[其他]回收醇類的方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 85106355
• 申請日: 1985-08-21
• 公開（公告）號(hào): CN85106355A
• 公開（公告）日: 1987-03-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 拉塞爾·羅伯特·里夫斯
• 申請（專利權(quán)）人: 阿佩斯研究有限公司
• 主分類號(hào): C07C29/94
• 分類號(hào): C07C29/94
• 代理公司: 中國專利代理有限公司
• 代理人: 羅宏,劉元金

本發(fā)明是關(guān)于從含有弱有機(jī)酸的水溶液中回收這些弱有機(jī)酸，如低分子量醇類的方法。

濃縮低分子量醇類（例如甲醇和乙醇）的稀水溶液的通常的方法是蒸餾。利用常規(guī)蒸餾技術(shù)濃縮，例如乙醇在水和乙醇共沸混合物階段可獲得96.5%（體積比）的乙醇。若要制備無水乙醇，則須與環(huán)己烷或苯一起進(jìn)一步進(jìn)行共沸蒸餾。

對于實(shí)驗(yàn)室制備及其他能量平衡問題并不重要的應(yīng)用方面，這種一般蒸餾方法證明效果是令人滿意。然而，當(dāng)生產(chǎn)的乙醇作為燃料使用時(shí)，就要求能量消耗盡可能小，這樣，從乙醇獲得的能量比消耗的熱能或電能就多得多。這些能量問題通常以能量比的形式表示，給它們下的定義為：從乙醇獲得的能量除以制備乙醇時(shí)所消耗的能量。就目前廣泛采用的生產(chǎn)技術(shù)來說，這個(gè)指數(shù)為1.5（以淀粉為原料）-2.2（以糖類為原料）不等。如果計(jì)算時(shí)包括處理從發(fā)醇和蒸餾兩個(gè)過程中流出的可蒸發(fā)的廢料所需要的能量，那么上述指數(shù)分別降低至1和1.3。

關(guān)于燃料用乙醇工業(yè)生產(chǎn)的兩個(gè)主要評(píng)論是，采用常規(guī)技術(shù)（特別是蒸餾時(shí)，需要很高的能量消耗以及廢料的處理問題。因此，采用發(fā)醇法生產(chǎn)燃料用的乙醇時(shí)，其工藝改進(jìn)中的兩個(gè)主要目的是：降低所需的能量消耗以達(dá)到最大的凈能拈值并確保廢料實(shí)質(zhì)上不影響環(huán)境。

本發(fā)明的一個(gè)方面是，發(fā)明的目的在于減少乙醇生產(chǎn)中發(fā)醇和蒸餾操作所需的能量。常規(guī)方法用酵酶或細(xì)菌使淀粉或糖類發(fā)醇而變成乙醇，結(jié)果產(chǎn)生乙醇和其他有機(jī)物的水溶液（通常含8-10%體積的乙醇），然后蒸餾濃縮至含95%-100%體積的乙醇。本發(fā)明包括改變醇/水混合物中水組分的性質(zhì)，以便使水組分和醇組分不再混溶并產(chǎn)生相分離。然后，醇相可以簡單地傾析出來。本發(fā)明另一個(gè)方面是誘導(dǎo)發(fā)了醇的生物量溶液中大多數(shù)的“渣滓”成分產(chǎn)生絮凝作用。然后這些成分象固體的“干渣結(jié)塊”一樣可以簡單地濾出。

以前曾有人建議用碳酸鉀和硫酸銅之類的鹽作為脫水劑以除去濃縮醇酒精中的少量的水〔參看F舍伍德，泰勒著的“無機(jī)與理論化學(xué)”F，Sher????Wood????Taylo：“Inorganic????and????Theoretical????chemistry”，第287頁和Interscience出版的“醇類分手冊”（Guide????to????the????Analysis????of????alcohols”）第A-13頁〕。也有人曾建議用碳酸鉀表促進(jìn)血中醇的分配萃取。在這種情況下，將在等量的血和乙醋丙酯與碳酸鉀混合，結(jié)果醇在被分配醋酸丙酯中（參看“醇類分析手冊”Interscience出版，第A-14和A-15頁）。然而，以前這些工藝上的建議并未提出或揭示來用由本發(fā)明到涉及的這類型的堿或堿式鹽可以促進(jìn)醇類或其它弱有機(jī)酸從稀溶中分離出來。這些先有技術(shù)也沒有提出這些堿或堿式鹽的高離子強(qiáng)度能用來誘發(fā)來自發(fā)醇培養(yǎng)基的可溶性固體成份的絮凝作用。

本發(fā)明包括一個(gè)從水溶液中分離出弱有機(jī)酸的方法，這種水溶液含有不超過40%體積百分?jǐn)?shù)的弱有機(jī)酸。該方法包括在每100毫升溶液中至少要溶解26克堿或堿式鹽，這種堿或堿式鹽的共軛酸的PKa值面大于6，堿或堿式鹽的溶解度至少應(yīng)為26克/100毫升溶液，而且，在水中的溶解度大大超過在弱有機(jī)酸的中溶解度，所以以把溶液分成兩相，一相為富有弱有機(jī)酸的有機(jī)相，另一相為富有堿或堿式鹽的水相。

眾所周知，在化學(xué)里，符號(hào)PKa表示一種酸的離解常數(shù)倒數(shù)的對數(shù)。

PKa值大于14的弱有機(jī)酸有可能從釋水溶液中分離出來。比較理想的弱有機(jī)酸是低分子量的醇類，這些醇類在水中有一定的溶解度。這些低分子量的醇類最普通的是甲醇和乙醇。

比較理想的堿式鹽是其共軛酸的PKa值大于7的那些堿式鹽，而最理想的是無水碳酸鉀，其優(yōu)點(diǎn)是在水中的溶液度高，而且基本上不溶于低級(jí)醇或其他弱有機(jī)酸。碳酸鉀的共軛酸的PKa值為10.25。其他能用的堿或堿式鹽包括碳酸鈉、檸檬酸鈉、氫氧化鉀、氫氧化鈉、碳酸銣和碳酸銫等。

將堿或堿式鹽溶于水和醇的混合物中，直至溶液基本上被堿或堿式鹽飽和為止，從而誘發(fā)明分離是比較理想的。堿或堿式鹽的最佳濃度可用簡單的實(shí)驗(yàn)測定，但實(shí)際上已證實(shí)所需濃度為至少26克/100毫升，而較理想的濃度則為至少100克/100毫升。在溶液中堿或堿式鹽，濃度越高的分離出來的有機(jī)相中水合物就越少。因此，在每100毫升醇/水溶液中加入26克碳酸鈉可產(chǎn)生含醇量為60-70%（體積百分?jǐn)?shù)）的醇分離相;而每100毫升溶液中加入100克碳酸鈉時(shí)則可產(chǎn)生含醇量為80-90%（體積百分?jǐn)?shù)）的醇分離相。

較理想的堿或堿式鹽是基本上不溶于有機(jī)酸而只溶于混合物中的水中的那些堿或堿式鹽。