BR112015021885B1 - Processo para purificação de 1,4-butanodiol (1,4-bdo) - Google Patents

Processo para purificação de 1,4-butanodiol (1,4-bdo) Download PDF

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Abstract

1,4-butanodiol bioderivado, seus processos e sistemas para purifica-ção e produção de 1,4-butanodiol, plástico biobaseado, fibra elásti-ca, poliuretano, poliéster, poli-4-hidróxi butirato ou seu copolímero, poli (tetra metileno éter) glicol e copolímero de poliuretano ? poliureia. a presente invenção refere-se a um processo de purificação de 1,4-butanodiol (1,4-bdo) a partir de um caldo de fermentação, incluindo separação de materiais sólidos, sais e água, e submeter o material resultante a um sistema de destilação de duas, três ou quatro colunas, que pode incluir um evaporador de filme limpo para produzir um produto 1,4-buta-nodiol purificado.

Description

[001] Este pedido de patente reivindica prioridade aos pedidos de patente provisório US 61/801,107, depositado em 15 de março de 2013, US 61/829,625, depositado em 31 de maio de 2013, e US 61/928,966, depositado em 17 de janeiro de 2014, que são aqui incorporados em suas totalidades.
Antecedentes
[002] São aqui providos processo e sistemas relacionando-se genericamente à separação de 1,4-butanodiol ou um composto alvo a partir de caldos de fermentação.
[003] 1,4-Butanodiol (1,4-BDO) é um intermediário polímero industrial útil para síntese de resinas poliéster, gama butiro lactona, tetraidro furano, e outros compostos. Sínteses industriais de 1,4- butanodiol usando estoques de alimentação petroquímicos não renováveis são conhecidas, como são processos para purificação de 1,4-butanodiol a partir de 1,4-butanodiol bruto obtido de sínteses baseadas em petroquímicos (ver, por exemplo, Okuyama, US 5,981,810). Produto de fermentação de 1,4-butanodiol é uma alternativa para produção tradicional usando estoques de alimentação petroquímicos não renováveis. Por exemplo, produção de fermentação utiliza estoques de alimentação renováveis tais como biomassa ou outros estoques de alimentação baseados em bio, e o processo pode ter um som mais ambiental do que produção baseada em petroquímico. Separação de 1,4-butanodiol de outros componentes dentro de caldos de fermentação, entretanto, requer procedimentos diferentes do que aqueles aplicáveis para purificação de 1,4-butanodiol a partir de sínteses baseadas em petroquímicos devido, por exemplo, aos diferentes tipos de componentes presentes em caldos de fermentação.
[004] Adkesson et al., US 2005/0069997, descrevem um processo para separação a partir de um caldo de fermentação. O processo em Adkesson et al. inclui filtração, troca iônica e destilação, onde destilação consiste em quatro colunas e pode incluir uma etapa de hidrogenação entre colunas 2 e 3. Clark et al., WO2010/141780, descrevem separação de 1,4-butanodiol a partir de caldo de fermentação. O processo inclui separação de uma fração líquida de uma fração sólida, remoção de sais da fração líquida, e separação de produto em uma série de destilações, para remover água e outros componentes leves em uma coluna de destilação e para remover materiais pesados com pontos de ebulição menores que o produto em uma outra coluna de destilação.
[005] Desafios permanecendo para obtenção de 1,4-butanodiol ou composto alvo a partir de caldos de fermentação podem incluir, por exemplo, aumento de rendimento ou pureza do 1,4-butanodiol ou composto alvo obtido dos caldos de fermentação, redução de etapas de processo ou componentes de sistema e/ou redução de níveis de certos contaminantes particulares, entre outras coisas. Por exemplo, obtenção de 1,4-butanodiol a partir de caldos de fermentação pode incluir indesejáveis ácidos orgânicos e outras substâncias, tanto em um caldo de fermentação ou que são formadas durante etapas de um procedimento de purificação de 1,4-butanodiol, que podem reagir com 1,4-butanodiol diminuindo efetivamente rendimentos.
Sumário
[006] Em alguns aspectos, modalidades aqui mostradas referem- se a um processo de purificação de 1,4-butanodiol (1,4-BDO). Em algumas modalidades o processo inclui (a) submeter uma mistura de 1,4-BDO bruta a um primeiro procedimento de destilação em coluna para remoção de materiais com um ponto de ebulição menor que 1,4- BDO a partir da mistura de 1,4-BDO bruta para produzir uma primeira corrente de produto contendo 1,4-BDO e (b) submeter a primeira corrente de produto contendo 1,4-BDO a um segundo procedimento de destilação em coluna para remoção de materiais com pontos de ebulição superiores ao do 1,4-BDO como uma primeira corrente de pontos de ebulição superiores, para produzir um produto 1,4-BDO purificado, onde o produto 1,4 BDO purificado é coletado a partir de uma retirada lateral da segunda coluna de procedimento de destilação.
[007] Em certas modalidades, o processo ainda inclui (c) submeter a primeira corrente de pontos de ebulição superiores a uma evaporação de película deslizante (WFE) para produzir um primeiro destilado WFE e submeter o primeiro destilado WFE a etapa (b).
[008] Em certas modalidades, o processo ainda inclui (d) submeter a primeira corrente de produto contendo 1,4-BDO, antes de conduzir a etapa (b), a um procedimento de destilação em coluna intermediária para remoção de materiais com pontos de ebulição maiores que 1,4 BDO como uma segunda corrente de pontos de ebulição superiores.
[009] Em certas modalidades, o processo ainda inclui submeter a segunda corrente com elevados pontos de ebulição a evaporação de película deslizante (WFE) produzindo um segundo destilado WFE e submetendo o segundo destilado WFE a etapa (d).
[0010] Em certas modalidades, o processo ainda inclui (e) tratamento de primeira corrente de produto contendo 1,4-BDO com uma reação de hidrogenação antes de realizar etapa (b).
[0011] Em certas modalidades, o processo ainda inclui (f) tratamento de produto 1,4-BDO purificado com uma reação de hidrogenação.
[0012] Em certas modalidades do processo, a mistura de 1,4-BDO bruta é pelo menos 50% (peso/peso), 60% (peso/peso), 70% (peso/peso), 80% (peso/peso), ou 90% (peso/peso) 1,4-BDO.
[0013] Em certas modalidades do processo, o produto 1,4-BDO purificado é maior que 90% (peso/peso), 91% (peso/peso), 92% (peso/peso), 93% (peso/peso), 94% (peso/peso), 95% (peso/peso), 96% (peso/peso), 97% (peso/peso), 98% (peso/peso), 99% (peso/peso), 99,1% (peso/peso), 99,2% (peso/peso), 99,3% peso/peso), 99,4% (peso/peso), 99,5% (peso/peso), 99,6% (peso/peso), 99,7% (peso/peso), 99,8% (peso/peso), ou 99,9% (peso/peso), 1,4-BDO.
[0014] Em certas modalidades do processo, recuperação de 1,4- BDO no produto 1,4-BDO purificado a partir da mistura de 1,4-BDO bruta é maior que 40%, 50%, 60%, 70%, 80%, 90%, 95%, 96%, 97%, 98% ou 99%.
[0015] Em certas modalidades, o processo ainda inclui cultura de um organismo ocorrendo não naturalmente, modificado para produzir um 1,4-BDO em um caldo de fermentação, submeter o caldo de fermentação a um procedimento de separação para obter um produto 1,4-BDO separado, e submeter o produto 1,4-BDO separado a remoção de água e remoção de sal para produzir a mistura de 1,4- BDO bruta, onde o procedimento de separação consiste em uma primeira filtração e uma segunda filtração, onde a primeira filtração é microfiltração ou ultrafiltração, e onde a segunda filtração é nanofiltração.
[0016] Em certas modalidades, o processo ainda inclui submeter a mistura de 1,4-BDO bruta a uma troca iônica de refinamento usando uma resina de troca iônica de refinamento que é uma resina de troca aniônica.
[0017] Uma modalidade é um sistema para purificação de 1,4- BDO incluindo duas colunas de destilação. O sistema inclui uma primeira coluna de destilação recebendo uma mistura de 1,4-BDO bruta e gerando uma primeira corrente de materiais com pontos de ebulição inferiores ao do 1,4-BDO e uma corrente de produto contendo 1,4-BDO, uma segunda coluna de destilação recebendo a corrente de produto contendo 1,4-BDO em um ponto de alimentação e gerando uma primeira corrente de materiais com pontos de ebulição superiores ao do 1,4-BDO, uma segunda corrente de materiais com pontos de ebulição inferiores ao do 1,4-BDO, e um produto 1,4-BDO purificado a partir de uma retirada lateral e um evaporador de película deslizante recebendo a primeira corrente de materiais com pontos de ebulição maior que 1,4-BDO e gerando um destilado, onde o destilado é alimentado para a segunda coluna de destilação.
[0018] Em certas modalidades, o sistema ainda inclui um reator de hidrogenação construído para tratar o produto 1,4-BDO purificado gerado pela segunda coluna de destilação.
[0019] Uma modalidade é um sistema para purificação de 1,4- BDO incluindo três colunas de destilação. O sistema inclui uma primeira coluna de destilação recebendo uma mistura de 1,4-BDO bruta gerando uma primeira corrente de materiais com pontos de ebulição inferiores ao do 1,4-BDO e uma primeira corrente de produto contendo 1,4-BDO, uma coluna de destilação intermediária recebendo a primeira corrente de produto contendo 1,4-BDO gerando uma primeira corrente de materiais com pontos de ebulição maiores que 1,4 BDO, e uma segunda corrente de produto contendo 1,4-BDO, um evaporador de película deslizante recebendo a primeira corrente de materiais com pontos de ebulição superiores ao do 1,4-BDO e gerando um destilado, onde o destilado é alimentado para a coluna de destilação intermediária e uma segunda coluna de destilação recebendo a segunda corrente de produto contendo 1,4-BDO em um ponto de alimentação e gerando uma segunda corrente de materiais com pontos de ebulição inferiores ao do 1,4-BDO, uma segunda corrente de materiais com pontos de ebulição superiores ao do 1,4- BDO, e um produto 1,4-BDO purificado a partir de uma retirada lateral.
[0020] Em certas modalidades, o sistema inclui três colunas de destilação e ainda inclui um reator de hidrogenação construído para tratar a segunda corrente de produto contendo 1,4-BDO antes da segunda corrente de produto contendo 1,4-BDO ser recebida pela segunda coluna de destilação.
[0021] Uma modalidade é um processo de produção de um produto 1,4-BDO. O processo de produção de um produto 1,4-BDO inclui cultura de um organismo modificado de ocorrência não natural para produzir 1,4-BDO em um caldo de fermentação, submeter o caldo de fermentação a um procedimento de separação para obter um produto 1,4-BDO separado, onde o procedimento de separação consiste em uma primeira filtração e uma segunda filtração, onde a primeira filtração é microfiltração ou ultrafiltração, e onde a segunda filtração é nanofiltração, e submetendo o produto 1,4-BDO separado a uma troca iônica de refinamento usando uma resina de troca iônica de refinamento.
[0022] Em certas modalidades, o processo de produção de um produto 1,4-BDO inclui submeter o produto 1,4-BDO separado a remoção de água antes de submeter o produto 1,4-BDO separado à troca iônica de refinamento.
[0023] Uma modalidade é um 1,4-BDO bioderivado, onde o 1,4- BDO bioderivado é produzido através de qualquer um dos processos aqui descritos.
[0024] Em certas modalidades, o 1,4-BDO bioderivado tem uma razão de isótopo carbono-12, carbono-13 e carbono-14 que reflete uma fonte de dióxido de carbono atmosférico.
[0025] Uma modalidade é um plástico baseado em bio, fibra elástica, poliuretano, poli-4-hidróxi butirato ou seu copolímero, poli(tetra metileno éter) glicol e copolímero de poliuretano - poliureia incluindo o 1,4-BDO bioderivado.
[0026] Em certas modalidades, o plástico biobaseado, fibra elástica, poliuretano, poliéster, poli-4-hidróxi butirato ou seu copolímero, poli (tetra metileno éter) glicol e copolímero de poliuretano poliureia inclui pelo menos 5%, pelo menos 10%, pelo menos 20%, pelo menos 30%, pelo menos 40%, ou pelo menos 50% de 1,4-BDO bioderivado.
[0027] Uma modalidade é um sistema para purificação de 1,4- BDO incluindo quatro colunas de destilação. O sistema inclui uma primeira coluna de destilação recebendo uma mistura de 1,4-BDO brutagerando uma primeira corrente de materiais com pontos de ebulição inferiores ao do 1,4-BDO e uma primeira corrente de produto contendo 1,4-BDO, a primeira coluna de destilação intermediária recebendo a primeira corrente produto contendo 1,4-BDO gerando uma primeira corrente de materiais com pontos de ebulição superiores ao do 1,4-BDO, e uma segunda corrente de produto contendo 1,4- BDO, um evaporador de película deslizante recebendo a primeira corrente de materiais com pontos de ebulição superiores ao do 1,4- BDO e gerando um destilado, onde o destilado é alimentado para uma primeira coluna de destilação intermediária, uma segunda coluna de destilação intermediária recebendo a segundo corrente de produto contendo 1,4-BDO gerando uma segunda corrente de materiais com pontos de ebulição inferiores ao do 1,4-BDO, e uma terceira corrente de produto contendo 1,4-BDO e uma segunda coluna de destilação recebendo a terceira corrente de produto contendo 1,4-BDO em um ponto de alimentação e gerando uma terceira corrente de materiais com pontos de ebulição inferiores ao do 1,4-BDO, uma terceira corrente de materiais com pontos de ebulição superiores ao do 1,4- BDO, e um produto 1,4-BDO purificado.
[0028] Em certas modalidades, o sistema inclui quatro colunas de destilação e ainda inclui um reator de hidrogenação construído para tratar a segunda corrente de produto contendo 1,4-BDO antes da segunda corrente de produto contendo 1,4-BDO ser recebida pela segunda coluna de destilação intermediária.
[0029] Em certas modalidades, o sistema inclui quatro colunas de destilação, a segunda coluna de destilação ainda inclui uma retirada lateral, e o produto 1,4-BDO purificado gerado é retirado pela tiragem lateral.
[0030] Uma modalidade é um processo de purificação de 1,4- butanodiol. O processo inclui submeter uma mistura de 1,4-BDO bruta a um primeiro procedimento de destilação em coluna para remoção de materiais com um ponto de ebulição menor que 1,4-BDO da mistura bruta de 1,4-BDO para produzir uma primeira corrente de produto contendo 1,4-BDO; submeter a primeira corrente de produto contendo 1,4-BDO a um primeiro procedimento de destilação em coluna intermediária para remoção de materiais com um ponto de ebulição maior que 1,4-BDO, como uma primeira corrente com elevados pontos de ebulição, para produzir uma segunda corrente de produto contendo 1,4-BDO; submeter a primeira corrente altos pontos de ebulição a evaporação de película deslizante (WFE) para produzir um destilado WFE e submeter o destilado WFE ao primeiro procedimento de destilação em coluna intermediária; submeter a segunda corrente de produto contendo 1,4-BDO a um segundo procedimento de destilação em coluna intermediária para remover materiais com um ponto de ebulição menor que 1,4-BDO, para produzir uma terceira corrente de produto contendo 1,4-BDO; e submeter a terceira corrente de produto contendo 1,4-BDO a um segundo procedimento de destilação em coluna para remover materiais com pontos de ebulição superiores ao do 1,4-BDO como uma segunda corrente com elevados pontos de ebulição, para produzir um produto 1,4-BDO purificado.
[0031] Em certas modalidades, o processo ainda inclui tratamento de segunda corrente de produto contendo 1,4-BDO com uma reação de hidrogenação antes de modalidade de segunda destilação em coluna intermediaria.
[0032] Em certas modalidades do processo, o produto 1,4-BDO purificado é coletado como um destilado do segundo procedimento de destilação em coluna.
[0033] Em certas modalidades do processo, recuperação de 1,4- BDO no produto 1,4-BDO purificado a partir da mistura bruta de 1,4- BDO é maior que 40%, 50%, 60%, 70%, 80%, 90%, 95%, 96%, 97%, 98%, ou 99%.
Breve Descrição dos Desenhos
[0034] A Figuraura 1A mostra um sistema exemplar para produzir uma mistura bruta de 1,4-BDO a partir de 1,4-BDO em um caldo de fermentação com duas filtrações, troca iônica primária e evaporação.
[0035] A Figuraura 1B mostra um sistema exemplar para produção de uma mistura bruta de 1,4BDO a partir de 1,4-BDO em um caldo de fermentação com duas filtrações, troca iônica primária, evaporação e troca iônica de refinamento.
[0036] A Figuraura 2A mostra um sistema de destilação de duas colunas exemplar com uma tiragem lateral.
[0037] A Figuraura 2B mostra um sistema de destilação de duas colunas exemplar com uma tiragem lateral e um evaporador de película deslizante.
[0038] A Figuraura 2C mostra um sistema de destilação de duas colunas exemplar com uma tiragem lateral e unidade de hidrogenação.
[0039] A Figuraura 2D mostra um sistema de destilação de duas colunas exemplar com uma tiragem lateral, um evaporador de película deslizante e unidade de hidrogenação.
[0040] A Figuraura 2E mostra um sistema de destilação de duas colunas exemplar com uma tiragem lateral, um evaporador de película deslizante, unidade de hidrogenação, e um trocador de calor de recirculação forçada.
[0041] A Figuraura 3A mostra um sistema de destilação de três colunas exemplar com uma tiragem lateral.
[0042] A Figuraura 3B mostra um sistema de destilação de três colunas exemplar com uma tiragem lateral e um evaporador de película deslizante.
[0043] A Figuraura 3C mostra um sistema de destilação de três colunas exemplar com uma tiragem lateral e unidade de hidrogenação.
[0044] A Figuraura 3D mostra um sistema de destilação de três colunas exemplar com uma tiragem lateral, um evaporador de película deslizante e unidade de hidrogenação.
[0045] A Figuraura 3E mostra um sistema de destilação de três colunas exemplar com uma tiragem lateral, um evaporador de película deslizante, uma unidade de hidrogenação, e um trocador de calor de recirculação forçada.
