從丁醇、水和有機萃取劑的混合物中回收丁醇制造技術

本發明專利技術提供了從包含與水不混溶的有機萃取劑、水、丁醇和任選的不可凝氣體的混合物中回收丁醇的方法。所述丁醇選自1-丁醇、2-丁醇、異丁醇、以及它們的混合物。所述萃取劑包含至少一種溶劑，所述溶劑選自C7-C22脂肪醇、C7-C22脂肪酸、C7-C22脂肪酸的酯、C7-C22脂肪醛、以及它們的混合物。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術提供了從包含丁醇的有機相中回收丁醇的方法，所述有機相獲自萃取發酵工藝。具體地講，本專利技術提供了通過蒸餾并且使用夾帶劑，從包含丁醇、水、與水不混溶的有機萃取劑、以及任選的不可凝氣體的混合物中分離出丁醇的方法。
技術介紹
丁醇是一種重要的具有多種應用的工業化學品，例如用作燃料添加劑，用作柴油燃料的共混組分，在塑料工業中用作化學原料，以及在食品和香料工業中用作食品級萃取齊U。每年，通過石化方法生產出100至120億磅丁醇。隨著對丁醇的預期需求增加，對通過發酵由可再生資源如玉米、甘蔗或纖維質進料生產丁醇的關注不斷增加。在制備丁醇的發酵工藝中，就地產物移出有利地降低了丁醇對微生物的抑制，并且通過控制發酵液中的丁醇濃度改善了發酵速率。就地產物移出技術包括反萃取、吸附、全蒸發、膜溶劑萃取和液-液萃取。在液-液萃取中，使萃取劑與發酵液接觸以使丁醇分區在發酵液與萃取相之間。由分離工藝例如通過蒸餾來回收丁醇和萃取劑。在回收工藝中，丁醇還能夠與任何水、不可凝氣體、和/或發酵副產物分離，所述發酵副產物通過使用萃取劑可能已從發酵液中移除。2009年6月4日提交的美國專利申請12/478，389公開了從發酵液中制備并且回收丁醇的方法，所述方法包括使發酵液接觸與水不混溶的有機萃取劑以形成包含水相和含丁醇有機相的兩相混合物的步驟，所述有機萃取劑選自C12-C22脂肪醇、C12-C22脂肪酸、C12-C22脂肪酸的酯、C12-C22脂肪醛、以及它們的混合物。2009年4月13日同時提交的美國專利申請號61/168，640 ;61/168，642 ；和61/168，645 ；以及2009年8月6日同時提交的美國專利申請號61/231，697 ;61/231，698 ；和61/231，699公開了從發酵培養基中制備并且回收丁醇的方法，所述方法包括使所述發酵培養基接觸與水不混溶的有機萃取劑以形成包含水相和含丁醇有機相的兩相混合物的步驟，所述有機萃取劑包含第一溶劑和第二溶劑，所述第一溶劑選自C12-C22脂肪醇、C12-C22脂肪酸、C12-C22脂肪酸的酯、C12-C22脂肪醛、以及它們的混合物，并且所述第二溶劑選自C7-C11醇、C7-C11羧酸、C7-C11羧酸的酯、C7-C11醛、以及它們的混合物。2009年7月15日同時提交的美國專利申請號61/225，659和61/225，662公開了從包含丁醇、水、與水不混溶的有機萃取劑、以及任選的不可凝氣體的混合物中分離出丁醇的方法。持續尋求從包含丁醇的萃取劑相中回收丁醇的方法，所述萃取相通過從發酵液中就地移出產物而獲得。期望回收基本上不含水并且基本上不含萃取劑的丁醇的經濟型方法。還期望使萃取劑降解最小化的分離方法以及向所期望分離提供改善的效率的方法。專利技術概述本專利技術提供了從包含與水不混溶的有機萃取劑、水、丁醇和任選的不可凝氣體的進料中分離出丁醇和/或其異構體的方法，所述丁醇選自I-丁醇、2-丁醇、異丁醇、以及它們的混合物。通過蒸餾、潷析以及使用夾帶劑的組合進行分離。