[發明專利]一種制備長鏈二元酸的方法及裝置

有效

• 申請號: 202011198073.8
• 申請日: 2020-10-31
• 公開（公告）號: CN114438139B
• 公開（公告）日: 2023-07-28
• 發明（設計）人: 張霖;樊亞超;師文靜
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司大連石油化工研究院
• 主分類號: C12P7/44
• 分類號: C12P7/44;C12N1/16;C07C51/42;C07C55/21;C12R1/74
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本發明涉及一種制備長鏈二元酸的方法及裝置，包括（1）將發酵菌種子液加入發酵培養基中，加入烷烴，進行發酵培養；（2）培養結束后發酵液經破乳、過濾工序后，將水相清液進行酸析處理，過濾獲得長鏈二元酸粗品；（3）將酸析產生的結晶母液進行氧化、吸附、濃縮處理，獲得濃縮液在步驟（2）的發酵過程中流加。本發明方法將發酵與提取工藝有效耦聯，顯著降低了堿、酸試劑用量，避免了高鹽廢水的產生，利于工業應用。

技術領域

本發明屬于生物化工技術領域，具體涉及一種制備長鏈二元酸的方法及裝置。

背景技術

長鏈二元酸（Long?chain?dicarboxylic?acids）是指碳鏈中含有10個以上碳原子的脂肪族二羧酸（簡稱DCn），包括飽和及不飽和二羧酸，是一類有著重要和廣泛工業用途的精細化工產品。同時也是化學工業中合成高級香料、高性能尼龍工程塑料、高檔尼龍熱熔膠、高溫電介質、高級油漆和涂料、高級潤滑油、耐寒性增塑劑、樹脂、醫藥和農藥等重要原料。

發酵法生產長鏈二元酸是利用微生物特有的氧化能力和微生物胞內酶的作用，在常溫常壓下分別通過α、ω-氧化，將長鏈正烷烴兩端的甲基氧化成為羧基，生成相應鏈長的各種長鏈二元酸。能利用石油烴類的微生物種類較多，如細菌、霉菌、放線菌等，其中假絲酵母屬（ candida）的酵母菌是正烷烴發酵生產長鏈二元酸的高產微生物。長鏈二元酸發酵是典型的氣相（氧氣）-水相（發酵液）-油相（烷烴）-固相（菌體）四相體系，發酵過程中需要進行常規的pH中性或堿性調節。

CN110669797A公開了一種發酵生產長鏈二元酸的方法，發酵中后期轉化，用10%～40%(w/v)的NaOH溶液，控制pH為5.0～8.5。CN102061316A、CN102329212A、CN107011147A等均公開了通過硫酸進行酸析，進一步獲得長鏈二元酸的技術方案。

根據現有的長鏈二元酸制備及提取工藝，長鏈二元酸發酵過程添加氫氧化鈉等強堿進行pH調節，長鏈二元酸提取過程添加硫酸等強酸進行酸析，因此從整個工藝流程上會產生大量的高鹽廢水。

CN106242960A公開了一種不使用硫酸生產長鏈二元酸的方法，其特征在于將終止發酵液經過過濾、濃縮、結晶以及離心得到長鏈二元酸二鈉鹽固體，通過甲酸、乙酸或丙酸中的一種進行反應，通過結晶、洗滌以及干燥后得到長鏈二元酸產品。該專利雖然沒有使用硫酸，但為了獲得長鏈二元酸鈉鹽固體，需要采用高能耗的蒸餾濃縮工藝，并且發酵液中小分子量雜質組分與長鏈二元酸鈉鹽共同在蒸餾釜底析出，從而增加后期長鏈二元酸精制難度。另外，有機酸屬于弱酸，酸析過程中，長鏈二元酸不能完全析出，與硫酸精制方案相比，結晶母液中長鏈二元酸含量較高，會導致部分長鏈二元酸流失，降低長鏈二元酸收率。

CN110218746A公開了發酵生產長鏈二元酸的方法及發酵液、發酵處理液、污水，該發明的發酵方法控制發酵液中鹽含量為20%以下，其提供的發酵生產長鏈二元酸的方法，能有效減少發酵過程中的堿用量和后續長鏈二元酸提取時的酸用量，從而減少整個長鏈二元酸生產過程中鹽的用量，同時還具有縮短發酵時間、提高產酸量、減少培養基用量、適用于多種類的長鏈二元酸生產等諸多優點。但是該方案是在發酵過程中通過減少氫氧化鈉的使用量，從而對發酵體系pH進行酸性或中性調節，其結果是導致長鏈二元酸在發酵體系中以固體顆粒形式結晶析出，該固體結晶將直接作為粗酸產品。由于在發酵過程中形成的長鏈二元酸沒有經過成鹽膜過濾的過程，因此更容易將發酵體系中雜質成分包埋至粗酸產品中，影響長鏈二元酸純度。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明提供了一種制備長鏈二元酸的方法。本發明方法將發酵與提取工藝有效耦聯，顯著降低了堿、酸試劑用量，避免了高鹽廢水的產生，利于工業應用。

本發明提供的制備長鏈二元酸的方法，包括以下步驟：

（1）將發酵菌種子液加入發酵培養基中，加入烷烴，進行發酵培養；