[0046] A Figuraura 4A mostra um sistema de destilação de quatro colunas exemplar com um evaporador de película deslizante.
[0047] A Figuraura 4B mostra um sistema de destilação de quatro colunas exemplar com uma unidade de hidrogenação e um evaporador de película deslizante.
[0048] A Figuraura 4C mostra um sistema de destilação de quatro colunas exemplar com uma tiragem lateral, uma unidade de hidrogenação, um evaporador de película deslizante, um trocador de calor de recirculação forçada e uma corrente de recuperação de BDO reciclando o destilado de coluna quatro na corrente de alimentação de coluna três.
Descrição Detalhada
[0049] Em um aspecto, um processo para purificação de um produto 1,4-butanodiol (1,4-BDO) ou composto alvo é provido. Em certas modalidades, o processo provido inclui submeter um 1,4-BDO ou composto alvo em um caldo de fermentação a um procedimento de separação. Em uma modalidade, o processo provido inclui cultura de um organismo microbiano de ocorrência não natural para produzir um 1,4-BDO ou composto alvo em um caldo de fermentação e submeter o 1,4-BDO ou composto alvo no caldo de fermentação a um procedimento de separação, para produzir um produto 1,4-BDO ou composto alvo. Na ausência de ainda etapas de processo, este produto 1,4-BDO ou composto alvo pode ser referido como o "produto 1,4-BDO separado" ou o "produto composto alvo separado". Em certas modalidades, o produto composto alvo ou 1,4-BDO separado é livre de célula ou é essencialmente livre de célula.
[0050] O processo de purificação e/ou a uma ou mais etapas aqui mostradas podem ser usadas para purificar 1,4-BDO e outro composto alvo produzido bio-sinteticamente. O composto alvo pode ter uma propriedade física similar a 1,4-BDO, incluindo uma ou mais propriedades selecionadas de um ponto de ebulição maior que água (> 100oC) e solubilidade em água, ou pode ter ambas propriedades. A solubilidade do composto alvo pode ser altamente solúvel em água, ou maior que 100 gramas de composto alvo por litro a 23oC, ou maior que 500 gramas de composto alvo por litro a 23oC, ou inteiramente miscível em água a 23oC. Em uma modalidade, o composto alvo pode ter um ponto de ebulição maior que água e uma solubilidade a 23oC maior que 500 g/L ou completamente miscível em água.
[0051] O composto alvo pode incluir um álcool, um diol, um triol, um álcool monoídrico, diídrico ou triídrico; um álcool monoídrico, diídrico ou triídrico inferior; um butanodiol; 1,3-butanodiol, um diol geminal ou um vicinal; e pode incluir um glicol incluindo 1,3- propanodiol, etileno glicol, dietileno glicol, trietileno glicol, 1,2-propileno glicol, dipropileno glicol, tripropileno glicol, neopentil glicol e bisfenol A.
[0052] Os processos podem ser aplicados a 1,4-BDO ou outros compostos alvos produzidos em um organismo microbiano de ocorrência não natural geneticamente modificado para produzir 1,4- BDO ou outro composto alvo. Organismos microbianos hospedeiros podem ser selecionados de, e os organismos microbianos de ocorrência não natural gerados em, por exemplo, bactérias, levedura, fungos de qualquer uma de uma variedade de outros microrganismos aplicáveis ou apropriados para processos de fermentação. Bactérias exemplares incluem quaisquer espécies selecionadas da ordem Enterobacteriales, família Enterobacteriaceae, incluindo os gêneros Escherichia e Klebsiella; a ordem Aeromonadales, família Succinivibrionaceae, incluindo o gênero Anaerobiospirillum; a ordem Pasteurellales, família Pasteurelaceae, incluindo os gêneros Actinobacillus e Mannheimia; a ordem Rhizobiales, família Bradyrhizobiaceae, incluindo o gênero Rhizobium; a ordem Bacillales, família Bacillaceae, incluindo o gênero Bacillus; a ordem Actinomycetales, famílias Corynebacteriaceae e Streptomycetaceae, incluindo o gênero Corynebacterium e o gênero Streptomyces, respectivamente; ordem Rhodospirillales, família Acetobacteraceae, incluindo o gênero Gluconobacter; a ordem Sphingomonadales, família Shingomonadaceae, incluindo o gênero Zymomonas; a ordem Lactobacillales, famílias Lactobacillaceae e Streptococcaceae, incluindo o gênero Lactobacillus e o gênero Lactococcus, respectivamente; a ordem Clostridiales, família Clostridiaceae, gênero Clostridium; e a ordem Pseudomonadales, família Pseudomonadaceae, incluindo o gênero Pseudomonas. Espécies não limitantes de bactérias hospedeiras incluem Escherichia coli, Klebsiella oxytoca, Anaerobiospirillum succiniciproducens, Actinobacillus succinogenes, Mannheimia succiniproducens, Rhizobium etlim Bacillus subtilis, Coryne bacterium glutamicum, Gluconobacter oxydans, Zymomonas mobilis, Lactococcus lactis, Lactobacillus plantarum, Streptomyces coelicolor, Clostridium acetobutylicum, Pseudomonas fluorescens, e Pseudomonas putida.
[0053] Similarmente, espécies exemplares de leveduras ou fungos incluem quaisquer espécies selecionadas da ordem Saccharomycetales, família Saccaromycetaceae, incluindo os gêneros Saccharomyces, Kluyveromyces e Pichia; a ordem Saccharomycetales, família Dipodascaceae, incluindo o gênero Yarrowia; a ordem Schizosaccharomycetales, família Schizosaccaromycetaceae, incluindo o gênero Schizosaccharomyces; a ordem Eurotiales, família Trichocomaceae, incluindo o gênero Aspergillus; e a ordem Mucorales, família Mucoraceae, incluindo o gênero Rhizopus. Espeécies não limitantes de leveduras ou fungos hospedeiros incluem Saccharomyces cerevisiae, Schizosaccharomyces pombe, Kluyveromyces lactis, Kluyveromyces marxianus, Aspergillus terreus, Aspergillus niger, Pichia pastoris, Rhizopus arrhizus, Rhizobus oryzae, Yarrowia lipolytica, e semelhantes. E. coli é um organismo hospedeiro particularmente útil uma vez que ele é um organismo microbiano bem caracterizado apropriado para engenharia genética. Outros organismos hospedeiros particularmente úteis incluem levedura tal como Saccharomyces cerevisiae. É entendido que qualquer organismo hospedeiro microbiano apropriado pode ser usado para introduzir modificações metabólicas e/ou genéticas para produção de um desejado produto.
[0054] Como aqui usado, o termo "mistura bruta de 1,4-BDO"é pretendido significa uma mistura de 1,4-BDO que é de cerca de 50% a 90% 1,4-BDO e 50 a 1% água com uma ou mais outras impurezas que são derivadas de um processo de fermentação, preferivelmente cerca de 75% a 85% 1,4-BDO ou mais preferivelmente 80% a 85% de 1,4- BDO com 1% a 25% de água com uma ou mais outras impurezas derivadas de um processo de fermentação.
[0055] Como aqui usado, o termo "corrente produto contendo 1,4- BDO"é pretendido significar material que deixa um procedimento e contêm a maioria de 1,4-BDO que entrou no procedimento.
[0056] Como aqui usado, o termo "produto 1,4-BDO"é pretendido significar uma mistura que contém 1,4-BDO, e foi submetida a pelo menos um procedimento para aumentar o teor de 1,4-BDO ou diminuir o teor de uma impureza. O termo produto 1,4-BDO pode incluir uma mistura bruta de 1,4-BDO, entretanto, o teor de 1,4-BDO e água de um produto 1,4-BDO pode ser maior ou menor que uma mistura bruta de 1,4-BDO.
[0057] Como aqui usado, o termo "1,4-BDO em um caldo de fermentação" é pretendido significar um caldo de fermentação que contém 1,4-BDO produzido através de cultura de um organismo microbiano de ocorrência não natural capaz de produzir 1,4-BDO em um meio de cultura apropriado.
[0058] Como aqui usado, o termo "bioderivado" significa produzido de ou sintetizado por um organismo biológico e pode ser considerado uma fonte renovável uma vez que ele pode ser gerado por um organismo biológico. Um tal organismo biológico, em particular os organismos microbianos da invenção aqui mostrada, pode utilizar estoque de alimentação ou biomassa, como açúcares ou carboidratos obtidos de uma fonte de agricultura, planta, bactéria, ou animal; outras fontes renováveis como gás de síntese (CO, CO2 e/ou H2). Produtos de carvão também podem ser usados como uma fonte de carbono para um organismo biológico sintetizar um produto biobaseado da invenção. Alternativamente, o organismo biológico pode utilizar carbono atmosférico. Como aqui usado, o termo "biobaseado" significa um produto como descrito acima que é composto, no todo ou em parte, de um composto bioderivado da invenção. Um produto biobaseado ou bioderivado está em contraste a um produto derivado de petróleo, onde um tal produto é derivado de ou quimicamente sintetizado de petróleo ou um estoque de alimentação petroquímico.
Cultura de microrganismos produzindo 1,4-BDO
[0059] Um 1,4-BDO em um caldo de fermentação pode ser obtido, por exemplo, através de cultura de um organismo microbiano capaz de produzir 1,4-BDO via um conjunto de enzimas de caminho de 1,4- BDO. Organismos microbianos exemplares incluem, sem limitação, aqueles descritos nas patentes U.S. Nos. 8,067,214, U.S. 2012/009434 (WO2008/115840); Patente U.S. No. 7,947,485 (WO 2009/023493); Patente U.S. No. 7,858,350 (WO 2010/030711); Patente U.S. No. 8,129,169, U.S. 2011/0159572 (WO2010/141290); U.S. 2011/0229946 (WO 2011/047101; e U.S. 2011/0217742 (WO2011/066076), todas as quais são aqui incorporadas por referência em suas totalidades.
[0060] Qualquer um dos organismos hospedeiros previamente exemplificados pode ser usado para engenharia em um caminho biossintético de 1,4-BDO incluindo, por exemplo, bactérias e leveduras. Espécies exemplares incluem, por exemplo, E. coli e Saccharomyces cerevisiae. Apropriados organismos para produção de 1,4-BDO podem ser, por exemplo, aqueles organismos hospedeiros que foram modificados por incorporação no organismo de um ou mais ácidos nucléicos exógenos que codificam uma ou mais enzimas em um caminho biossintético de 1,4-BDO. Tais organismos incluem, por exemplo, organismos mirobianos de ocorrência não natural engenheirados para terem um completo caminho biossintético de 1,4- BDO. Tais caminhos podem incluir enzimas codificadas por ambos ácidos nucléicos endógenos e/ou exógenos. Enzimas normalmente não presentes em um hospedeiro microbiano podem ser introduzidas para completar um caminho biossintético de 1,4-BDO através de inclusão de um ou mais ácidos nucléicos exógenos, por exemplo. Um caminho de 1,4-BDO exemplar inclui enzimas codificando uma 4- hidróxi butanoato desidrogenase, uma succinil-CoA sintetase, uma CoA-dependente de semi -aldeído succínico desidrogenase, um 4- hidróxi butirato:CoA transferase, uma 4-butirato cinase, uma fosfo trans-butirilase, uma alfa-cetoglutarato descarboxilase, uma aldeído desidrogenase, uma álcool desidrogenase ou uma aldeído/álcool desidrogenase. Outros caminhos incluem, sem limitação, aqueles descritos em Patente U.S. No. 8,067,214, U.S. 2012/009434 (WO2008/115840); Patente U.S. No. 7,947,485 (WO 2009/023493); Patente U.S. No. 7,858,350 (WO 2010/030711); Patente U.S. No. 8,129,169, U.S. 2011/0159572 (WO2010/141290); U.S. 2011/0229946 (WO 2011/047101; e U.S. 2011/0217742 (WO2011/066076), todas as quais são aqui incorporadas por referência em suas totalidades.
[0061] Aqueles versados na técnica conhecerão apropriadas fontes de carbono e nitrogênio para manutenção de culturas apropriadas para produção de 1,4-BDO em caldos de fermentação, assim como técnicas para controle de pH de culturas. Procedimentos exemplares usados na fermentação de organismos microbianos produzindo 1,4-BDO podem ser, por exemplo, fermentação de batelada, fermentação de batelada alimentada com separação de batelada; fermentação de batelada alimentada com separação contínua, fermentação semi-contínua com separação de batelada, fermentação semi-contínua com separação contínua, fermentação contínua com separação de batelada, ou fermentação contínua com separação contínua. Todos estes processos são bem conhecidos na técnica. Dependendo de projeto de organismo as fermentações podem ser realizadas sob condições aeróbicas, anaeróbicas ou substancialmente anaeróbicas.
[0062] Como aqui usado, o termo "substancialmente anaeróbica" quando usado com referência a uma cultura ou condição de crescimento é pretendido significar que a quantidade de oxigênio é de menos que cerca de 10% de saturação para oxigênio dissolvido em meios líquidos. O termo também é pretendido incluir câmaras seladas de meio líquido ou sólido mantidas com uma atmosfera de menos que cerca de 1% de oxigênio.
[0063] Em certas modalidades do processo provido, cultura de um organismo microbiano de ocorrência não natural para produzir um 1,4- BDO em um caldo de fermentação inclui cultura de E. coli geneticamente modificada ou levedura tal como Saccharomyces cerevisiae, sob condições de fermentação de batelada anaeróbicas ou substancialmente anaeróbicas para produzir o 1,4-BDO no cal do de fermentação.
Cultura de um organismo produzindo composto alvo
[0064] Um composto alvo em um caldo de fermentação pode ser obtido, por exemplo, através de cultura de um organismo microbiano capaz de produzir o composto alvo via um conjunto de enzimas de caminho de composto alvo. Organismos microbianos exemplares engenheirados para expressão de enzimas de caminho de composto alvo e produção de compostos alvos incluem, sem limitação, aqueles descritos na patente ou publicação de patente Nos. U.S. 2005/0069997- A1 (WO 2004/101479); U.S. 2010/0330635-A1 (WO 2010/127319); U.S. 2012/0329113-A1 (WO 2012/177619), e U.S. 2013/0066035-A1 (WO/2013/036764); todas as quais são aqui incorporadas por referência em suas totalidades.
[0065] Como descrito anteriormente, os organismos hospedeiros previamente exemplificados podem ser usados para engenharia em um caminho biossintético de 1,4-BDO incluindo, por exemplo, bactérias e leveduras. Espécies exemplares incluem, por exemplo, E. coli e Saccharomyces cerevisiae. Apropriados organismos para produção de um composto alvo podem ser, por exemplo, aqueles que foram modificados através de incorporação no organismo de um ou mais ácidos nucléicos exógenos que codificam uma ou mais enzimas em um caminho biossintético de composto alvo. Tais organismos incluem, por exemplo, organismos microbianos de ocorrência não natural engenheirados para terem um completo caminho biossintético de composto alvo. Tais caminhos podem incluir enzimas codificadas por ambos ácidos nucléicos endógenos e/ou exógenos. Enzimas normalmente não presentes em um hospedeiro microbiano podem ser introduzidas para completar um caminho biossintético de composto alvo através de inclusão de um ou mais ácidos nucléicos exógenos, por exemplo. Um composto alvo exemplar é 1,3-BDO. O 1,3-BDO pode ser produzido a partir de um organismo hospedeiro engenheirado para ter um completo caminho biossintético de 1,3-BDO. Um caminho de 1,3-BDO exemplar inclui enzimas codificando uma aceto acetil CoA tiolase, uma aceto acetil CoA redutase (redução de cetona), uma 3- hidróxi butiril CoA redutase (formação de aldeído), e uma 3-hidróxi butiraldeído redutase.
[0066] Aqueles versados na técnica conhecerão apropriadas fontes de carbono e nitrogênio para manutenção de culturas apropriadas para produção de composto alvo em caldos de fermentação, assim como técnicas para controle de pH das culturas. Procedimentos de crescimento de células exemplares usados na fermentação de organismos microbianos produzindo composto alvo podem ser, por exemplo, fermentação em batelada, fermentação de batelada alimentada com separação de batelada, fermentação semi - contínua com separação contínua, fermentação contínua com separação de batelada, ou fermentação contínua com separação contínua. Todos estes processos são bem conhecidos na técnica. Dependendo do projeto de organismo, as fermentações podem ser realizadas sob condições aeróbicas, anaeróbicas ou substancialmente anaeróbicas.
[0067] Em certas modalidades do processo provido, cultura de um organismo de ocorrência não natural para produzir um composto alvo em um caldo de fermentação i nclui uma E. coli geneticamente modificada ou levedura tal como Saccharomyces cerevisiae, sob condições de fermentação de batelada anaeróbicas ou substancialmente anaeróbicas para produção de composto alvo no caldo de fermentação.
Desativação de Biomassa
[0068] Os organismos ou células que constituem a biomassa celular presente no caldo de fermentação no final da fermentação podem ser submetidos a desativação ou morte. Alternativamente, se células são recicladas para uso como inoculum da fermentação seguinte ou como parte de uma circuito contínuo de reciclagem de células, a morte é realizada após remoção de células e antes de disposição. Reciclagem de células pode ser realizada usando processos conhecidos, por exemplo, com um reator de reciclagem de células de membrana. Na desativação de biomassa, as células são transferidas para um trocador de calor para a morte, em uma maneira que minimiza lise de células ainda promovendo aglomeração ou floculação de células durante a desativação. Desativação de biomassa ou morte de células é realizada em uma temperatura de cerca de 50oC a 80oC, de cerca de 60oC a 70oC, pelo menos cerca de 60oC, ou pelo menos cerca de 70oC, por uma duração de cerca de 1 minuto a 10 minutos, 2 minutos a 5 minutos, de 2 minutos a 3 minutos, pelo menos 2 minutos, ou pelo menos 2,5 minutos.
Separações
[0069] Em certas modalidades do processo aqui descrito, submeter o 1,4-BDO ou composto alvo no caldo de fermentação a um procedimento de separação inclui submeter o 1,4-BDO ou composto alvo no caldo de fermentação a um ou mais dos procedimentos de desativação de biomassa, centrifugação, microfiltração, ultrafiltração e nanofiltração.
