[發明專利]利用用于發酵液處理的鹽酸通過沉淀作用從其鎂鹽中回收羧酸

在審

• 申請號: 201280039672.2
• 申請日: 2012-08-16
• 公開（公告）號: CN103842286A
• 公開（公告）日: 2014-06-04
• 發明（設計）人: A·B·德哈恩;J·范布魯戈;P·L·J·范德韋德;P·P·詹森;J·M·維達爾蘭西斯;A·斯爾達巴羅
• 申請（專利權）人: 普拉克生化公司
• 主分類號: C01B7/03
• 分類號: C01B7/03;C01F5/10;C07C51/02;C07C51/43;C07C55/10;C07C57/13;C07C57/15;C07C59/265
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所 11038
• 代理人: 李瑛

本發明涉及制備羧酸的方法。生產羧酸會帶來各種有害副產品，特別是當通過發酵的方法生產時。發酵過程中微生物分泌出的羧酸將導致pH值減小。由于pH值的減小會破壞生物的代謝過程，因此，通常的做法是在發酵培養基中加入堿以中和pH值。發酵培養基中產生的羧酸典型地以羧酸鹽的形式存在。

通過發酵過程獲得羧酸鹽形式的羧酸的缺點在于需要一個或多個附加步驟來分離羧酸和鹽，也就是將鹽轉化為羧酸，這典型地將導致羧酸和/或羧酸鹽的損失，并且因此導致在總的發酵產物或過程產物的減少。

該步驟進一步的缺點在于這典型地將導致相當大量的鹽廢料。例如，分離步驟通常包含利用硫酸鹽使羧酸鹽酸化，從而產生了硫酸鹽作為廢料產物。

本發明的目的在于提供從鹽溶液中分離羧酸的分離步驟，其具有合適的轉化產物。

本發明的進一步目的在于提供一種沒有或基本沒有鹽廢料的方法。

本發明還提供非常魯莽的方法，其能夠將目標羧酸從存在明顯低質量的鹽溶液中分離出來。

這些目的中的至少一個通過提供一種制備羧酸的方法來滿足，該方法包括步驟

-提供羧酸鎂，其中與所述羧酸鹽對應的羧酸在20℃水中的溶解度為80g(克)/100g水或者更低；

-采用氯化氫(HCl)，例如鹽酸酸化羧酸鎂，從而獲得包含羧酸和氯化鎂(MgCl₂)的溶液；

-任選地濃縮步驟，其中對包含羧酸和MgCl₂的溶液進行濃縮；

-從包含羧酸和MgCl₂的溶液中沉淀出羧酸，從而獲得羧酸沉淀和MgCl₂溶液。

發明人發現向選定羧酸的鎂鹽中添加HCl以及隨后從該溶液中沉淀出羧酸使得所述羧酸從所述羧酸鎂溶液中非常有效地分離出來。

特別地，發現了通過HCl酸化羧酸鹽溶液可以非常高效率地將羧酸沉淀出來。發明人期望由溶液中MgCl₂很高的鹽析效應決定高效率的沉淀，而不希望受任何理論的約束。特別地，鹽析效應預期是由HCl、鎂和羧酸的特定組合引起的。由于鹽析效應通常很難預測，因此，在本發明的方法中所觀察到的這些酸的特別高的鹽析效應出乎發明人意料。

因此，利用本發明的方法，可從羧酸鎂溶液中獲得高產量的羧酸沉淀，該溶液例如是在發酵過程中獲得的發酵混合物。此外，獲得的羧酸沉淀具有相對高的純度，因為本發明方法的沉淀步驟并不會導致除了羧酸之外的大量混合物的沉淀。此外，獲取氯化鎂溶液。以下將描述對該溶液的進一步處理。

此外，對HCl和羧酸鎂的特定選擇使得提供的鹽廢料減少，特別是當與熱分解步驟結合時。

優選地，該方法進一步包括下述步驟

-使所述MgCl₂溶液在至少300℃溫度下經歷熱分解步驟，從而使MgCl₂分解為氧化鎂(MgO)和HCl；以及

-任選地將在熱分解步驟中形成的HCl溶解在水中，從而獲得HCl溶液；以及

-任選地使所述MgO與水接觸，從而獲得Mg(OH)₂，其中Mg(OH)₂溶液任選地在發酵步驟中循環使用，優選地發酵步驟提供第一步驟中的羧酸鎂。

這些附加步驟的優點在于該方法可以獲得沒有或者基本沒有鹽廢料。HCl溶液可以在本發明方法的酸化步驟中循環使用。Mg(OH)₂可以在發酵步驟中循環使用。

這里使用的術語“羧酸鹽”是指羧酸的共軛堿，其通常可以由化學式RCOO-表示。術語“羧酸鎂”是指本發明方法中要制備的羧酸的鎂鹽。

術語“與所述羧酸鹽對應的羧酸”是指可以通過酸化羧酸鹽獲得的羧酸。它也可以是根據本發明方法的產品方法的羧酸。因此，其還可以是指被酸化的羧酸鹽。與所述羧酸鹽對應的羧酸通常可以由化學式RCOOH表示。

這里使用的術語“沉淀”是指從完全溶解狀態開始的固態物質形成。羧酸可以是晶體形狀或無定型的沉淀。根據本發明方法通過對羧酸進行沉淀，還可以對羧酸純化。如果羧酸鎂溶液包含溶解雜質，對羧酸的沉淀典型地將羧酸與這些雜質分離開來。