十三碳二元酸滤液回收工艺研究
2006-09-17 17:08:05   来源：不详   评论：0 点击：

以正十三烷烃为原料，通过Gaden III型发酵得到的十三碳二元酸( DCA13，以下简称二元酸)发酵液浓度为6%,经过滤、酸析、结晶、过滤，其滤液中二元酸含量仍达O.8%左右。生产中的滤液自接排入下水道，造成收率损失约13%，生产收率一般低于85%为了减少浪费，提高收率，降低成木，有必要对二元酸滤液进行回收利用研究。木文采用溶媒萃取方法，在酸性条件下，选用对长链、直链多碳酸具有选择性萃取作用的烷基芳香烃、酯类等或它们的混合物进行二元酸滤液回收工艺研究，取得较好效果。
1    实验部分
1.1  试液
     二元酸滤液(浓度0.85%，江酉国药有限贡任公司提供)，盐酸、NaOH 、甲苯、环已醇、乙酸乙酯、乙醚、乙苯均为化学纯
1.2  仪器与操作条件
     PH -25型酸度计；磁力搅拌器；1026相色谱仪；氢火焰离子化鉴定器；长2.0m、内径4mm的不锈钢柱；SE-30固定液；上试白色硅烷化101担体60 -8O目。
     担体与固定液比例100: 10；柱温240 ℃:汽化温度300 ℃:柱前压力1.6kg/ cm2; 氮气15m1/ min,氢气 40~5OmI/ min，空气 400-5OOml/min
1.3  方法与结果
1.3.1滤液处理工艺过程

     取二元酸滤液，加入一定量的萃取剂(甲苯、环已醇、乙酸乙酯、乙醚、乙苯50%一环已醇50% .甲苯50%一环已醇50%)，剧烈搅拌lOmin,静置分层2h，水相弃去，汕相加一定量水，以30% NaOH调pH至碱性,剧烈搅拌lOmin静置分层2h,取水相测其二元酸含量.
1.3.2萃取剂优选
     取1000 ml二元酸滤液7份分别加入100m1甲苯、环已醇、乙酸乙酯、乙醚、乙苯50%一环已醇50% .甲苯50%一环已醇50% ,碱性反萃取用水量为30m1,按上述方法操作,结果如下图

     同等条件乙酸乙酯的的萃取能力强于其它溶媒且毒性小，易于处理回收。故选用乙酸乙酯作为二元酸滤液的萃取剂
1.3.3萃取剂用量优选
     取二元酸滤液1000ml 6份分别加入50ml、100m1、200m1、300ml、400ml、5OOmI所选萃取剂按上述方法操作,结果如下图

     由图3可见溶媒用量越大，萃取二元酸量越多，但自200 ml起萃取液中二元酸的浓度逐步降低，从增加萃取量的角度考虑必须增加萃取剂的用量才能达到目的，综合考虑到溶媒的用量、后面的处理及溶媒的消耗等选用200 ml的萃取用量比较适宜。
1.3.4萃取温度优选
     取二元酸滤液1000ml 7份加入优选量萃取剂在10 ℃ 、15 ℃ 、20 ℃ 、25 ℃、30 ℃ 、35 ℃ 、40 ℃条件下按上述方法操作，结果如下图

     由上可见，在20℃时的余液含量最低，故选定20 ℃进行萃取可获得最高收率
1.3.5碱水萃取工艺优选
     根据经验和预实验，选定与碱化萃取率影响较大的碱水体积、PH、温度作为因素，利用L9(3 4)正交设计优化实验实验因素及水平、实验设计及结果见表.

     根据统计结果分析,对碱水萃取后碱水相中二元酸含量影响较大的因素依次是碱水体积>温度>PH值，选定A1B2C1为好。以所选组合进行验证实验，结果令人满意
1.4  讨论
1.4.1所得的碱水相若自接酸析含量为72% 左右，色泽较暗，须重结晶精制一次，也可合并到发酵液中一同酸析结晶，二元酸生产总收率可提高到90%以上
1.4.2从理论上来讲，在一定的温度下，碱水萃取时碱水用量越人，反萃取的二元酸越多，反萃取率越高，但碱水中的二元酸浓度越低，反而会增加后处理的难度，故本文中以碱水相中二元酸含量作为指标进行考察。
1.4.3从趋势上来看，A1B2C1不是最佳，有待进一步研究。碱水用量愈低，温度愈低，反萃取碱水相含量愈高，但这样做收率偏低，冷量消耗较大，经济上要综合考虑。