[0070] Membranas de filtração múltipla podem ser usadas serialmente com refinamento gradualmente crescente do tamanho dos sólidos, e/ou carga dos sólidos, que são retidos. Filtrações múltiplas podem ser úteis para reduzir incrustação de membranas e auxílio em recuperação de componentes individuais do caldo de fermentação para reciclagem. A invenção inclui todas as combinações e permutações de centrifugação, microfiltração, ultrafiltração e nanofiltração como exemplificadas abaixo.
Centrifugação
[0071] Centrifugação pode ser usada para prover 1,4-BDO ou produto composto alvo substancialmente livre de sólidos, incluindo massa de células. Dependendo da conFigurauração e tamanho de centrífuga, velocidades de operação podem variar de menos que 500 rpm, genericamente de 500 rpm a 12000 rpm ou mais que 12000 rpm. A rpm de 500 a 12 000 pode produzir uma força centrífuga de até e acima de 15000 vezes a força da gravidade. Muitas conFiguraurações de centrífuga para remoção de células e sólidos de um caldo de fermentação são conhecidas na técnica e podem ser empregadas no processo da invenção. Tais conFiguraurações incluem, por exemplo, uma centrífuga de pilha de discos e um decantador, ou centrífuga de tigela sólida. Centrifugação pode ocorrer em uma maneira contínua ou em bateladas. Todas as combinações de conFiguraurações de centrifugação bem conhecidas na técnica podem ser empregadas no processo da invenção.
[0072] As células e sólidos podem ser separados por centrifugações múltiplas para aumentar o rendimento de 1,4-BDO ou composto alvo. Centrifugações múltiplas pode incluir centrifugação duas vezes, três vezes, quatro vezes, e cinco vezes ou mais vezes, por exemplo. Correntes de subfluxos intermediárias podem ser diluídas com água e passadas através de adicional centrifugação para ainda aumentar recuperação do produto líquido. Qualquer combinação de conFiguraurações também pode ser usada para realizar centrifugações múltiplas, tais como combinações das centrifugações de pilha de discos e decantador descrita acima.
Microfiltração
[0073] Microfiltração, por exemplo, envolve um processo de membrana de baixa pressão para separação de partículas coloidais e suspensas na faixa de cerca de 0,05-10 micra. ConFiguraurações úteis incluem filtração de fluxo cruzado usando elementos de microfiltração enrolados em espiral, de fibra oca, ou folha plana (cartucho). Microfiltração inclui filtração através de uma membrana tendo tamanhos de poros de cerca de 0,05 micron a cerca de 10,0 micra. Membranas de microfiltração podem ter cortes de peso molecular nominais (MWCO) de cerca de 20 000 Daltons e maiores. O termo corte de peso molecular é usado para representar o tamanho de partícula, incluindo polipeptídeos, ou agregados de peptídeos, que será aproximadamente 90% retido pela membrana. Membranas de microfiltração poliméricas, cerâmicas, ou de aço podem ser usadas para separar células. Membranas de microfiltração cerâmicas ou de aço têm longas vidas de operação in-cluindo até ou acima de 10 anos. Microfiltração pode ser usada na clarificação de caldo de fermentação. Por exemplo, membranas de microfiltração podem ter tamanhos de poros de cerca de 0,05 micron a 10 micra, ou de cerca de 0,05 micron a 2 micra, cerca de 0,05 micron a 1,0 micron, cerca de 0,05 micron a 0,5 micron, cerca de 0,05 micron a 0,2 micron, cerca de 1,0 micron a 10 micra, ou cerca de 1,0 micron a 5,0 micra, ou membranas podem ter um tamanho de poros de cerca de 0,05 micron, cerca de 0,1 micron, ou cerca de 0,2 micron. Por exemplo, membranas de microfiltração podem ter um MWCO de cerca de 20,000 Daltons a 500 000 Daltons, cerca de 20 000 Daltons a 200 000 Daltons, cerca de 20 000 Daltons a 100 000 Daltons, cerca de 20 000 Daltons a 50 000 Daltons, ou com cerca de 50 000 Daltons a 300 000 Daltons; ou com um MWCO de cerca de 20 000 Daltons, cerca de 50 000 Daltons, cerca de 100 000 Daltons ou cerca de 300 000 Daltons podem ser usadas em separação de células e sólidos a partir do caldo de fermentação.
Ultrafiltração
[0074] Ultrafiltração é um processo de separação seletivo através de uma membrana usando pressões de até cerca de 145 psi (10 bar). ConFiguraurações úteis incluem filtração de fluxo cruzado usando elementos de ultrafiltração enrolados em espiral, de fibra oca, ou folha plana (cartucho). Estes elementos consistem em membranas poliméricas ou cerâmicas com um corte de peso molecular de menos que cerca de 200 000 Daltons. Membranas de ultrafiltração cerâmicas também são úteis uma vez que elas têm longas vidas de operação de até ou acima de 10 anos. Cerâmicas têm a desvantagem de serem muito mais caras que membranas poliméricas. Ultrafiltração concentra sólidos e solutos suspensos de peso molecular maior que cerca de 1000 Daltons. Ultrafiltração inclui filtração através de uma membrana tendo cortes de pesos moleculares nominais (MWCO) de cerca de 1000 Daltons a cerca de 200 000 Daltons (tamanhos de poros de cerca de 0,05 a 0,1 micron). Por exemplo, membranas de ultrafiltração podem ter tamanhos de poros de cerca de 0,05 micron a 0,1 micron, ou de cerca de 0,005 micron a 0,05 micron, cerca de 0,005 micron a 0,02 micron, ou cerca de 0,005 micron a 0,01 micron. Por exemplo, membranas de ultrafiltração podem ter um MWCO de cerca de 1000 Daltons a 200 000 Daltons, cerca de 1000 Daltons a cerca de 50 000 Daltons, cerca de 1000 Daltons a 20 000 Daltons, cerca de 1000 Daltons a 5000 Daltons, ou com cerca de 5000 Daltons a 50 000 Daltons.Usando ultrafiltração o líquido permeado conterá solutos orgânicos de baixo peso molecular, como 1,4-BDO ou composto alvo, sais de meios, e água. Os sólidos capturados podem incluir, por exemplo, debris de células residuais, DNA, e proteínas. Técnicas de diafiltração bem conhecidas podem ser usadas para aumentar a recuperação de 1,4- BDO ou composto alvo na etapa de ultrafiltração.
Nanofiltração
[0075] Ainda um processo de filtração chamado nanofiltração pode ser usado para separar certos materiais através de tamanho e carga, incluindo carboidratos, sais inorgânicos e orgânicos, proteínas residuais e outras impurezas de alto peso molecular que permanecem após a etapa de filtração prévia. Este procedimento pode permitir a recuperação de certos sais sem anterior evaporação de água, por exemplo. Nanofiltração pode separar sais, remover cor, e prover dessalinização. Em nanofiltração, o líquido permeado genericamente contém íons monovalentes e compostos orgânicos de baixo peso molecular como exemplificado por 1,4-BDO ou composto alvo. Nanofiltração inclui filtração através de uma membrana tendo cortes de pesos moleculares nominais (MWCO) de cerca de 100 Daltons a cerca de 2000 Daltons (tamanhos de poros de cerca de 0,0005 a 0,005 micron). Por exemplo, membranas de nanofiltração podem ter um MWCO de cerca de 100 Daltons a 500 Daltons, cerca de 100 Daltons a 300 Daltons, ou cerca de 150 Daltons a 250 Daltons. O mecanismo de transferência de massa em nanofiltração é difusão. A membrana de nanofiltração permite a difusão parcial de certos solutos iônicos (como sódio e cloreto), predominantemente íons monovalentes, assim como água. Maiores espécies iônicas, incluindo íons divalentes e multivalentes, e moléculas mais complexas são substancialmente retidas (rejeitadas). Maiores espécies não iônicas, como carboidratos também são substancialmente retidas (rejeitadas). Nanofiltração é genericamente operada em pressões de 70 psi a 700 psi, de 200 psi a 650 psi, de 200 psi a 600 psi, de 200 psi a 450 psi, de 70 psi a 400 psi, de cerca de 400 psi, de cerca de 450 psi ou de cerca de 500 psi.
[0076] Uma modalidade de uma nanofiltração tem uma membrana com um corte de peso molecular de cerca de 200 Daltons que rejeita, por exemplo, cerca de 99% de sais divalentes como sulfato de magnésio. Uma certa modalidade pode ter uma membrana de nanofiltração com um corte de peso molecular de cerca de 150-300 Daltons para moléculas orgânicas não carregadas.
Remoção de sal e remoção de água
[0077] Em certas modalidades, o processo para purificação de um 1,4-BDO ou produto composto alvo ainda inclui submeter o 1,4-BDO ou produto composto alvo separado a remoção de sal, remoção de água, ou ambas remoção de sal e remoção de água. Remoção de sais do 1,4-BDO ou produto composto alvo separado pode ser obtida antes ou após remoção de alguma ou substancialmente toda a água do 1,4- BDO ou produto composto alvo separado. Em certas modalidades do processo provido, remoção de sal é obtida através de sujeição de 1,4- BDO ou produto composto alvo a um procedimento de troca iônica. Em certas modalidades do processo provido, remoção de sal inclui cristalização. Em certas modalidades do processo provido, remoção de água é obtida através de sujeição de 1,4-BDO ou produto composto alvo a evaporação. Em certas modalidades do processo provido, remoção de água é obtida através de sujeição de 1,4-BDO ou produto composto alvo a osmose reversa.
[0078] Em certas modalidades, o 1,4-BDO ou produto composto alvo obtido após remoção de sal e/ou remoção de água é uma mistura bruta de 1,4-BDO ou composto alvo. A mistura bruta de 1,4-BDO ou composto alvo obtida é pelo menos 50%, 60%, 70%, 80%, 85% ou 90% 1,4-BDO ou composto alvo, e é menos que 50%, 40%, 30%, 20%, 15%, 10% ou 5% água em uma base de peso/peso.
Troca iônica
[0079] Troca iônica pode ser usada para remover sais de uma mistura, tal como, por exemplo, um caldo de fermentação. Elementos de troca iônica podem tomar a forma de pérolas de resina assim como membranas. Frequentemente, as resinas podem ser moldadas na forma de pérolas porosas. As resinas podem ser polímeros reticulados tendo grupos ativos na forma de sítios carregados eletricamente. Nestes sítios, íons de carga oposta são atraídos, mas podem ser substi-tuídos por outros íons dependendo de suas concentrações e afinidades relativas para os sítios. Resinas de troca iônica podem ser catiônicas ou aniônicas, por exemplo. Fatores que determinam a eficiência de uma dada resina de troca iônica incluem a preferência para um dado íon, e o numero de sítios ativos disponíveis. Para maximizar os sítios ativos, grandes áreas de superfície podem ser úteis. Assim, partículas porosas pequenas são úteis devido sua grande área de superfície por volume unitário.
[0080] As resinas de troca aniônica podem ser resinas de troca aniônica fortemente básicas ou fracamente básicas, e a resina de troca catiônica pode ser resina de troca catiônica fortemente ácida ou fracamente ácida. Exemplos não limitantes de resina de troca iônica que são resinas de troca catiônica fortemente ácidas incluem AMBERJET 1000 Na, AMBERLITE IR10 ou DOWEX 88; resinas de troca catiônica fracamente ácidas incluem AMBERLITE IRC86 ou DOWEXTM MAC3; resinas de troca aniônica fortemente básicas incluem AMBERJET 4200 Cl ou DOWEX 22; e resinas de troca aniônica fracamente básicas incluem AMBERLITE IRA96, DOWEX 66 ou DOWEX Marathon WMA. Resinas de troca iônica podem ser obtidas a partir de uma variedade de fabricantes como Dow, Purolite, Rohm and Haas, Mitsubishi ou outros.
[0081] Uma troca iônica primária pode ser utilizada para a remoção de sais. A troca iônica primária pode incluir, por exemplo, uma troca catiônica ou uma troca aniônica, ou uma troca catiônica - ânions misturada, que inclui ambas resinas de troca catiônica e troca aniônica. Em certas modalidades, troca iônica primária pode ser troca catiônica e troca aniônica em qualquer ordem. Em algumas modalidades, a troca iônica primária é uma troca aniônica seguida por uma troca catiônica, ou uma troca catiônica seguida por uma troca aniônica, ou uma troca catiônica - ânions mista. Em certas modalidades, a troca iônica primária é uma troca aniônica, ou uma troca catiônica. Mais de uma troca iônica de um dado tipo, pode ser usada na troca iônica primária. Por exemplo, a troca iônica primária pode incluir uma troca catiônica, seguida por uma troca aniônica, seguida por uma troca catiônica e finalmente seguida por uma troca aniônica.
[0082] Em certas modalidades, a troca iônica primária usa uma troca catiônica fortemente ácida e uma troca aniônica fracamente básica. Troca iônica, por exemplo, troca iônica primária, pode ser realizada em temperaturas de 20°C a 60°C, de 30°C a 60°C, 30°C a 50°C, 30°C a 40°C ou 40°C a 50°C; ou em cerca de 30°C, cerca de 40°C, cerca de 50°C, ou cerca de 60°C. Taxas de fluxo em troca iônica, tal como troca iônica primária, pode ser de 1 volume de leito por hora (BV/h) a 10 BV/h, 2 BV/h a 8 BV/h, 2 BV/h a 6 BV/h, 2 BV/h a 4 BV/h, 4 BV/h a 6 BV/h, 4 BV/h a 8 BV/h, 4 BV/h a 10 BV/h a 6 BV/h a 10 BV/h.
Cristalização
[0083] Um cristalizador evaporativo pode ser usado para gerar sais precipitados que podem ser removidos por centrifugação, filtração ou outros meios mecânicos. No processo de purificação de 1,4-BDO ou composto alvo, um cristalizador evaporativo pode servir para remoção de água do caldo de fermentação e simultaneamente causar super saturação dos sais no caldo de fermentação, e subsequente cristalização dos sais, que então podem ser removidos. Em algumas modalidades, os sais têm uma solubilidade suficientemente baixa em 1,4-BDO ou composto alvo que o 1,4-BDO ou composto alvo separado é cerca de 98% livre de sal. Exemplos de cristalizadores evaporativos podem ser um cristalizador de circulação forçada, um cristalizador de defletor e tubo de tiragem ou turbulência, um cristalizador de circulação induzida, ou um cristalizador tipo Oslo (também conhecido como tipo "crescimento-", "leito fluido-" ou "Krystal-").
[0084] Muitas das aparelhagens de cristalização evaporativas permitem crescimento controlado de cristal. Na remoção de sais de cristalização a partir de um 1,4-BDO ou produto composto alvo, a exata morfologia de cristal, tamanho, e semelhantes são genericamente sem importância. Portanto, remoção de sais amorfos pode ser sufi-ciente no procedimento de cristalização. Assim, em algumas modalidades, outros processos de evaporação podem ser utilizados que não controlam crescimento de cristal per se.
Osmose Reversa
[0085] Quando sais são removidos por nanofiltração e/ou troca iônica, uma filtração de membrana de osmose reversa (RO) pode ser usada para remover uma porção da água antes de evaporação. Água permeia a membrana RO enquanto 1,4-BDO ou composto alvo é retido. Em algumas modalidades, uma membrana RO pode concentrar um produto, tal como 1,4-BDO ou composto alvo para cerca de 20%. Aqueles versados na técnica reconhecerão que a pressão osmótica do 1,4-BDO ou composto alvo aumenta para um ponto onde ainda concentração usando uma membrana RO pode não ser mais viável. Não obstante, o uso de uma membrana RO é um processo de baixa entrada de energia para concentração de 1,4-BDO ou composto alvo antes do processo mais intensivo em energia de evaporação de água. Assim, em grande escala, emprego de uma membrana RO pode ser particularmente útil.
Evaporação
[0086] Existem muitos tipos e conFiguraurações de evaporadores bem conhecidos por aqueles versados na técnica que são disponíveis para remoção de água. Um evaporador é um trocador de calor no qual um líquido é posto em ebulição para render um vapor que é também um gerador de vapor de baixa pressão. Este vapor pode ser ainda usado para aquecimento em um outro evaporador chamado um outro "efeito". Remoção de água é realizada por evaporação com um sistema evaporador que inclui um ou mais efeitos. Em algumas modalidades, um sistema evaporador de efeito duplo ou triplo pode ser usado para separar água de 1,4-BDO ou composto alvo. Qualquer número de sistemas evaporadores de múltiplos efeitos pode ser usado na remoção de água. Um evaporador de efeito triplo, ou outra conFigurauração de aparelhagem evaporativa, pode incluir efeitos dedicados que são cristalizadores evaporativos para recuperação de sal, por exemplo, o efeito final de uma conFigurauração de efeito triplo. Alternativamente, evaporadores de recompressão de vapor térmica ou recompressão de vapor mecânica podem ser utilizados para reduzir a energia requerida para evaporação de água além do que pode ser obtido em evaporadores de efeito múltiplo padrões.
[0087] Exemplos de evaporadores incluem evaporador de filme em queda (que pode ser um evaporador de caminho curto), um evaporador de circulação forçada, um evaporador de placa, um evaporador de circulação, um evaporador de leito fluidizado, um evaporador de filme em elevação, um evaporador de gotejamento - contrafluxo, um evaporador agitador e um evaporador de tubo espiral.
Refinamento
[0088] Refinamento é um procedimento para remover impurezas de sais e/ou outras restantes em uma mistura bruta de 1,4-BDO ou composto alvo. O refinamento pode incluir contato de mistura bruta de 1,4-BDO ou composto alvo com um número de materiais que podem reagir com ou adsorver as impurezas na mistura bruta de 1,4-BDO ou composto alvo. Os materiais usados no refinamento podem incluir resinas de trocas de íons, carvão ativado, ou resinas adsorventes, tais como, por exemplo, DOWEXTM 22, DOWEXTM 88, OPTIPORETM L493, AMBERLITETM XAD761 ou AMBERLITETM FPX66, ou misturas destas resinas, tal como uma mistura de DOWEXTM 22 e DOWEXTM 88.
