例如，將賴氨酸或賴氨酸鹽用賴氨酸脫羧酶催化后得到的戊二胺粗品轉化液。轉化液離心除去菌體，上清液加入1.5％(g/L)的活性炭在20℃下攪拌1小時，進行脫色，然后以6000-8000rpm轉速離心5-10分鐘，再通過板框過濾除去活性炭，再加入足量NaOH使戊二胺游離，并本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種利用超高交聯樹脂吸附分離戊二胺的方法，其特征在于，將經過預處理的戊二胺發酵液通過裝有超高交聯樹脂的吸附柱，經吸附、洗雜，并用己二酸水溶液做解吸劑進行解吸，得戊二胺己二酸溶液；其中，所述的超高交聯樹脂是以聚苯乙烯?二乙烯基苯為骨架，通過Friedel?Crafts交聯反應得到，該超高交聯樹脂弱極性，親水性好；平均粒徑為0.5?0.8mm，含水量為43?48wt％，平均孔徑為4.94?6.3nm，孔隙率30％?40％，濕密度1.09g/cm

【技術特征摘要】
1.一種利用超高交聯樹脂吸附分離戊二胺的方法，其特征在于，將經過預處理的戊二胺發酵液通過裝有超高交聯樹脂的吸附柱，經吸附、洗雜，并用己二酸水溶液做解吸劑進行解吸，得戊二胺己二酸溶液；其中，所述的超高交聯樹脂是以聚苯乙烯-二乙烯基苯為骨架，通過Friedel-Crafts交聯反應得到，該超高交聯樹脂弱極性，親水性好；平均粒徑為0.5-0.8mm，含水量為43-48wt％，平均孔徑為4.94-6.3nm，孔隙率30％-40％，濕密度1.09g/cm3，平均比表面積為806-857m2/g，平均孔容0.995-1.113cm3/g，功能基團為羰基。2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述戊二胺發酵液的預處理為：離心除去殘余的菌體、取上清液用活性炭脫色、然后離心過濾除去活性炭，并調節pH為12.5-13.5。3.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，經過預處理的戊二胺發酵液中戊二胺的含量為50-200g/L。4.根據權利要...

【專利技術屬性】
技術研發人員：應漢杰，姜康康，吳菁嵐，楊朋朋，陳可泉，陳勇，朱晨杰，柳東，
申請(專利權)人：南京工業大學，
類型：發明
國別省市：江蘇,32