[發(fā)明專利]一種制備長鏈二元酸的方法及裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011198073.8
• 申請日: 2020-10-31
• 公開（公告）號: CN114438139B
• 公開（公告）日: 2023-07-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張霖;樊亞超;師文靜
• 申請（專利權(quán)）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(fā)明涉及一種制備長鏈二元酸的方法及裝置，包括（1）將發(fā)酵菌種子液加入發(fā)酵培養(yǎng)基中，加入烷烴，進行發(fā)酵培養(yǎng)；（2）培養(yǎng)結(jié)束后發(fā)酵液經(jīng)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(chǎn)生的結(jié)晶母液進行氧化、吸附、濃縮處理，獲得濃縮液在步驟（2）的發(fā)酵過程中流加。本發(fā)明方法將發(fā)酵與提取工藝有效耦聯(lián)，顯著降低了堿、酸試劑用量，避免了高鹽廢水的產(chǎn)生，利于工業(yè)應(yīng)用。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于生物化工技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種制備長鏈二元酸的方法及裝置。

背景技術(shù)

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(yè)用途的精細化工產(chǎn)品。同時也是化學(xué)工業(yè)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(zhì)、高級油漆和涂料、高級潤滑油、耐寒性增塑劑、樹脂、醫(yī)藥和農(nóng)藥等重要原料。

發(fā)酵法生產(chǎn)長鏈二元酸是利用微生物特有的氧化能力和微生物胞內(nèi)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(yīng)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(fā)酵生產(chǎn)長鏈二元酸的高產(chǎn)微生物。長鏈二元酸發(fā)酵是典型的氣相（氧氣）-水相（發(fā)酵液）-油相（烷烴）-固相（菌體）四相體系，發(fā)酵過程中需要進行常規(guī)的pH中性或堿性調(diào)節(jié)。

CN110669797A公開了一種發(fā)酵生產(chǎn)長鏈二元酸的方法，發(fā)酵中后期轉(zhuǎn)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(shù)方案。

根據(jù)現(xiàn)有的長鏈二元酸制備及提取工藝，長鏈二元酸發(fā)酵過程添加氫氧化鈉等強堿進行pH調(diào)節(jié)，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(chǎn)生大量的高鹽廢水。

CN106242960A公開了一種不使用硫酸生產(chǎn)長鏈二元酸的方法，其特征在于將終止發(fā)酵液經(jīng)過過濾、濃縮、結(jié)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(yīng)，通過結(jié)晶、洗滌以及干燥后得到長鏈二元酸產(chǎn)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(fā)酵液中小分子量雜質(zhì)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(jié)晶母液中長鏈二元酸含量較高，會導(dǎo)致部分長鏈二元酸流失，降低長鏈二元酸收率。

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

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種制備長鏈二元酸的方法。本發(fā)明方法將發(fā)酵與提取工藝有效耦聯(lián)，顯著降低了堿、酸試劑用量，避免了高鹽廢水的產(chǎn)生，利于工業(yè)應(yīng)用。

本發(fā)明提供的制備長鏈二元酸的方法，包括以下步驟：

（1）將發(fā)酵菌種子液加入發(fā)酵培養(yǎng)基中，加入烷烴，進行發(fā)酵培養(yǎng)；