Troca iônica de Refinamento
[0089] Em uma modalidade, o refinamento é um refinamento por troca iônica. O refinamento por troca iônica pode ser usado para remover quaisquer sais residuais, corpos de cor e precursores de cor antes de ainda purificação. O refinamento por troca iônica pode incluir troca aniônica, uma troca catiônica, ambas uma troca catiônica e troca aniônica, ou pode ser uma troca catiônica - ânions mista, que inclui ambas resinas de troca catiônica e de troca aniônica. Em certas modalidades, o refinamento por troca iônica é uma troca aniônica seguida por uma troca catiônica, uma troca catiônica seguida por uma troca aniônica, ou uma troca catiônica - ânions mista. Em certa modalidade, o refinamento por troca iônica é uma troca aniônica. O refinamento por troca iônica inclui ambas, troca de cátion forte e ânion forte, ou inclui troca de ânion forte sem outro refinamento de troca catiônica ou refinamento de troca aniônica. O refinamento por troca iônica ocorre após uma etapa de remoção de água tal como evaporação, e antes de uma subsequente destilação.
Destilação
[0090] O processo de purificação de 1,4-BDO ou composto alvo pode incluir destilação de uma mistura bruta de 1,4-BDO ou composto alvo. A destilação pode ser realizada com um sistema de destilação para produzir um 1,4-BDO ou produto composto alvo purificado. O 1,4- BDO ou produto composto alvo purificado pode é superior a 90%, 92%, 94%, 96%, 97%, 98%, 99%, 99,5%, 99,7% ou 99,9% de 1,4- BDO ou composto alvo em uma base em peso/peso. O sistema de destilação pode ser composto por uma ou mais colunas de destilação que podem ser usadas para remoção de materiais que têm um ponto de ebulição maior ou menor que 1,4-BDO ou composto alvo através de geração de correntes de materiais com pontos de ebulição maiores ou inferiores ao do 1,4-BDO ou composto alvo. As colunas de destilação podem conter, por exemplo, empacotamento randômico, empacotamento estruturado, placas, empacotamento randômico e estruturado, empacotamento randômico e placas, ou empacotamento estruturado e placas. Como é conhecido na técnica, muitos tipos e conFiguraurações de colunas de destilação são disponíveis. A recuperação de 1,4-BDO ou composto alvo no 1,4-BDO ou produto composto alvo purificado pode ser calculada como uma porcentagem da quantidade de 1,4-BDO ou composto alvo no 1,4-BDO ou produto composto alvo purificado dividida pela quantidade de 1,4-BDO ou composto alvo na mistura bruta de 1,4-BDO ou composto alvo que foi purificada.
[0091] Uma consideração em destilação é minimizar a quantidade de aquecimento que um 1,4-BDO ou produto composto alvo tem de sofrer através de processo de destilação. Impurezas ou mesmo o 1,4- BDO ou composto alvo podem sofrer decomposição térmica enquanto sendo aquecidas durante destilação. Operação de colunas de destilação sob pressão reduzida (menos que pressão atmosférica) ou vácuo diminui a temperatura de ebulição da mistura na coluna de destilação e permite operação de coluna de destilação em menores temperaturas. Qualquer uma das colunas descritas nas várias modalidades da invenção pode ser operada sob pressão reduzida. Um sistema vácuo comum pode ser usado com todas as colunas de destilação para obtenção de uma pressão reduzida, ou cada coluna pode ter seu próprio sistema de vácuo. Todas as combinações e permutações das conFiguraurações de vácuo exemplares acima são incluídas na invenção como aqui descrita. A pressão de uma coluna de destilação pode ser medida na parte superior ou condensador, na parte inferior ou base, ou em qualquer local em ter as duas. A pressão na parte superior de uma coluna de destilação pode ser diferente da pressão na base da coluna de destilação, e esta diferença de pressão representa a queda de pressão através de coluna de destilação. Diferentes colunas de destilação da mesma modalidade podem ser operadas em diferentes pressões. Pressões em uma coluna podem ser ambientes, menores que ambientes, ou menos que 500 mmHg, 200 mmHg, 100 mmHg, 50 mmHg, 40 mmHg, 30 mmHg, 20 mmHg, 15 mmHg, 10 mmHg, ou 5 mmHg, por exemplo.
[0092] Deve ser entendido, que uma etapa de remoção de mate riais de maior ou menor ponto de ebulição com uma coluna de destilação através de destilação não é esperada ser 100% efetiva, e que quantidades residuais de materiais de maior ou menor ponto de ebulição ainda podem estar presentes na corrente de produto após um procedimento de destilação. Quando é desejado que um material seja removido por um procedimento de destilação, é para ser entendido que a remoção pode significar maior que 50%, 60%, 70%, 80%, 90%, 95%, 96%, 97%, 98%, 99%, 99,5% ou 99,09% do material removido a partir da alimentação para uma coluna de destilação.
[0093] A mistura a ser purificada pode ser alimentada para uma coluna de destilação e, dependendo das condições de operação, os materiais maior ponto de ebulição ou menor ponto de ebulição podem ser removidos da mistura. Por exemplo, se materiais de menores pontos de ebulição são removidos, os materiais de menores pontos de ebulição são colocados em ebulição e removidos a partir da parte superior da coluna de destilação, e a corrente contendo produto com os materiais de menores pontos de ebulição removida sai a partir da parte inferior da coluna de destilação. Esta corrente de parte inferior pode ser alimentada para a coluna de destilação seguinte onde os materiais com elevados pontos de ebulição são removidos da corrente contendo produto. Na coluna de destilação seguinte, a corrente contendo produto entra em ebulição e deixa a coluna de destilação a partir de parte superior, e os materiais de maiores pontos de ebulição são removidos a partir da parte inferior da coluna de destilação, assim provendo uma corrente contendo produto mais puro. Em um outro exemplo, ambos materiais de maior ponto de ebulição e menor ponto de ebulição podem ser removidos da corrente contendo produto, onde neste caso os materiais de menor ponto de ebulição são colocados em ebulição e removidos através de parte superior da coluna, os materiais de maior ponto de ebulição são removidos a partir da parte inferior da coluna, e um produto sai através de uma tiragem lateral, que permite material deixar a coluna em uma posição intermediária entre a parte superior e parte inferior da coluna de destilação.
[0094] Uma modalidade de uma destilação de uma mistura bruta de 1,4-BDO ou composto alvo inclui (a) submeter a mistura bruta de 1,4-BDO ou composto alvo a um primeiro procedimento de coluna de destilação para remoção de materiais com pontos de ebulição inferiores ao do 1,4-BDO ou composto alvo a partir da mistura bruta de 1,4-BDO ou composto alvo para produzir uma primeira corrente de 1,4-BDO ou produto composto alvo, e (b) submeter a primeira corrente de 1,4-BDO ou produto contendo composto alvo a um segundo procedimento de destilação em coluna para remoção de materiais com pontos de ebulição inferiores ao do 1,4-BDO ou composto alvo e para remover materiais com pontos ebulição superiores ao do 1,4-BDO ou composto alvo como uma primeira corrente com elevados pontos de ebulição, para produzir um 1,4-BDO ou produto composto alvo purificado, onde o 1,4-BDO ou produto composto alvo é coletado de uma tiragem lateral da segunda coluna de procedimento de destilação.
[0095] Em certas modalidades, materiais com pontos de ebulição inferiores ao do 1,4-BDO a partir de um procedimento de primeira coluna de destilação são em maioria água. Em certas modalidades, materiais com pontos ebulição inferiores ao do 1,4-BDO a partir de um primeiro procedimento de coluna de destilação são maiores que 70%, 80%, 90%, 91%, 92%, 93%, 94%, 95%, 96%, 97%, 98% ou 99% de água em peso.
[0096] Uma modalidade de uma destilação inclui (a) submeter uma mistura bruta de 1,4-BDO ou composto alvo a um primeiro procedimento de destilação em coluna para remoção de materiais com pontos de ebulição superiores ao do 1,4-BDO ou composto alvo como uma primeira corrente com elevados pontos de ebulição, a partir da mistura bruta de 1,4-BDO ou composto alvo para produzir uma primeira corrente de 1,4-BDO ou produto contendo composto alvo, e (b) submeter a primeira corrente de 1,4-BDO ou produto contendo composto alvo a um segundo procedimento de destilação em coluna para remover materiais com pontos de ebulição superiores ao do 1,4- BDO ou composto alvo como uma segunda corrente com elevados pontos de ebulição e para remover materiais com pontos de ebulição inferiores ao do 1,4-BDO ou composto alvo, para produzir um 1,4-BDO ou produto composto alvo purificado, onde o 1,4-BDO ou produto composto alvo purificado é coletado a partir de uma tiragem lateral da segunda coluna de procedimento de destilação.
[0097] Em certas modalidades, a destilação inclui submeter a mistura bruta de 1,4-BDO ou composto alvo e procedimentos de 3 colunas de destilação, por exemplo, incluindo uma destilação intermediária entre o primeiro procedimento de coluna de destilação e o segundo procedimento de coluna de destilação.
[0098] Por exemplo, em certas modalidades onde destilação inclui (a) submeter uma mistura bruta de 1,4-BDO ou composto alvo a um primeiro procedimento de coluna de destilação para produzir uma primeira corrente de 1,4-BDO ou produto composto alvo, e (b) submeter a primeira corrente de 1,4-BDO ou produto composto alvo a um segundo procedimento de destilação em coluna, onde 1,4-BDO ou produto composto alvo purificado é coletado a partir de uma tiragem lateral do segundo procedimento de destilação, destilação ainda pode incluir (d) submeter a primeira corrente de 1,4-BDO ou produto composto alvo produzida a partir do primeiro procedimento de coluna de destilação a um procedimento de destilação em coluna intermediária para remoção de materiais com pontos de ebulição superiores ao do 1,4-BDO ou composto alvo como uma segunda corrente com elevados pontos de ebulição, antes de etapa (b).
[0099] Em certas modalidades, a destilação aqui descrita, ainda inclui (d) submeter a primeira corrente de 1,4-BDO ou produto composto alvo a um procedimento de destilação em coluna intermediário para remoção de materiais com pontos de ebulição inferiores ao do 1,4-BDO ou composto alvo, antes de submeter a primeira corrente de 1,4-BDO ou produto composto alvo ao segundo procedimento de destilação em coluna na etapa (b).
[00100] Uma modalidade de uma destilação inclui (a) submeter uma mistura bruta de 1,4-BDO ou composto alvo a um primeiro procedimento de coluna de destilação para remover materiais com pontos de ebulição inferiores ao do 1,4-BDO ou composto alvo da mistura bruta de 1,4-0BDO ou composto alvo para produzir uma primeira corrente de 1,4-BDO ou produto contendo composto alvo; (d) submeter a primeira corrente de 1,4-BDO ou produto contendo composto alvo a um procedimento de destilação em coluna intermediário para remover materiais com pontos de ebulição superiores ao do 1,4-BDO ou composto alvo como uma primeira corrente com elevados pontos de ebulição, para obter uma segunda corrente de 1,4-BDO ou produto contendo composto alvo; e (b) submeter a segunda corrente de 1,4-BDO ou de produto contendo composto alvo e um segundo procedimento de destilação em coluna para remover materiais com pontos de ebulição superiores ao do 1,4- BDO ou composto alvo como uma segunda corrente com elevados pontos de ebulição, para produzir um 1,4-BDO ou produto composto alvo purificado, onde o 1,4-BDO ou produto composto alvo purificado é coletado de uma tiragem lateral do segundo procedimento de destilação em coluna. Em algumas modalidades, a segunda corrente com elevados pontos de ebulição é submetida ao procedimento de destilação em coluna intermediária e/ou segundo procedimento de destilação em coluna, o produto do qual pode, por exemplo, ser incluído no 1,4-BDO ou produto composto alvo purificado. Em algumas modalidades, a segunda corrente com elevados pontos de ebulição é submetida ao procedimento de destilação em coluna intermediária.
[00101] Uma modalidade de uma destilação inclui (a) submeter uma mistura bruta de 1,4-BDO ou composto alvo a um primeiro procedimento de coluna de destilação para remoção de materiais com pontos de ebulição superiores ao do 1,4-BDO ou composto alvo da mistura bruta de 1,4-BDO ou composto alvo como uma primeira corrente com elevados pontos de ebulição, para produzir uma primeira corrente de 1,4-BDO ou de produto contendo composto alvo, (d) submeter a primeira corrente de 1,4-BDO ou produto contendo composto alvo a um procedimento de destilação em coluna intermediário para remover materiais com pontos de ebulição inferiores ao do 1,4-BDO ou composto alvo para obter uma segunda corrente de 1,4-BDO ou de produto contendo composto alvo e (b) submeter a segunda corrente de 1,4-BDO ou de produto contendo composto alvo a um segundo procedimento de destilação em coluna para remover materiais com pontos de ebulição inferiores ao do 1,4-BDO ou composto alvo e para remover materiais com pontos de ebulição superiores ao do 1,4-BDO ou composto alvo como uma segunda corrente com elevados pontos de ebulição, para produzir um 1,4-BDO ou produto composto alvo purificado, onde o 1,4-BDO ou produto composto alvo purificado é coletado de uma tiragem lateral do segundo procedimento de destilação em coluna. Em algumas modalidades, a segunda corrente com elevados pontos de ebulição é alimentada de volta na destilação, por exemplo, sendo misturada com a mistura bruta de 1,4-BDO ou composto alvo e submetida a etapas (a), (d) e (b). Em certas modalidades, a segunda corrente com elevados pontos de ebulição é submetida ao primeiro procedimento de destilação em coluna.
[00102] Uma modalidade de uma destilação inclui (a) submeter uma mistura bruta de 1,4-BDO ou composto alvo a um primeiro procedimento em coluna de destilação para remoção de materiais com pontos de ebulição inferiores ao do 1,4-BDO ou composto alvo da mistura bruta de 1,4-BDO ou composto alvo para produzir uma primeira corrente de 1,4-BDO ou de produto contendo composto alvo; (d) submeter a primeira corrente de 1,4-BDO ou de produto contendo composto alvo a um primeiro procedimento de destilação em coluna intermediária para remover materiais com pontos de ebulição superiores ao do 1,4-BDO ou composto alvo como uma primeira corrente com elevados pontos de ebulição, para obter uma segunda corrente de 1,4-BDO ou de produto contendo composto alvo; (f) submeter a segunda corrente de 1,4-BDO ou de produto contendo composto alvo a um segundo procedimento de destilação em coluna intermediária para remover materiais com pontos de ebulição inferiores ao do 1,4-BDO ou composto alvo, para produzir uma terceira corrente de 1,4-BDO ou de produto contendo composto alvo e (b) submeter a terceira corrente de 1,4-BDO ou de produto contendo composto alvo e um segundo procedimento de destilação em coluna para remover materiais com pontos de ebulição superiores ao do 1,4-BDO ou composto alvo como uma segunda corrente com elevados pontos de ebulição, para produzir um 1,4-BDO ou produto composto alvo purificado. Em algumas modalidades, o 1,4-BDO ou produto composto alvo purificado é coletado como um destilado do segundo procedimento de destilação em coluna. Em algumas modalidades, o 1,4-BDO ou produto composto alvo purificado é coletado de uma tiragem lateral da segunda coluna de procedimento de destilação. Em algumas modalidades, a segunda corrente altos pontos de ebulição é submetida ao procedimento de destilação em primeira coluna intermediária e/ou procedimento de destilação de segunda coluna intermediária, o produto do que pode, por exemplo, ser incluído no 1,4- BDO ou produto composto alvo purificado. Em algumas modalidades, a segunda corrente com elevados pontos de ebulição é submetida ao procedimento de destilação em primeira coluna intermediária.
[00103] Em certas modalidades, o 1,4-BDO ou produto composto alvo purificado é maior que 90%, 91%, 92%, 93%, 94%, 95%, 96%, 97%, 98%, 99%, 99,5%, 99,6%, 99,7%, 99,8% ou 99,9% 1,4-BDO ou composto alvo em uma base em peso/peso. Em certas modalidades, o produto !,4-BDO purificado é maior que 99% 1,4-BDO, 500 ppm a 1000 ppm mono acetato de 1,4-BDO, 500 ppm a 1000 ppm de 2-(4’- hidróxi butoxi) tetraidro furano e menos que 10 ppm 2-pirrolidona. Em certas modalidades, o produto 1,4-BDO purificado é maior que 99% 1,4-BDO, 10 ppm a 100 ppm mono acetato de 1,4-BDO, 100 ppm a 500 ppm 2-(4’-hidróxi butoxi) tetraidro furano e menos que 5 ppm de 2- pirrolidona. Em certas modalidades, o produto 1,4-BDO purificado é maior que 99% 1,4-BDO, 25 ppm a 75 ppm mono acetato de 1,4-BDO, 200 ppm a 400 ppm de 2-(4’-hidróxi butoxi) tetraidro furano e menos que 5 ppm de 2-pirrolidona.
[00104] Nos sistemas e processos aqui providos que incluem colunas de destilação, as colunas de destilação têm um número de estágios. Em algumas modalidades, os sistemas ou processos desta exposição têm uma coluna de destilação com 3 a 80 estágios. Por exemplo, a coluna de destilação pode ter 3 a 25 estágios, 25 a 50 estágios, ou 50 a 80 estágios. Em algumas modalidades, a coluna de destilação tem 8 a 28 estágios, por exemplo, 18 a 14 estágios. Em algumas modalidades, a coluna de destilação tem 4 estágios, 8 estágios, 10 estágios, 11 estágios, 17 estágios, 22 estágios, 18 estágios, 23 estágios, 30 estágios ou 67 estágios.
[00105] Em algumas modalidades, a primeira coluna em um sistema de duas colunas tem 50 a 80 estágios. Em algumas modalidades, a primeira coluna em um sistema de duas colunas tem 67 estágios.
[00106] Em algumas modalidades, a segunda coluna em um sistema de duas colunas tem 50 a 80 estágios. Em algumas modalidades, a segunda coluna em um sistema de duas colunas tem 67 estágios.
[00107] Em algumas modalidades de um sistema de duas colunas, a primeira coluna tem 67 estágios e a segunda coluna tem 67 estágios.
[00108] Em algumas modalidades, a primeira coluna de um sistema de três colunas tem 5 a 15 estágios. Em algumas modalidades, a primeira coluna em um sistema de três colunas tem 10 estágios.