在ー個方面，本專利技術為包括以下步驟的方法a)在反萃取段上方的引入點處將進料引入到第一蒸餾塔中，所述進料包含 (i)與水不混溶的有機萃取劑，(ii)水，(iii)至少ー種丁醇異構體；和(iv)任選的不可凝氣體，其中所述第一蒸餾塔包括反萃取段和任選的精餾段，所述第一蒸餾塔在所述反萃取段的預定點處具有操作溫度T1和操作壓カP1，其中選擇T1和P1以產生第一塔底物流和第一塔頂蒸氣物流，所述第一塔底物流包含與水不混溶的有機萃取劑和水，并且基本上不含丁醇，并且所述第一塔頂蒸氣物流包含水、丁醇、任選的萃取劑、以及任選的不可凝氣體；b)將與水不混溶的有機夾帶劑引入到至少ー種適宜的エ藝物流或容器中；c)冷凝所述第一塔頂蒸氣物流以產生氣相，并且回收第一混合冷凝物，其中所述第一混合冷凝物包含(i)包含丁醇、夾帶劑和水的有機相；和(ii)包含水和丁醇的水相；并且其中所述第一混合冷凝物包含足量的夾帶劑以提供所述有機相和所述水相的相分離；d)將所述水相的至少一部分引入到第一蒸餾塔中；e)將第一部分的所述有機相的引入到具有至少反萃取段的第二蒸餾塔中；并且f)運行所述第二蒸餾塔以產生第二塔底物流和第二塔頂蒸氣物流，所述第二塔底物流包含丁醇并且基本上不含水和夾帶劑，所述第二塔頂蒸氣物流包含丁醇、夾帶劑和水；其中選擇所述萃取劑，使得它(A)比水優先萃取丁醇，并且(B)可通過蒸餾與丁醇分尚；并且選擇所述夾帶劑，使得它(C)具有比丁醇更高的蒸氣壓，并且(D)可通過蒸餾與丁醇分離。在實施方案中，丁醇的異構體為異丁醇。在實施方案中，進料中的丁醇通過原料如玉米或甘蔗的發酵產生。在實施方案中，所述進料還包含こ醇，并且所述第二塔底物流還包含こ醇。在實施方案中，存在引入到第一蒸餾塔中的進料與第一塔底物流之間的流程間的熱交換。在實施方案中，所述夾帶劑包括戊烷、己烷、己烯、環己烷、苯、甲苯、或ニ甲苯。在實施方案中，所述萃取劑包含至少ー種溶劑，所述溶劑選自C7-C22脂肪醇、C7-C22脂肪酸、C7-C22脂肪酸的酷、C7-C22脂肪醛、C7-C22脂肪酰胺、以及它們的混合物。在實施方案中，所述萃取劑包含至少ー種溶劑，所述溶劑選自C12-C22脂肪醇、C12-C22脂肪酸、C12-C22脂肪酸的酷、C12-C22脂肪醛、C12-C22脂肪酰胺、以及它們的混合物。在實施方案中，所述萃取劑包括油醇。在實施方案中，丁醇異構體為I-丁醇、2-丁醇、異丁醇、或它們的混合物。附圖簡述圖I示出了用于實施本專利技術方法的體系的一個實施方案。圖2示出了用于建模例證本專利技術方法實施方案的方法示意圖。專利技術詳述本專利技術申請人特別地將所有引用的參考文獻的全部內容引入本公開內容中。此夕卜，當數量、濃度或其它數值或參數以范圍、優選范圍或優選上限數值和優選下限數值的列表形式給出時，其應被理解為具體地公開由任何范圍上限或優選數值和任何范圍下限或優選數值的任何一對所構成的所有范圍，而不管所述范圍是否被単獨地公開。除非另行指出，凡在本文中給出某一數值范圍之處，該范圍均g在包含其端點，以及位于該范圍內的所有·整數和分數。當定義ー個范圍時，不_在將本專利技術的范圍限定于所列舉的具體值。在本公開中使用了以下定義如本文所用，丁醇是指単獨或其混合物形式的I-丁醇(l-Bu0H)、2-丁醇(2-BuOH)、和丨或異丁醇(iBuOH 或 I-BU0H)。如本文所用，“就地產物移出”是指從諸如發酵的生物エ藝中選擇性移除具體的發酵產物以控制生物エ藝中的產物濃度。 如本文所用，“發酵液”是指水、糖、溶解的固體、懸浮固體、微生物產生的丁醇、產物丁醇及發酵容器內具有的所有其它材料組分的混合物，其中產物丁醇通過在微生物的存在下使糖反應生成丁醇、水和ニ氧化碳(CO2)而制得。發酵液是兩相發酵萃取中的水相。如本文所用，術語“發酵培養基”有時可與“發酵液”同義使用。如本文所用，“發酵容器”是指其中進行發酵反應的容器，產物丁醇通過發酵反應由糖制備。本文中術語“發酵罐”可與“發酵容器”同義使用。本文所用術語“有效滴度”是指每升發酵培養基通過發酵產生的丁醇的總量。丁醇的總量包括(i)發酵培養基中丁醇的量；(ii)從有機萃取劑中回收的丁醇的量；和(iii本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】...

【專利技術屬性】
技術研發人員：M·C·格拉迪，W·D·帕滕，B·弗拉納，Y·T·徐，
申請(專利權)人：布特馬斯先進生物燃料有限責任公司，
類型：發明
國別省市：