[00109] Em algumas modalidades, a primeira coluna intermediária em um sistema de três colunas tem 10 a 40 estágios. Em algumas modalidades, a primeira coluna intermediária em um sistema de três colunas tem 18-28 estágios. Em algumas modalidades, a primeira coluna intermediária em um sistema de três colunas tem 18 estágios.
[00110] Em algumas modalidades, a segunda coluna em um sistema de três colunas tem 10 a 40 estágios. Em algumas modalidades, a segunda coluna em um sistema de três colunas tem 18-28 estágios. Em algumas modalidades, a segunda coluna em um sistema de três colunas tem 18 estágios.
[00111] Em algumas modalidades de um sistema de três colunas, a primeira coluna tem 10 estágios e a primeira coluna intermediária tem 18 estágios.
[00112] Em algumas modalidades, a primeira coluna em um sistema de quatro colunas tem 5 a 15 estágios. Em algumas realizações, a primeira coluna em um sistema de quatro colunas tem 10 estágios.
[00113] Em algumas modalidades, a primeira coluna intermediária em um sistema de quatro colunas tem 10 a 40 estágios. Em algumas modalidades, a primeira coluna intermediária em um sistema de quatro colunas tem 15 a 35 estágios. Em algumas modalidades, a primeira coluna intermediária em um sistema de quatro colunas tem 18 estágios. Em algumas modalidades, a primeira coluna intermediária em um sistema de quatro colunas tem 30 estágios.
[00114] Em algumas modalidades, a segunda coluna intermediária em um sistema de quatro colunas tem 10 a 40 estágios. Em algumas modalidades, a segunda coluna intermediária em um sistema de quatro colunas tem 15 a 35 estágios. Em algumas modalidades, a segunda coluna intermediária em um sistema de quatro colunas tem 18 estágios. Em algumas modalidades, a segunda coluna intermediária em um sistema de quatro colunas tem 30 estágios.
[00115] Em algumas modalidades a segunda coluna em um sistema de quatro colunas tem 5 a 35 estágios. Em algumas modalidades, a segunda coluna em um sistema de quatro colunas tem 10 a 30 estágios. Em algumas modalidades, a segunda coluna em um sistema de quatro colunas tem 15 a 25 estágios. Em algumas modalidades, a segunda coluna em um sistema de quatro colunas tem 18 estágios. Em algumas modalidades, a segunda coluna em um sistema de quatro colunas tem 23 estágios.
[00116] Em algumas modalidades de um sistema de quatro colunas, a primeira coluna tem 10 estágios, a primeira coluna intermediária tem 30 estágios, a segunda coluna intermediária tem 30 estágios e a segunda coluna ttem 23 estágios.
[00117] Em algumas modalidades de um sistema de quatro colunas, a pri meira coluna tem 8 estágios, a primeira coluna intermediária tem 18 estágios, a segunda coluna intermediária tem 18 estágios e a segunda coluna tem 18 estágios.
Evaporação de película deslizante
[00118] Uma evaporação de película deslizante, também conhecida como evaporação de filme fino, pode ser útil para separação relativamente rápida de voláteis a partir de componentes menos voláteis onde componentes incluem aqueles que são sensíveis a calor, viscosos e tendem a incrustar superfícies aquecidas (por exemplo, aminoácidos, açúcares e outros componentes frequentemente encontrados em caldos de fermentação). Tipicamente em modalidades dos sistemas e processos aqui descritos, o componente vaporizável (destilado) de um evaporador de película deslizante ("WFE") contem 1,4-BDO. Assim, como utilizado nos sistemas e processos aqui descritos, o WFE é um componente de destilação que aumenta rendimentos de produto através de recuperação de 1,4-BDO ou composto alvo a partir de material de pesados que de outro modo pode ser disposto. Por exemplo, em um sistema ou processo de destilação em coluna onde uma mistura bruta de 1,4-BDO (ou uma corrente de produto 1,4-BDO de uma primeira coluna de destilação) é alimentada em uma dada coluna de destilação a partir da qual 1,4- BDO é removido como um destilado ("baixo ponto de ebulição") e a purga de fundos ("altos pontos de ebulição") da coluna de destilação (que de outro modo podem ser disposta) é submetida a evaporação de película deslizante ; o destilado contendo 1,4-BDO de WFE é colocado de volta no sistema ou processo de destilação em coluna para aumentar a recuperação de 1,4-BDO. Tempos de aquecimento em um evaporador de película deslizante podem ser curtos para minimização de decomposição.
[00119] Em certas modalidades, o WFE é um destilador de caminho curto (SPD).
[00120] Em algumas modalidades, o WFE é um WFE vertical.
[00121] Ainda em algu mas modalidades, o WFE é um WFE horizontal.
[00122] Evaporadores de película deslizante podem ser operados sob condições de vácuo, tal como menos que 50 mmHg, 25 mmHg, 10 mmHg, 0,1 mmHg, 0,01 mmHg ou mesmo menor.
[00123] Condições de operação para evaporação de película deslizante podem, por exemplo, ser com uma pressão variando de cerca de 0,1 mmHg a 25 mmHg, cerca de 1 mmHg a 10 mmHg, cerca de mmHg a 7,5 mmHg, cerca de 4 mmHg a 7,5 mmHg, ou cerca de 4 mmHg a 15 mmHg, e uma faixa de temperaturas de cerca de 100°C a 150°C, 110°C a 150°C, 115°C a 150°C, 115°C a 140°C, 115°C a 130°C ou 125°C a 150°C.
[00124] Em algumas modalidades, o WFE pode ser operado em uma temperatura abaixo de 160oC. Em algumas modalidades o WFE pode ser operado em uma temperatura entre 145oC e 155oC. Em algumas realizações, o WFE pode ser operado sob vácuo. Em algumas realizações, condições de operação para evaporadores de película deslizante incluem uma temperatura de cerca de 145oC a 155oC e um vácuo de cerca de 4 mmHg a 15 mmHg.
[00125] Em algumas modalidades dos sistemas de duas, três, ou quatro colunas de destilação aqui providos, um WFE é um componente que é alimentado com uma corrente com elevados pontos de ebulição (isto é, purga de fundos, "pesados") a partir da segunda coluna em um sistema de duas colunas ou a primeira coluna intermediária em um sistema de três ou quatro colunas. Em algumas modalidades, o destilado de WFE é reciclado de volta em um sistema de destilação de duas colunas, três colunas ou quatro colunas. Em certas modalidades, o destilado de WFE é reciclado por adição do mesmo à corrente de alimentação da segunda coluna em um sistema de duas colunas. Em certas modalidades, o destilado de WFE é adicionado à corrente de alimentação para a primeira coluna intermediária em um sistema de três ou quatro colunas. Em certas modalidades, o destilado de WFE é adicionado ao reservatório da primeira coluna intermediária em um sistema de três ou quatro colunas. Em certas modalidades, o destilado de WFE é adicionado à corrente de alimentação para a unidade de hidrogenação em um sistema de destilação de três ou quatro colunas.
[00126] Em certas modalidades, a destilação inclui (c) submeter uma primeira corrente com elevados pontos de ebulição da destilação a evaporação de película deslizante (WFE) para produzir um destilado de WFE. O destilado de WFE ainda pode ser submetido a um procedimento de destilação em coluna intermediária. Em outras modalidades, o destilado de WFE pode ser ainda submetido a etapa (d).
[00127] Em certas modalidades, a destilação inclui submeter uma primeira corrente com elevados pontos de ebulição de uma destilação a evaporação de película deslizante (WFE) para produzir um destilado WFE, e submeter o destilado de WFE a um segundo procedimento de destilação em coluna. Em outras modalidades, o destilado de WFE ainda pode ser submetido a etapa (b).
[00128] Uma modalidade de uma destilação de uma mistura bruta de 1,4-BDO ou composto alvo inclui (a) submeter a mistura bruta de 1,4-BDO ou composto alvo a um primeiro procedimento de destilação em coluna para remoção de materiais com pontos de ebulição inferiores ao do 1,4-BDO ou composto alvo a partir da mistura bruta de 1,4-BDO ou composto alvo para produzir uma primeira corrente de 1,4-BDO ou produto composto alvo, e (b) submeter a primeira corrente de 1,4-BDO ou produto contendo composto alvo a um segundo procedimento de destilação em coluna para remoção de materiais pontos de ebulição inferiores ao do 1,4-BDO ou composto alvo e para remoção de materiais com pontos de ebulição superiores ao do 1,4- BDO ou composto alvo como uma primeira corrente com elevados pontos de ebulição, para produzir um 1,4-BDO ou produto composto alvo purificado, onde o 1,4-BDO ou produto composto alvo purificado é coletado de uma tiragem lateral do segundo procedimento de destilação em coluna, e (c) submeter a primeira corrente com elevados pontos de ebulição a uma evaporação de película deslizante (WFE) para produzir um destilado de WFE que é submetido ao primeiro procedimento de destilação em coluna.
[00129] Em certas modalidades, o produto 1,4-BDO purificado de uma destilação incluindo um primeiro procedimento de destilação em coluna e uma segunda destilação em coluna é maior que 99% 1,4- BDO, 500 ppm a 1000 ppm mono acetato de 1,4-BDO, 500 ppm a 1000 ppm de 2-(4’-hidróxi butoxi) tetraidro furano e menos que 10 ppm de 2-pirrolidona.
[00130] Em certas modalidades, materiais com pontos de ebulição inferiores ao do 1,4-BDO de um primeiro procedimento de destilação em coluna são na maioria água. Em certas modalidades, materiais com pontos de ebulição inferiores ao do 1,4-BDO de um primeiro procedimento de destilação em coluna são maiores que 70%, 80%, 90%, 91%, 92%, 93%, 94%, 95%, 96%, 97%, 98% ou 99% em peso de água.
[00131] Em certas modalidades, materiais com pontos de ebulição inferiores ao do 1,4-BDO de um primeiro procedimento de destilação em coluna são na maior parte água. Em certas modalidades, materiais com pontos de ebulição inferiores ao do 1,4-BDO de um primeiro procedimento em coluna de destilação são maiores que 70%, 80%, 90%, 91%, 92%, 93%, 94%, 95%, 96%, 97%, 98% ou 99% em peso de água.
[00132] Em certas modalidades, o produto 1,4-BDO purificado de uma destilação incluindo etapa (a), etapa (b) e etapa (c) é maior que 88% de 1,4-BDO, 500 ppm a 1000 ppm de mono acetato de 1,4-BDO, 500 ppm a 1000 ppm de 2-(4’-hidróxi butoxi) tetraidro furano é menos que 10 ppm de 2-pirrolidona.
[00133] Uma modalidade de uma destilação inclui (a) submeter uma mistura bruta de 1,4-BDO ou composto alvo a um primeiro procedimento de coluna de destilação para remoção de materiais com pontos de ebulição inferiores ao do 1,4-BDO ou composto alvo da mistura bruta de 1,4-BDO ou composto alvo para produzir uma primeira corrente de 1,4-BDO ou produto contendo composto alvo; (d) submeter a primeira corrente de 1,4-BDO ou produto contendo composto alvo a um procedimento de destilação em coluna para remoção de materiais com pontos de ebulição superiores ao do 1,4- BDO ou composto alvo como uma primeira corrente com elevados pontos de ebulição, para obter uma segunda corrente de 1,4-BDO ou produto contendo composto alvo; (c) submeter a primeira corrente com elevados pontos de ebulição a evaporação de película deslizante (WFE) para produzir um destilado WFE, e o destila de WFE é submetido ao procedimento de destilação em coluna intermediária e (b) submeter a segunda corrente de 1,4-BDO ou produto contendo composto alvo a um segundo procedimento de destilação em coluna para remover materiais com pontos de ebulição inferiores ao do 1,4- BDO ou composto alvo e para remover materiais com pontos de ebulição superiores ao do 1,4-BDO ou composto alvo como uma segunda corrente com elevados pontos de ebulição, para produzir um 1,4-BDO ou produto composto alvo purificado, onde o 1,4-BDO ou produto composto alvo purificado é coletado de uma tiragem lateral do segundo procedimento de destilação em coluna.
[00134] Em algumas modalidades, a segunda corrente altos pontos de ebulição é submetida ao procedimento de destilação em coluna intermediária e/ou segundo procedimento de destilação em coluna, o produto do qual pode, por exemplo, ser incluído no 1,4-BDO ou produto composto alvo purificado. Em algumas modalidades, a segunda corrente com elevados pontos de ebulição é submetida ao procedimento de destilação em coluna intermediária.
[00135] Uma modalidade de uma destilação inclui (a) submeter uma mistura bruta de 1,4-BDO ou composto alvo a um primeiro procedimento de coluna de destilação para remoção de materiais com pontos de ebulição inferiores ao do 1,4-BDO ou composto alvo a partir da mistura bruta de 1,4-BDO ou composto alvo para produzir uma primeira corrente de 1,4-BDO ou produto contendo composto alvo; (d) submeter a primeira corrente de 1,4-BDO ou produto contendo composto alvo a um primeiro procedimento de destilação em coluna intermediária para remover materiais com pontos de ebulição superiores ao do 1,4-BDO ou composto alvo como uma primeira corrente com elevados pontos de ebulição, para obter uma segunda corrente de 1,4-BDO ou produto contendo composto alvo; (c) submeter a primeira corrente com elevados pontos de ebulição a evaporação de película deslizante (WFE) para produzir um destilado de WFE; e o destilado de WFE é submetido ao primeiro procedimento de destilação em coluna intermediária; (f) submeter a segunda corrente de 1,4-BDO ou produto contendo composto alvo a um segundo procedimento em coluna de destilação intermediária para remover materiais com pontos de ebulição inferiores ao do 1,4-BDO ou composto alvo, para produzir uma terceira corrente de 1,4-BDO ou produto contendo composto alvo e (b) submeter a terceira corrente de 1,4-BDO ou produto contendo composto alvo a um segundo procedimento de destilação em coluna para remover materiais com pontos de ebulição superiores ao do 1,4- BDO ou composto alvo como uma segunda corrente com elevados pontos de ebulição, para produzir um 1,4-BDO ou produto composto alvo purificado.
[00136] Em algumas modalidades, o 1,4-BDO ou produto composto alvo purificado é coletado como um destilado do segundo procedimento de destilação em coluna. Em algumas modalidades, o 1,4-BDO ou produto composto alvo purificado é coletado de uma tiragem lateral do segundo procedimento de destilação em coluna.
[00137] Em algu mas modalidades, a segunda corrente com elevados pontos de ebulição é submetida ao primeiro procedimento de destilação em coluna intermediária e/ou segundo procedimento de destilação em coluna intermediária, o produto do qual pode, por exemplo, ser incluído no 1,4-BDO ou produto composto alvo purificado. Em algumas modalidades, a segunda corrente com elevados pontos de ebulição é submetida ao primeiro procedimento de destilação em coluna intermediária.
[00138] Uma modalidade do sistema de destilação inclui uma primeira coluna de destilação recebendo uma mistura bruta de 1,4- BDO ou composto alvo gerando uma primeira corrente de materiais com pontos de ebulição inferiores ao do 1,4-BDO ou composto alvo e uma primeira corrente de 1,4-BDO ou produto contendo composto alvo, uma coluna de destilação intermediária recebendo a primeira corrente de 1,4-BDO ou produto contendo composto alvo gerando uma primeira corrente de materiais com pontos de ebulição superiores ao do 1,4-BDO ou composto alvo, e uma segunda corrente de 1,4-BDO ou produto contendo composto alvo, e um evaporador de película deslizante recebendo a primeira corrente de materiais com pontos de ebulição superiores ao do 1,4-BDO ou composto alvo e gerando um destilado, e o destilado alimentando a coluna de destilação intermediária. O sistema também inclui uma segunda coluna de destilação recebendo a segunda corrente de 1,4-BDO ou produto contendo composto alvo em um ponto de alimentação e gerando uma segunda corrente de materiais com pontos de ebulição inferiores ao do 1,4-BDO ou composto alvo, uma segunda corrente de materiais com pontos de ebulição superiores ao do 1,4-BDO ou composto alvo, e um 1,4-BDO ou produto composto alvo purificado a partir de uma tiragem lateral.
[00139] Em certas modalidades, uma primeira corrente de materiais com pontos de ebulição inferiores ao do 1,4-BDO gerada por uma primeira coluna de destilação é uma maioria de água. Em certas modalidades, uma primeira corrente de materiais com pontos de ebulição inferiores ao do 1,4-BDO gerada por uma primeira coluna de destilação é maior que 70%, 80%, 90%, 91%, 92%, 93%, 94%, 95%, 96%, 97%, 98% ou 99% em peso de água.
[00140] Uma modalidade do sistema de destilação inclui uma primeira coluna de destilação recebendo uma mistura bruta de 1,4- BDO ou composto alvo gerando uma primeira corrente de materiais com pontos de ebulição inferiores ao do 1,4-BDO ou composto alvo e uma corrente de 1,4-BDO ou produto contendo composto alvo, uma segunda coluna de destilação recebendo a corrente de produto contendo 1,4-BDO em um ponto de alimentação e gerando uma segunda corrente de materiais com pontos de ebulição inferiores ao do 1,4-BDO ou composto alvo, uma primeira corrente de materiais com pontos de ebulição superiores ao do 1,4-BDO ou composto alvo, e um 1,4-BDO ou produto composto alvo purificado a partir de uma tiragem lateral e um evaporador de película deslizante recebendo a primeira corrente de materiais com pontos de ebulição superiores ao do 1,4- BDO ou composto alvo e gerando um destilado, e o destilado alimentando a segunda coluna de destilação.
[00141] Uma modalidade do sistema de destilação inclui uma primeira coluna de destilação recebendo uma mistura bruta de 1,4- BDO ou composto alvo gerando uma primeira corrente de materiais com pontos de ebulição superiores ao do 1,4-BDO ou composto alvo e uma primeira corrente de 1,4-BDO ou produto contendo composto alvo, um evaporador de película deslizante recebendo a primeira corrente de materiais com pontos de ebulição superiores ao do 1,4- BDO ou composto alvo e gerando um destilado, e o destilado alimentando a primeira coluna de destilação, e uma coluna de destilação intermediária recebendo a primeira corrente de produto contendo 1,4-BDO gerando uma primeira corrente de materiais com pontos de ebulição inferiores ao do 1,4-BDO ou composto alvo, e uma segunda corrente de produto contendo 1,4-BDO. O sistema também inclui uma segunda coluna de destilação recebendo a segunda corrente de produto contendo 1,4-BDO em um ponto de alimentação e gerando uma segunda corrente de materiais com pontos de ebulição inferiores ao do 1,4-BDO ou composto alvo, uma segunda corrente de materiais com pontos de ebulição superiores ao do 1,4-BDO ou composto alvo, e um 1,4-BDO ou produto composto alvo purificado gerado a partir de uma tiragem lateral.
[00142] Uma modalidade do sistema de destilação inclui uma primeira coluna de destilação recebendo uma mistura bruta de 1,4- BDO ou composto alvo gerando uma primeira corrente de materiais com pontos de ebulição inferiores ao do 1,4-BDO ou composto alvo e uma primeira corrente de 1,4=BDO ou produto contendo composto alvo, uma primeira coluna de destilação intermediária recebendo a primeira corrente de 1,4-BDO ou produto contendo composto alvo gerando uma primeira corrente de materiais com pontos de ebulição superiores ao do 1,4-BDO ou composto alvo, e uma segunda corrente de 1,4-BDO ou produto contendo composto alvo, e um evaporador de película deslizante recebendo a primeira corrente de materiais com pontos de ebulição superiores ao do 1,4-BDO ou composto alvo e gerando um destilado, e o destilado alimentando a primeira coluna de destilação intermediária. O sistema também inclui uma segunda coluna de destilação intermediária recebendo a segunda corrente de 1,4-BDO ou produto contendo composto alvo e gerando uma segunda corrente de materiais com pontos de ebulição menores que 1,4- BDO ou composto alvo e uma terceira corrente de 1,4-BDO ou produto contendo composto alvo; e uma segunda coluna de destilação recebendo a terceira corrente de 1,4-BDO ou produto contendo composto alvo em um ponto de alimentação e gerando, uma segunda corrente de materiais com pontos de ebulição superiores ao do 1,4- BDO ou composto alvo, e um 1,4-BDO ou produto composto alvo purificado. Em certas modalidades, o 1,4-BDO ou produto composto alvo purificado é gerado a partir da parte superior da segunda coluna de destilação. Em certas modalidades, o 1,4-BDO ou produto composto alvo é gerado a partir de uma tiragem lateral.
Hidrogenação
[00143] Uma unidade de hidrogenação pode ser usada para reagir hidrogênio com um material usando um catalisador sob pressão e calor. Unidades de hidrogenação podem ser operadas, por exemplo, em modo de batelada ou continuamente. Alguns tipos de catalisadores usados podem ser metais sobre um suporte. Exemplos não limitantes de metais úteis para hidrogenação incluem paládio, platina, níquel, e rutênio. Exemplos não-limitantes de suportes para os catalisadores metálicos incluem carbono, alumina, e sílica. O catalisador também pode ser, por exemplo, um tipo esponja de metal, tal como um níquel Raney. Outros catalisadores níquel Raney são disponíveis de fontes comerciais, por exemplo, NISAT 310, E-3276 (BASF, Ludwigshafen, Germany), RANEY 2486, ou E-474 TR (Mallinckrodt Co., Calsicat Division, PA, USA). Pressões podem incluir pelo menos 50 psig, 100 psig, 200 psig, 300 psig, 400 psig, 500 psig, 600 psig ou 1000 psig de pressão de hidrogênio, oude cerca de 100 psig a 1000 psig, de cerca de 200 psig a 600 psig, ou de cerca de 400 psig a 600 psig, de pressão de hidrogênio. Temperaturas podem ser de cerca de ambiente a 200°C, de cerca de 50°C a 200°C, de cerca de 80°C a 150°C, de cerca de 90°C a 120°C, de cerca de 100°C a 130°C, ou de cerca de 125°C a 130°C. A menos que de outro modo aqui descrito hidrogenação ocorre após um procedimento de destilação que inclui uma remoção substancial de material com pontos de ebulição superiores ao do 1,4-BDO ou composto alvo (pesados), por exemplo, açúcares não fermentados, compostos contendo nitrogênio, de outro modo os pesados podem incrustar o catalisador de hidrogênio.
[00144] Em certas modalidades, a destilação inclui (e) tratamento de uma corrente de produto contendo composto alvo ou 1,4-BDO com uma reação de hidrogenação antes de um segundo procedimento de destilação em coluna. Em outras modalidades, a destilação inclui (e) tratamento de uma corrente de produto contendo composto alvo ou 1,4-BDO com uma reação de hidrogenação antes de conduzir a etapa (b). Em outras modalidades, o (e) tratamento da corrente de 1,4-BDO ou produto contendo composto alvo com uma reação de hidrogenação ocorre após um procedimento de destilação em coluna intermediária. Em outras modalidades, a destilação inclui (e) tratamento de primeira corrente de produto contendo composto alvo ou 1,4-BDO com uma reação de hidrogenação antes de modalidade de um segundo procedimento de destilação em coluna. Em outras modalidades, a destilação inclui (e) tratamento de segunda corrente de 1,4-BDO ou produto contendo composto alvo com uma reação de hidrogenação antes de modalidade de um segundo procedimento de destilação em coluna. Em outras modalidades, a destilação inclui (e) tratamento de primeira corrente de 1,4-BDO ou produto contendo composto alvo com uma reação de hidrogenação antes de conduzir a etapa (d). Em outras modalidades, a destilação inclui (e) tratamento de segunda corrente de 1,4-BDO ou produto contendo composto alvo com uma reação de hidrogenação antes de conduzir a etapa (b).
[00145] Em certas modalidades, a destilação inclui tratamento de uma corrente de 1,4-BDO ou produto composto alvo com uma reação de hidrogenação antes de um primeiro procedimento de destilação em coluna intermediária. Em certas modalidades, a destilação inclui tratamento de uma corrente de 1,4-BDO ou produto composto alvo com uma reação de hidrogenação após um primeiro procedimento de destilação em coluna.
[00146] Ainda em modalidades, o processo para purificação de 1,4- BDO ou composto alvo inclui tratamento de 1,4-BDO ou produto composto alvo purificado com uma reação de hidrogenação.
[00147] Uma modalidade de uma destilação inclui (a) submeter uma mistura bruta de 1,4-BDO ou composto alvo a um primeiro procedimento em coluna de destilação para remoção de materiais com pontos de ebulição inferiores ao do 1,4-BDO ou composto alvo a partir de mistura bruta de 1,4-BDO ou composto alvo para produzir uma primeira corrente de 1,4-BDO ou produto contendo composto alvo; (b) submeter a primeira corrente de 1,4-BDO ou produto contendo composto alvo a um primeiro procedimento de destilação em coluna intermediária para remover materiais com pontos de ebulição superiores ao do 1,4-BDO ou composto alvo como uma primeira corrente com elevados pontos de ebulição, para obter uma segunda corrente de 1,4-BDO ou produto contendo composto alvo; (c) submeter a primeira corrente com elevados pontos de ebulição a evaporação de película deslizante (WFE) para produzir um destilado de WFE, e o destilado de WFE é submetido ao primeiro procedimento de destilação em coluna intermediária; (f) tratar a segunda corrente de produto 1,4- BDO com uma reação de hidrogenação antes de conduzir a etapa (d); (d) submeter a segunda corrente de 1,4-BDO ou produto contendo composto alvo a um segundo procedimento em coluna de destilação intermediária para remover materiais com pontos de ebulição inferiores ao do 1,4-BDO ou composto alvo, para produzir uma terceira corrente de 1,4-BDO ou produto contendo composto alvo e (e) submeter a terceira corrente de 1,4-BDO ou produto contendo composto teste a um segundo procedimento de destilação em coluna para remover materiais com pontos de ebulição superiores ao do 1,4-BDO ou composto alvo como uma segunda corrente com elevados pontos de ebulição, para produzir um 1,4-BDO ou produto composto alvo purificado.
[00148] Em algumas modalidades, o 1,4-BDO ou produto composto alvo purificado é coletado como um destilado do segundo procedimento de destilação em coluna. Em algumas modalidades, o 1,4-BDO ou produto composto alvo purificado é coletado de uma tiragem lateral do segundo procedimento de destilação em coluna.
[00149] Em algumas modalidades, a segunda corrente com elevados pontos de ebulição é submetida ao primeiro procedimento de destilação em coluna intermediária e/ou segundo procedimento de destilação em coluna intermediária. Em algumas modalidades, quando o 1,4-BDO ou composto alvo purificado pode ser coletado de uma tiragem lateral do segundo procedimento de destilação em coluna, materiais com pontos de ebulição inferiores ao do 1,4-BDO ou composto alvo do segundo procedimento de destilação em coluna podem ser submetidos ao primeiro e/ou segundo procedimento de destilação em coluna intermediária.
[00150] Em certas modalidades, o produto 1,4-BDO purificado de uma destilação incluindo um primeiro procedimento em coluna de destilação, um procedimento de coluna de destilação intermediária, tratamento de uma corrente de produto contendo 1,4-BDO com uma reação de hidrogenação, e um segundo procedimento de destilação em coluna é maior que 99% de 1,4-BDO, 500 ppm a 1000 ppm de mono acetato de 1,4-BDO, 500 ppm a 1000 ppm de 2-(4’-hidroi butoxi) tetraidro furano e menos que 10 ppm de 2-pirrolidona.
[00151] Em certas modalidades, o produto 1,4-BDO purificado de uma destilação incluindo etapa (a), etapa (b), etapa (c), etapa (d), e etapa (e) é maior que 99% de 1,4-BDO, 25 ppm a 75 ppm de mono acetato de 1,4-BDO, 200 ppm a 400 ppm de 2-(4’-hidróxi butoxi) tetraidro furano, menos que 5 ppm de 2-pirrolidona e menos que 500 ppm de água. Em certas modalidades, o teor de água é de menos que 100 ppm.
[00152] Em uma modalidade, um sistema de destilação inclui uma primeira coluna de destilação recebendo uma mistura bruta de 1,4- BDO ou composto alvo gerando uma primeira corrente de materiais com pontos de ebulição inferiores ao do 1,4-BDO ou composto alvo e uma corrente de 1,4-BDO ou produto contendo composto alvo, uma segunda coluna de destilação recebendo a corrente de produto contendo 1,4-BDO em um ponto de alimentação e gerando uma segunda corrente de materiais com pontos de ebulição inferiores ao do 1,4-BDO ou composto alvo, uma primeira corrente de materiais com pontos de ebulição maiores que 1,4 BDO ou composto alvo, e um 1,4- BDO ou produto composto alvo purificado coletado de uma tiragem lateral, um evaporador de película deslizante recebendo a primeira corrente de materiais com pontos de ebulição superiores ao do 1,4- BDO ou composto alvo, e gerando um destilado, e o destilado alimentando a segunda coluna de destilação e um reator de hidrogenação construído para tratar o 1,4-BDO ou produto composto alvo purificado gerado pela segunda coluna de destilação.
[00153] Em uma modalidade, um sistema de destilação inclui uma primeira coluna de destilação recebendo uma mistura bruta de 1,4- BDO ou composto alvo gerando uma primeira corrente de materiais com pontos de ebulição inferiores ao do 1,4-BDO ou composto título e uma corrente de 1,4-BDO ou produto contendo composto título, uma segunda coluna de destilação recebendo a corrente de produto contendo 1,4-BDO em um ponto de alimentação e gerando uma segunda corrente de materiais com pontos de ebulição inferiores ao do 1,4-BDO ou composto alvo, uma primeira corrente de materiais com pontos de ebulição superiores ao do 1,4-BDO ou composto alvo, e um 1,4-BDO ou produto composto alvo purificado coletado de uma tiragem lateral, um evaporador de película deslizante recebendo a primeira corrente de materiais com pontos de ebulição superiores ao do 1,4- BDO ou composto alvo e gerando um destilado, e o destilado alimentando a segunda coluna de destilação e um reator de hidrogenação construído para tratar a corrente de 1,4-BDO ou produto contendo composto alvo antes da corrente de 1,4-BDO ou produto contendo composto alvo ser recebida pela segunda coluna de destilação.
[00154] Em uma modalidade, um sistema de destilação inclui uma primeira coluna de destilação recebendo uma mistura bruta de 1,4- BDO ou composto alvo gerando uma primeira corrente de materiais com pontos de ebulição inferiores ao do 1,4-BDO ou composto alvo e uma primeira corrente de 1,4-BDO ou produto contendo composto alvo, uma coluna de destilação intermediária recebendo a primeira corrente de 1,4-BDO ou produto contendo composto alvo gerando uma primeira corrente de materiais com pontos de ebulição superiores ao do 1,4-BDO ou composto alvo, e uma segunda corrente de 1,4-BDO ou produto contendo composto alvo, um evaporador de película deslizante recebendo a primeira corrente de materiais com pontos de ebulição superiores ao do 1,4-BDO ou composto alvo e gerando um destilado, e o destilado alimentando a coluna de destilação intermediária; uma segunda coluna de destilação recebendo a segunda corrente de produto contendo 1,4-BDO em um ponto de alimentação e gerando uma segunda corrente de materiais com pontos de ebulição inferiores ao do 1,4-BDO ou composto alvo, uma segunda corrente de materiais com pontos de ebulição maiores que 1,4-DBO ou composto alvo, e um 1,4-BDO ou produto composto alvo destilado coletado de uma tiragem lateral e um reator de hidrogenação construído para tratar a segunda corrente de 1,4-BDO ou produto contendo composto alvo antes de segunda corrente de 1,4-BDO ou produto contendo composto alvo ser recebida pela segunda coluna de destilação.
[00155] Em certas modalidades, o produto 1,4-BDO purificado de um sistema de destilação incluindo uma primeira coluna de destilação, uma coluna de destilação intermediária, uma segunda coluna de destilação, um evaporador de película deslizante e uma unidade de hidrogenação é maior que 99% de 1,4-BDO, 25 ppm a 75 ppm de mono acetato de 1,4-BDO, 200 ppm a 400 ppm de 2-(4’-hidróxi butoxi) tetraidro furano e menos que 5 ppm de 2-pirrolidona.
[00156] Uma modalidade do sistema de destilação inclui uma primeira coluna de destilação recebendo uma mistura bruta de 1,4- BDO ou composto alvo gerando uma primeira corrente de materiais com pontos de ebulição inferiores ao do 1,4-BDO ou composto alvo e uma primeira corrente de 1,4-BDO ou produto contendo composto alvo, a primeira coluna de destilação intermediária recebendo a primeira corrente de 1,4-BDO ou produto contendo composto alvo gerando uma primeira corrente de materiais com pontos de ebulição superiores a 1,4-BDO ou composto alvo, e uma segunda corrente de 1,4-BDO ou produto contendo composto alvo, e um evaporador de película deslizante recebendo a primeira corrente de materiais com pontos de ebulição superiores ao do 1,4-BDO ou composto alvo (isto é, corrente com elevados pontos de ebulição ou de purga de fundos) e gerando um destilado, e o destilado alimentando a primeira coluna de destilação intermediária.
[00157] O sistema também inclui uma segunda coluna de destilação intermediária recebendo a segunda corrente de 1,4-BDO ou produto contendo composto alvo e gerando uma segunda corrente de materiais com pontos de ebulição inferiores ao do 1,4-BDO ou composto alvo e uma terceira corrente de 1,4-BDO ou produto contendo composto alvo; uma segunda coluna de destilação recebendo a terceira corrente de 1,4-BDo ou produto contendo composto alvo em um ponto de alimentação e gerando uma segunda corrente de materiais com pontos de ebulição superiores ao do 1,4-BDO ou composto alvo, e um 1,4-BDO ou produto composto alvo purificado e um reator de hidrogenação construído para tratar a segunda corrente de 1,4-BDO ou produto contendo composto alvo antes da segunda corrente de 1,4-BDO ou produto contendo composto alvo ser recebida pela segunda coluna de destilação intermediária. Em certas modalidades, o 1,4-BDO ou produto composto alvo purificado é gerado a partir da parte superior da segunda coluna de destilação. Em certas modalidades, o 1,4-BDO ou produto composto alvo purificado é gerado de uma tiragem lateral.
Processo e Sistemas
[00158] Um exemplo do processo para purificação de 1,4-BDO ou composto alvo derivado de fermentação pode incluir as etapas de cultura de um organismo microbiano de ocorrência não natural para produzir um 1,4-BDO ou composto alvo em um caldo de fermentação, e submeter o caldo de fermentação a um ou mais dos seguintes procedimentos: desativação de biomassa, centrifugação, microfiltração, ultrafiltração, nanofiltração, troca iônica primária, osmose reversa, evaporação, cristalização, refinamento, destilação em coluna, evaporação de película deslizante e hidrogenação.
[00159] Em uma modalidade, o processo de purificação de 1,4-BDO ou composto alvo inclui cultura de um organismo microbiano de ocorrência não natural para produzir um 1,4-BDO ou composto alvo em um caldo de fermentação, opcionalmente submeter o caldo de fermentação a desativação de biomassa, e submeter o caldo de fermentação a um procedimento de separação para produzir um 1,4- BDO ou produto composto alvo. Em certas modalidades, o procedimento de separação para produzir um 1,4-BDO ou produto composto alvo inclui centrifugação ou filtração. Em certas modalidades, o procedimento de separação para produzir um 1,4-BDO ou produto composto alvo é centrifugação. Em certas modalidades, o procedimento de separação para produzir um 1,4- BDO ou produto composto alvo é centrifugação e filtração. Em certas modalidades, o procedimento de separação para produzir um 1,4-BDO ou produto composto alvo é filtração. Em certas modalidades, onde o procedimento de separação para produzir um 1,4-BDO ou produto composto alvo é filtração, a filtração inclui microfiltração, ultrafiltração, ou nanofiltração; inclui microfiltração e ultrafiltração; inclui microfiltração e nanofiltração; inclui ultrafiltração e nanofiltração. A filtração da invenção pode ser as etapas recitadas com e sem etapas adicionais.
[00160] O processo de purificação de 1,4-BDO ou composto alvo ainda pode incluir submeter o 1,4-BDO ou produto composto alvo a remoção de sal. A remoção de sal é troca iônica primária, como descrita acima, em combinação com qualquer uma das ou todas as modalidades da invenção.
[00161] Em uma modalidade, o processo de purificação de 1,4-BDO ou composto alvo inclui cultura de um organismo microbiano de ocorrência não natural para produzir um 1,4-BDO ou composto alvo em um caldo de fermentação, opcionalmente submeter o caldo de fermentação a desativação de biomassa, submeter o caldo de fermentação a um procedimento de separação para produzir um 1,4- BDO ou produto composto alvo, e submeter o 1,4-BDO ou produto composto alvo a remoção de sal, onde a remoção de sal é uma troca iônica primária. Em certas modalidades, a troca iônica primária inclui troca catiônica, troca aniônica ou troca catiônica - ânions mista; troca catiônica e troca aniônica em qualquer ordem; troca catiônica ou troca aniônica. A separação inclui centrifugação ou filtração, e onde a separação é filtração, a filtração inclui microfiltração, ultrafiltração, ou nanofiltração; inclui microfiltração e ultrafiltração; inclui microfiltração e nanofiltração; inclui ultrafiltração e nanofiltração. A filtração da invenção pode ser as etapas recitadas com e sem etapas adicionais.
[00162] Por exemplo, em uma modalidade, o processo de purificaçãode 1,4-BDO ou composto alvo inclui cultura de um orgasnimo microbiano de ocorrência não natural para produção de um 1,4-BDo ou composto alvo em um caldo de fermentação; submeter o caldo de fermentação a desativação de biomassa; submeter o caldo de fermentação a um procedimento de separação para produzir um 1,4-BDO ou produto composto alvo, onde o procedimento de separação é filtração, e a filtração inclui microfiltração e nanofiltração; e submeter o 1,4-BDO ou produto composto alvo a troca iônica, onde a troca iônica inclui troca catiônica, troca aniônica ou troca catiônica - ânions mista.
[00163] O processo de purificação de 1,4-BDO ou composto alvo ainda pode incluir submeter o 1,4-BDO ou produto composto alvo a remoção de água. A remoção de água é evaporação, como descrito acima, em combinação com qualquer uma das, ou todas as modalidades da invenção.
[00164] Em uma modalidade, o processo de purificação de 1,4-BDO ou composto alvo inclui cultura de um organismo microbiano de ocorrência não natural para produção de um 1,4-BDO ou composto alvo em um caldo de fermentação, opcionalmente submeter o caldo de fermentação a desativação de biomassa, submeter o caldo de fermentação a um procedimento de separação para produzir um 1,4- BDO ou produto composto alvo, e submeter o 1,4-BDO ou produto composto alvo a evaporação. Ainda, a troca iônica primária inclui troca catiônica, troca aniônica ou troca catiônica - ânions mista; troca catiônica e troca aniônica em qualquer ordem; troca aniônica; ou troca catiônica. Ainda, a separação inclui centrifugação ou filtração, e onde a separação é filtração, a filtração inclui microfiltração, ultrafiltração, ou nanofiltração; inclui microfiltração e ultrafiltração; inclui microfiltração e nanofiltração; inclui ultrafiltração e nanofiltração. A filtração da invenção pode ser as etapas recitadas com e sem etapas adicionais.
[00165] Em uma modalidade, o processo de purificação de 1,4-BDO ou composto alvo inclui cultura de um organismo microbiano de ocorrência não natural para produzir um 1,4-BDO ou composto alvo em caldo de fermentação, opcionalmente submeter o caldo de fermentação a desativação de biomassa, submeter o caldo de fermentação a um procedimento de separação para produzir um 1,4- BDO ou produto composto alvo, e submeter o 1,4-BDO ou produto composto alvo a evaporação. Ainda, a separação inclui centrifugação ou filtração, e onde a separação é filtração, a filtração inclui microfiltração, ultrafiltração, ou nanofiltração; inclui microfiltração e ultrafiltração; inclui microfiltração e nanofiltração; inclui microfiltração e nanofiltração; inclui ultrafiltração e nanofiltração. A filtração da invenção pode ser as etapas recitadas com e sem etapas adicionais.
[00166] Por exemplo, em uma modalidade, o processo de purificação de 1,4-BDO ou composto alvo inclui cultura de um organismo microbiano de ocorrência não natural para produzir um 1,4- BDO ou composto alvo em um caldo de fermentação; submeter o caldo de fermentação a desativação de biomassa; submeter o caldo de fermentação a um procedimento de fermentação para produzir um 1,4-BDO ou produto composto alvo, onde o procedimento de separação é filtração, e a filtração inclui microfiltração e nanofiltração. O processo ainda inclui submeter o 1,4-BDO ou produto composto alvo a troca iônica, onde a troca iônica inclui troca catiônica, troca aniônica ou troca catiônica - ânions mista; e ainda submeter o 1,4- BDO ou produto composto alvo a evaporação.
[00167] O processo de purificação de 1,4-BDO ou composto alvo ainda pode incluir submeter o 1,4-BDO ou produto composto alvo a remoção de sal. A remoção de sal pode ser cristalização, como descrito acima, em combinação com qualquer uma das, ou todas as, modalidades da invenção.
[00168] Em uma modalidade, o processo de purificação de 1,4-BDo ou composto alvo inclui cultura de um organismo microbiano de ocorrência não natural para produzir um 1,4-BDO ou composto alvo em um caldo de fermentação, opcionalmente submetendo o caldo de fermentação a desativação de biomassa, submeter o caldo de fermentação a um procedimento de separação para produzir um 1,4- BDO ou produto composto alvo, submeter o 1,4-BDO ou produto composto alvo a uma troca iônica primária, submeter o 1,4-BDO ou produto composto alvo a evaporação e submeter o 1,4-BDO ou produto composto alvo a cristalização. Ainda, a troca iônica primária inclui troca catiônica, troca aniônica ou troca catiônica - ânions mista; troca catiônica e troca aniônica em qualquer ordem; troca aniônica; ou troca catiônica. Ainda, a separação inclui centrifugação ou filtração, e onde a separação é filtração, a filtração inclui microfiltração, ultrafiltração, ou nanofiltração; inclui microfiltração e ultrafiltração; inclui microfiltração e nanofiltração; inclui ultrafiltração e nanofiltração. A filtração da invenção pode ser as etapas recitadas com e sem etapas adicionais.
[00169] Em uma modalidade, o processo de purificação de 1,4-BDO ou composto alvo inclui cultura de um organismo microbiano de ocorrência não natural para produção de um 1,4-BDO ou composto alvo em um caldo de fermentação, opcionalmente submeter o caldo de fermentação a desativação de biomassa, submeter o caldo de fermentação a um procedimento de separação para produzir um 1,4- BDO ou produto composto alvo, submeter o ,14-BDO ou produto composto alvo a evaporação e submeter o 1,4-BDO ou produto composto alvo a cristalização. Ainda a separação inclui centrifugação ou filtração, e onde a separação é filtração, a filtração inclui microfiltração, ultrafiltração, ou nanofiltração; inclui microfiltração e ultrafiltração; inclui microfiltração e nanofiltração; inclui ultrafiltração e nanofiltração. A filtração da invenção pode ser as etapas recitadas com e sem etapas adicionais.
[00170] Em uma modalidade, o processo de purificação de 1,4-BDO ou composto alvo inclui cultura de organismo microbiano de ocorrência não natural para produzir um 1,4-BDO ou composto alvo em um caldo de fermentação, opcionalmente submeter o caldo de fermentação a desativação de biomassa, submeter o caldo de fermentação a um procedimento de separação para produzir um 1,4-BDO ou produto composto alvo e submeter o 1,4-BDO ou produto composto alvo a cristalização. Ainda, a separação inclui centrifugação ou filtração, e onde a separação é filtração, a filtração inclui microfiltração, ultrafiltração, ou nanofiltração; inclui microfiltração e ultrafiltração; inclui microfiltração e nanofiltração; inclui ultrafiltração e nanofiltração. A filtração da invenção pode ser as etapas recitadas com e sem etapas adicionais.
[00171] O processo de purificação de 1,4-BDO ou composto alvo ainda pode incluir refinamento, como descrito acima, em combinação com qualquer uma das, ou todas as, modalidades da invenção.
[00172] Em uma modalidade, o processo de purificação de 1,4-BDO ou composto alvo inclui cultura de um organismo microbiano de ocorrência não natural para produzir um 1,4-BDO ou composto alvo em um caldo de fermentação, opcionalmente submeter o caldo de fermentação a desativação de biomassa, submeter o caldo de fermentação a um procedimento de separação para produzir um 1,4- BDO ou produto composto alvo, submeter o 1,4-BDO ou produto composto alvo a evaporação, submeter o 1,4-BDO ou produto composto alvo a cristalização e submeter o 1,4-BDO ou produto composto alvo a refinamento. Ainda, o refinamento inclui troca iônica de refinamento e troca iônica de refinamento inclui troca catiônica, troca aniônica ou uma troca catiônica - ânions mista; troca aniônica; ou troca catiônica. Ainda, a separação inclui centrifugação ou filtração, e onde a separação é filtração, a filtração inclui microfiltração, ultrafiltração, ou nanofiltração; inclui microfiltração e ultrafiltração; inclui microfiltração e nanofiltração; inclui ultrafiltração e nanofiltração. A filtração da invenção pode ser as etapas recitadas com e sem etapas adicionais.
[00173] Em uma modalidade, o processo de purificação de 1,4-BDo ou composto alvo inclui cultura de um organismo microbiano de ocorrência não natural para produzir um 1,4-BDO ou composto alvo em um caldo de fermentação, opcionalmente submeter o caldo de fermentação a desativação de biomassa, submeter o caldo de fermentação a u m procedimento de separação para produzir um 1,4- BDO ou produto composto alvo, submeter o 1,4-BDO ou produto composto alvo a cristalização e submeter o 1,4-BDO ou produto composto teste a refinamento. Ainda, o refinamento inclui troca iônica de refinamento e o refinamento por troca iônica inclui troca catiônica, troca aniônica, ou uma troca mista de cátions - ânions; troca aniônica; ou troca catiônica. Ainda, a troca iônica primária inclui troca catiônica, troca aniônica ou troca mista de cátions- ânions; troca catiônica e troca aniônica em qualquer ordem; troca aniônica; ou troca catiônica. Ainda, a separação inclui centrifugação ou filtração, e onde a separação é filtração, a filtração inclui microfiltração, ultrafiltração, ou nanofiltração; inclui microfiltração e ultrafiltação; inclui microfiltração e nanofiltração; inclui ultrafiltração e nanofiltração. A filtração da invenção pode ser as etapas recitadas com e sem etapas adicionais.
[00174] Em uma modalidade, o processo de purificação de 1,4-BPO ou composto alvo inclui cultura de organismo microbiano de ocorrência não natural para produzir um 1,4-BPO ou composto alvo em um caldo de fermentação, opcionalmente submeter o caldo de fermentação a desativação de biomassa, submeter o caldo de fermentação a um procedimento de separação para produzir um 1,4-BPO ou produto composto alvo, submeter o 1,4-BDO ou produto composto alvo a uma troca iônica primária, submeter o 1,4-BDO ou produto composto alvo a evaporação e submeter o 1,4-BDOou produto composto alvo a refinamento. Ainda, o refinamento inclui refinamento por troca iônica e o refinamento por troca iônica inclui troca catiônica, troca aniônica ou uma troca mista de cátions - ânions; troca aniônica; ou troca catiônica. Ainda, a troca iônica primária inclui troca catiônica, troca aniônica ou troca mista de cátions - ânions; troca catiônica e troca aniônica em qualquer ordem; troca aniônica; ou troca catiônica; onde a separação inclui centrifugação ou filtração, e onde a separação é filtração, a filtração inclui microfiltração, ultrafiltração, ou nanofiltração; inclui microfiltração e ultrafiltração; inclui microfiltração e nanofiltração; inclui ultrafiltração e nanofiltração. A filtração da invenção pode ser as etapas recitadas com e sem etapas adicionais.
[00175] Em uma modalidade, o processo de purificação de 1,4-BDo ou composto alvo inclui cultura de um organismo microbiano de ocorrência não natural para produzir um 1,4-BDO ou composto alvo em um caldo de fermentação, opcionalmente submeter o caldo de fermentação a desativação de biomassa, submeter o caldo de fermentação a um procedimento de separação para produzir um 1,4- BDO ou produto composto alvo, submeter o 1,4-BDO ou produto composto alvo a uma troca iônica primária e submeter o 1,4-BDO ou produto composto alvo a refinamento. Ainda, o refinamento inclui refinamento por troca iônica e o refinamento por troca iônica inclui troca catiônica, troca aniônica ou uma troca mista de cátions - ânions; troca aniônica; ou troca catiônica. Ainda, a troca iônica primária inclui troca catiônica, troca aniônica ou troca mista de cátions - ânions; troca catiônica e troca aniônica em qualquer ordem; troca de ânion; ou troca catiônica; onde a separação inclui centrifugação ou filtração, e onde a separação é filtração, a filtração inclui microfiltração, ultrafiltração, ou nanofiltação; inclui microfiltração e ultrafiltração; inclui microfiltração e nanofiltração; inclui ultrafiltração e nanofiltração. A filtração da invenção pode ser as etapas recitadas com e sem etapas adicionais.
[00176] Por exemplo, em uma modalidade, o processo de purificação de 1,4-BDO ou composto alvo inclui cultura de um organismo microbiano não ocorrendo natural mente para produção de 1,4-BDO ou composto alvo em um caldo de fermentação; submeter o caldo de fermentação a desativação de biomassa; submeter o caldo de fermentação a um procedimento de separação para produzir um 1,4-BDO ou produto composto alvo, onde o procedimento de separação é filtração, e a filtração inclui microfiltração e nanofiltração. O processo ainda inclui submeter o 1,4-BPO ou produto composto alvo a troca iônica, onde a troca iônica inclui troca catiônica, troca aniônica ou troca mista de cátions - ânions; e ainda submeter o 1,4-BDO ou produto composto alvo a evaporação. O processo ainda inclui submeter o 1,4-BDO ou produto composto alvo a refinamento para produzir uma mistura bruta de 1,4-BDO ou composto alvo, onde o refinamento é refinamento por troca iônica e a troca iônica é uma troca aniônica de base forte.
[00177] Por exemplo, em uma modalidade, o processo de purificação de 1,4-BDO ou composto alvo inclui cultura de um organismo microbiano de ocorrência não natural para produzir um 1,4- BDO ou composto alvo em um caldo de fermentação; submeter o caldo de fermentação a desativação de biomassa; submeter o caldo de fermentação a um procedimento de separação para produzir um 1,4-BDO ou produto composto alvo, onde o procedimento de separação é filtração, e a filtração inclui microfiltração e nanofiltração. O processo ainda inclui submeter o 1,4-BDO ou produto composto alvo a troca iônica, onde a troca iônica inclui troca catiônica, troca aniônica ou troca mista de cátions - ânions; e ainda submeter o 1,4- BDO ou produto composto alvo a evaporação. O processo ainda inclui submeter o 1,4-BDO ou produto composto alvo a refinamento para produzir uma mistura bruta de 1,4-BDO ou composto alvo, onde o refinamento é refinamento por troca iônica e a troca iônica é uma troca catiônica de ácido forte e uma troca aniônica de fase forte.
[00178] O processo de purificação de 1,4-BDo ou composto alvo ainda pode incluir destilação, como descrito acima, em combinação com qualquer uma ou todas as modalidades da invenção.
[00179] Em uma modalidade, o processo de purificação de 1,4-BDO ou composto alvo inclui cultura de um organismo microbiano de ocorrência não natural para produzir um 1,4-BDO ou composto alvo em um caldo de fermentação, opcionalmente submeter o caldo de fermentação a desativação de biomassa, submeter o caldo de fermentação a um procedimento de separação para produzir um 1,4- BDO ou produto composto alvo, submeter o 1,4-BDO ou produto composto alvo a uma troca iônica primária, submeter o 1,4-BDO ou produto composto alvo a evaporação, submeter o 1,4-BDO ou produto composto alvo a cristalização, submeter o 1,4-BDO ou produto composto alvo a refinamento, e submeter o 1,4-BDO ou produto composto alvo a destilação para produzir um 1,4-BDO ou produto composto alvo purificado, uma primeira corrente de 1,4-BDO ou produto contendo composto alvo e uma primeira corrente com elevados pontos de ebulição. Ainda, o refinamento inclui refinamento por troca iônica e o refinamento por troca iônica inclui troca catiônica, troca aniônica ou troca mista de cátions - ânions; troca aniônica; ou troca catiônica. Ainda, a troca iônica primária inclui troca catiônica, troca aniônica ou troca mista de cátions - ânions; troca catiônica e troca aniônica em qualquer ordem; troca aniônica; ou troca catiônica; onde a separação inclui centrifugação ou filtração, e onde a separação é filtração, a filtração inclui microfiltração, ultrafiltração, ou nanofiltração; inclui microfiltração e ultrafiltração; inclui microfiltração e nanofiltração; inclui ultrafiltração e nanofiltração. A filtração da invenção pode ser as etapas recitadas com e sem etapas adicionais.
[00180] Em uma modalidade, o processo de purificação de 1,4-BDO ou composto alvo inclui cultura de um organismo microbiano de ocorrência não natural para produzir um 1,4-BDO ou composto alvo em um caldo de fermentação, opcionalmente submeter o caldo de fermentação a desativação de biomassa, submeter o caldo de fermentação a um procedimento de separação para produzir um 1,4- BDO ou produto composto alvo, submeter o 1,4-BDO ou produto composto alvo a uma troca iônica primária, submeter o 1,4-BDO ou produto composto alvo a cristalização, submeter o 1,4-BDO ou produto composto alvo a refinamento e submeter o 1,4-BDO ou produto composto alvo a destilação para produzir um 1,4-BDO ou produto composto alvo purificado, uma primeira corrente de 1,4-BDO ou produto contendo composto alvo e uma primeira corrente com elevados pontos de ebulição. Ainda, o refinamento inclui refinamento por troca iônica e o refinamento por troca iônica inclui troca catiônica, troca aniônica ou uma troca mista de cátions - ânions; troca aniônica; ou troca catiônica. Ainda, a troca iônica primária inclui troca catiônica, troca aniônica ou troca mista de cátions - ânions; troca catiônica e troca aniônica em qualquer ordem; troca aniônica; ou troca catiônica; onde a separação inclui centrifugação ou filtração, e onde a separação é filtração, a filtração inclui microfiltração, ultrafiltração, ou nanofiltração; inclui microfiltração e ultrafiltração; inclui microfiltração e nanofiltração; inclui ultrafiltração e nanofiltração. A filtração da invenção pode ser as etapas recitadas com e sem etapas adicionais.
[00181] Em uma modalidade, o processo de purificação de 1,4-BDO ou composto alvo inclui cultura de organismo microbiano de ocorrência não natural para a produção de 1,4-BDO ou composto alvo em um caldo de fermentação, opcionalmente submeter o caldo de fermentação a desativação de biomassa, submeter o caldo de fermentação a um procedi mento de separação para produzir um 1,4- BDO ou produto composto alvo, submeter o 1,4-BDO ou produto composto alvo a uma troca iônica primária, submeter o 1,4-BDO ou produto composto alvo a evaporação, submeter o 1,4-BDO ou produto composto alvo a refinamento e submeter o 1,4-BDO ou produto composto alvo a destilação para produzir um 1,4-BDO ou produto composto alvo purificado, uma primeira corrente de 1,4-BDO ou produto contendo composto alvo e uma primeira corrente com elevados pontos de ebulição. Ainda, o refinamento inclui refinamento por troca iônica e o refinamento por troca iônica inclui troca catiônica, troca aniônica, ou uma troca mista de cátions - ânions; troca aniônica; ou troca catiônica. Ainda, a troca iônica primária inclui troca catiônica, troca aniônica ou troca mista de cátions - ânions; troca catiônica e troca aniônica em qualquer ordem; troca aniônica; ou troca catiônica; onde a separação inclui centrifugação ou filtração, e onde a separação é filtração, a filtração inclui microfiltração, ultrafiltração, ou nanofiltração; inclui microfiltração e ultrafiltração; inclui microfiltração e nanofiltração; inclui ultrafiltração e nanofiltração. A filtração da invenção pode ser as etapas recitadas com e sem etapas adicionais.
[00182] Em uma modalidade, o processo de purificação de 1,4-BDO ou composto alvo inclui cultura de um microorganismo microbiano de ocorrência não natural para produzir um 1,4-BDO ou composto alvo em um caldo de fermentação, opcionalmente submeter o caldo de fermentação a desativação de biomassa, submeter o caldo de fermentação a um procedimento de separação para produzir um 1,4- BDOou produto composto alvo, submeter o 1,4-BDO ou produto composto alvo a uma troca iônica primária, submeter o 1,4-BDO ou produto composto alvo a refinamento e submeter o 1,4-BDO ou produto composto alvo a destilação para produzir um 1,4-BDO ou produto composto alvo purificado, uma primeira corrente de 1,4-BDO ou produto contendo composto alvo e uma primeira corrente com elevados pontos de ebulição. Ainda, o refinamento inclui refinamento por troca iônica e o refinamento por troca iônica inclui troca catiônica, troca aniônica ou uma troca mista de cátions - ânions. Ainda, a troca iônica primária inclui troca catiônica, troca aniônica ou troca mista de cátions - ânions; troca catiônica e troca aniônica em qualquer ordem; troca aniônica; ou troca catiônica; onde a separação inclui centrifugação ou filtração, e onde a separação é filtração, a filtração inclui microfiltração, ultrafiltração, ou nanofiltração; inclui microfiltração e ultrafiltração; inclui microfiltração e nanofiltração; inclui ultrafiltração e nanofiltração. A filtração da invenção pode ser as etapas recitadas com e sem etapas adicionais.
[00183] Em uma modalidade, o processo de purificação de 1,4-BDO ou composto alvo inclui cultura de um organismo microbiano de ocorrência não natural para produzir 1,4-BDO ou composto alvo em um caldo de fermentação, opcionalmente submeter o caldo de fermentação a desativação de biomassa, submeter o caldo de fermentação a um procedimento de separação para produzir um 1,4- BDO ou produto composto alvo, submeter o 1,4-BDO ou produto composto alvo a uma troca iônica primária, submeter o 1,4-BDO ou produto composto alvo a evaporação, submeter o 1,4-BDO ou produto composto alvo a cristalização, e submeter o 1,4-BDO ou produto composto alvo a destilação para produzir um 1,4-BDO ou produto composto alvo purificado, uma primeira corrente de 1,4-BDO ou produto contendo composto alvo e uma primeira corrente com elevados pontos de ebulição. Ainda, a troca iônica primária inclui troca catiônica, troca aniônica, ou troca mista de cátions - ânions; troca catiônica e troca aniônica em qualquer ordem, troca aniônica; ou troca catiônica; onde a separação inclui centrifugação ou filtração, e onde a separação é filtração, a filtração inclui microfiltração, ultrafiltração, ou nanofiltração; inclui microfiltração e ultrafiltração; inclui microfiltração e nanofiltração; inclui ultrafiltração e nanofiltração. A filtração da invenção pode ser as etapas recitadas com e sem adicionais etapas.
[00184] Em uma modalidade, o processo de purificação de 1,4-BDO ou composto alvo inclui cultura de um organismo microbiano de ocorrência não natural para produzir um 1,4-BDO ou composto alvo em um caldo de fermentação, opcionalmente submeter o caldo de fermentação a desativação de biomassa, submeter o caldo de fermentação a um procedimento de separação para produzir um 1,4- BDO ou produto composto alvo, submeter o 1,4-BDO ou produto composto alvo a uma troca iônica primária, submeter o 1,4-BDO ou produto composto alvo a cristalização, e submeter o 1,4-BDO ou produto composto alvo a destilação para produzir um 1,4-BDO purificado ou produto composto alvo, uma primeira corrente de produto contendo composto alvo e uma primeira corrente com elevados pontos de ebulição. Ainda, a troca iônica primária inclui troca catiônica, troca aniônica ou troca mista de cátions - ânions; troca catiônica e troca aniônica em qualquer ordem; troca aniônica; ou troca catiônica, onde a separação inclui centrifugação ou filtração, e onde a separação é filtração, a filtração inclui microfiltração, ultrafiltração, ou nanofiltração; inclui microfiltração e ultrafiltração; inclui microfiltração e nanofiltração; inclui ultrafiltração e nanofiltração. A filtração da invenção pode ser as etapas recitadas com e sem etapas adicionais.
[00185] Em uma modalidade, o processo de purificação de 1,4-BDO ou composto alvo inclui cultura de um organismo microbiano de ocorrência não natural para produção de 1,4-BDO ou um composto alvo em um caldo de fermentação, opcionalmente submeter o caldo de fermentação a desativação de biomassa, submeter o caldo de fermentação a um procedimento de separação para produzir um 1,4- BDO ou produto composto alvo, submeter o 1,4-BDO ou produto composto alvo a uma troca iônica primária, submeter o 1,4-BDO ou produto composto alvo a evaporação e submeter o 1,4-BDO ou produto composto alvo a destilação para produzir 1,4-BDO ou produto composto alvo purificado, uma primeira corrente de 1,4-BDO ou produto contendo composto alvo e uma primeira corrente com elevados pontos de ebulição. Ainda, a troca iônica primária inclui troca catiônica, troca aniônica ou troca mista de cátions - ânions; troca catiônica e troca aniônica em qualquer ordem; troca aniônica; ou troca catiônica; onde a separação inclui centrifugação ou filtração, e onde a separação é filtração, a filtração inclui microfiltração, ultrafiltração, ou nanofiltração; inclui microfiltração e ultrafiltração; inclui microfiltração e nanofiltração; inclui ultrafiltração e nanofiltração. A filtração da invenção pode ser as etapas recitadas com e sem etapas adicionais.
[00186] Em uma modalidade, o processo de purificação de 1,4-BDO ou composto alvo inclui cultura de um organismo microbiano de ocorrência não natural para produzir 1,4-BDO ou composto alvo em um caldo de fermentação, opcionalmente submeter o caldo de fermentação a desativação de biomassa, submeter o caldo de fermentação a um procedimento de separação para produzir um 1,4- BDO ou produto composto alvo, submeter o 1,4-BDO ou produto composto alvo a uma troca iônica primária e submeter o 1,4-BDO ou produto composto alvo a destilação para produzir um 1,4-BDO ou produto composto alvo purificado, uma primeira corrente de 1,4-BDO ou produto contendo composto alvo e uma primeira corrente com elevados pontos de ebulição. Ainda, a troca iônica primária inclui troca catiônica, troca aniônica ou troca mista de cátions - ânions; troca catiônica e troca aniônica em qualquer ordem; troca aniônica; ou troca catiônica; onde a separação inclui centrifugação ou filtração, e onde a separação é filtração, a filtração inclui microfiltração, ultrafiltração, ou nanofiltração; inclui microfiltração e ultrafiltração; inclui microfiltração e nanofiltração; inclui ultrafiltração e nanofiltração. A filtração da invenção pode ser as etapas recitadas com e sem etapas adicionais.
[00187] Por exemplo, em uma modalidade, o processo de purificação de 1,4-BDO ou composto alvo inclui cultura de um organismo microbiano de ocorrência não natural para produção de 1,4- BDO ou composto alvo em um caldo de fermentação; submeter o caldo de fermentação a desativação de biomassa e submeter o caldo de fermentação a um procedimento de separação para produzir um 1,4-BDO ou produto composto alvo, onde o procedimento de separação é filtração, e a filtração inclui microfiltração e nanofiltração. O processo ainda inclui submeter o 1,4-BDO ou produto composto alvo a troca iônica, onde a troca iônica inclui troca catiônica, troca aniônica ou troca mista de cátions - ânions .O processo ainda inclui submeter o 1,4-BDO ou produto composto alvo a evaporação. O processo ainda inclui submeter o 1,4-BDO ou produto composto alvo a refinamento para produzir uma mistura bruta de 1,4-BDO ou composto alvo, onde o refinamento é refinamento por troca iônica e a troca iônica é uma troca aniônica de base forte. O processo ainda inclui submeter a mistura bruta de 1,4-BDO ou composto alvo a destilação, onde a destilação inclui submeter a mistura bruta de 1,4-BDO ou composto alvo a um primeiro procedimento de destilação em coluna para remover materiais com um ponto de ebulição menor que 1,4-BDO ou composto alvo a partir da mistura bruta de 1,4-BDO ou composto alvo para produzir uma primeira corrente de 1,4-BDO ou produto contendo composto alvo e submeter a primeira corrente de 1,4-BDO ou produto contendo composto alvo a um segundo procedimento de destilação em coluna para remover materiais com pontos de ebulição maiores que 1,4-DBO ou composto alvo como uma primeira corrente com elevados pontos de ebulição, para produzir um 1,4-BDO ou produto composto alvo purificado. Ainda, o 1,4-BDO ou produto composto alvo purificado é coletado de uma tiragem lateral do segundo procedimento de destilação em coluna.
[00188] Por exemplo, em uma modalidade, o processo de purificação de 1,4-BDO ou composto alvo inclui cultura de um organismo microbiano de ocorrência não natural para produção de 1,4- BDO ou composto alvo em um caldo de fermentação; submeter o caldo de fermentação a desativação de biomassa; submeter o caldo de fermentação a um procedimento de separação para produzir um 1,4-BDO ou produto composto alvo, onde o procedimento de separação é filtração, e a filtração inclui microfiltração e nanofiltração; submeter o 1,4-BDO ou produto composto alvo a troca iônica, onde a troca iônica inclui troca catiônica, troca aniônica ou troca mista de cátions - ânions; ainda submeter o 1,4-BDO ou produto composto teste a evaporação. O processo ainda inclui submeter o 1,4-BDO ou produto composto alvo a refinamento para produzir uma mistura bruta de 1,4-BDO ou composto alvo, onde o refinamento é refinamento por troca iônica e a troca iônica é uma troca aniônica de base forte. O processo ainda inclui submeter a mistura bruta de 1,4-BDO ou composto alvo a destilação onde a destilação inclui submeter mistura bruta de 1,4-BDO ou composto alvo a um primeiro procedi mento de destilação em coluna para remoção de materiais com um ponto de ebulição menor quer 1,4-BDO ou composto alvo a partir da mistura bruta de 1,4-BDO ou composto alvo para produzir uma primeira corrente de 1,4-BDO ou produto contendo composto alvo, submeter a primeira corrente de 1,4-BDO ou produto contendo composto alvo a um procedimento de destilação em coluna intermediária para remover materiais com pontos de ebulição superiores ao do 1,4-BDO ou composto alvo como uma segunda corrente com elevados pontos de ebulição, antes de modalidade de procedimento de destilação final, e submeter a primeira corrente de 1,4-BDO ou produto contendo compostos alvo a um segundo procedi mento de destilação em coluna para remover materiais com pontos de ebulição superiores ao do 1,4- BDO ou composto alvo como uma segunda corrente com elevados pontos de ebulição, para produzir um 1,4-BDO ou produto composto alvo purificado. Ainda, o 1,4-BDO ou produto composto alvo purificado é coletado a partir de uma tiragem lateral do segundo procedimento de destilação em coluna.
[00189] O processo de purificação de 1,4-BDO ou composto alvo ainda pode incluir uma evaporação de película deslizante, como descrito acima, em combinação com qualquer uma das modalidades da invenção.
[00190] Em uma modalidade, o processo de purificação de 1,4-BDO ou composto alvo inclui cultura de um organismo microbiano de ocorrência não natural para produzir um 1,4-BDO ou composto alvo em um caldo de fermentação, opcionalmente submeter o caldo de fermentação a uma desativação de biomassa, submeter o caldo de fermentação a um procedimento de separação para produzir um 1,4- BDOou produto composto alvo, submeter o 1,4-BDO ou produto composto alvo a uma troca iônica primária, submeter o 1,4-BDO ou produto composto alvo a evaporação, submeter o 1,4-BDO ou produto composto alvo a cristalização, submeter o 1,4-BDO ou produto composto alvo a refinamento, e submeter o 1,4-BDO ou produto composto alvo a destilação para produzir um 1,4-BDO ou produto composto alvo purificado, uma primeira corrente de 1,4-BDO ou produto contendo composto alvo, uma primeira corrente com elevados pontos de ebulição, e submeter a primeira corrente com elevados pontos de ebulição a evaporação de película deslizante para produzir um destilado de película deslizante. Ainda, o refinamento inclui refinamento por troca iônica e o refinamento por troca iônica inclui troca catiônica, troca aniônica ou uma troca mista de cátions - ânions; troca aniônica; ou troca catiônica. Ainda, a troca iônica primária inclui troca catiônica, troca aniônica ou troca mista de cátions - ânions; troca catiônica e troca aniônica em qualquer ordem; troca aniônica; ou troca catiônica; onde a separação inclui centrifugação ou filtração, e onde a separação é filtração, a filtração inclui microfiltração, ultrafiltração, ou nanofiltração; inclui microfiltração e ultrafiltração; inclui microfiltração e nanofiltração; inclui ultrafiltração e nanofiltração. A filtração da invenção pode ser as etapas recitadas com e sem etapas adicionais.
[00191] Em uma modalidade, o processo de purificação de 1,4-BDO ou composto alvo inclui cultura de um organismo microbiano de ocorrência não natural para produção de 1,4-BDO ou composto alvo em um caldo de fermentação, opcionalmente submeter o caldo de fermentação a desativação de biomassa, submeter o caldo de fermentação a um procedimento de separação para produzir um 1,4- BDO ou produto composto alvo, submeter o 1,4-BDO ou produto composto alvo a uma troca iônica primária, submeter o 1,4-BDO ou produto composto alvo a cristalização, submeter o a,4-BDO ou produto composto alvo a refinamento, submeter o 1,4-BDO ou produto composto alvo a destilação para produzir um 1,4-BDO ou produto composto alvo purificado, uma primeira corrente de 1,4-BDO ou produto contendo composto alvo e uma primeira corrente com elevados pontos de ebulição e submeter a primeira corrente com elevados pontos de ebulição a evaporação de película deslizante para produzir um destilado de película deslizante. Ainda, o refinamento inclui refinamento por troca iônica e o refinamento por troca iônica inclui troca catiônica, troca aniônica ou uma troca mista de cátions - ânions; troca aniônica ou troca catiônica. Ainda, a troca iônica primária inclui troca catiônica, troca aniônica ou troca mista de cátions - ânions; troca catiônica e troca aniônica em qualquer ordem; troca aniônica; troca catiônica; onde a separação inclui centrifugação ou filtração, e onde a separação é filtração, a filtração inclui microfiltração, ultrafiltração, ou nanofiltração; inclui microfiltração e ultrafiltração; inclui microfiltração e nanofiltração; inclui ultrafiltração e nanofiltração. A filtração da invenção pode ser as etapas recitadas com e sem etapas adicionais.
[00192] Em uma modalidade, o processo de purificação de 1,4-BDO ou composto alvo inclui cultura de um organismo microbiano de ocorrência não natural para produzir 1,4-BDO ou composto alvo em um caldo de fermentação, opcionalmente submeter o caldo de fermentação a desativação de biomassa, submeter o caldo de fermentação a um procedimento de separação para produzir um 1,4- BDO ou produto composto alvo, submeter o 1,4-BDO ou produto composto alvo a uma troca iônica primária, submeter o 1,4-BDO ou produto composto alvo a evaporação, submeter o 1,4-BDO ou produto composto alvo a refinamento, submeter o 1,4-BDO ou produto composto alvo a destilação para produzir um 1,4-BDO ou produto composto alvo purificado e submeter a primeira corrente com elevados pontos de ebulição a evaporação de película deslizante para produzir um destilado de película deslizante, uma primeira corrente de 1,4-BDO ou produto contendo composto alvo e uma primeira corrente com elevados pontos de ebulição. Ainda, o refinamento inclui refinamento por troca iônica e o refinamento por troca iônica inclui troca catiônica, troca aniônica ou uma troca mista de cátions - ânions; troca aniônica; ou troca catiônica. Ainda, a troca iônica primária inclui troca catiônica, troca aniônica ou troca mista de cátions - ânions; troca catiônica e troca aniônica em qualquer ordem; troca aniônica; ou troca catiônica; onde a separação inclui centrifugação ou filtração, e onde a separação é filtração, a filtração inclui microfiltração, ultrafiltração, ou nanofiltração; inclui microfiltração e ultrafiltração; inclui microfiltração e nanofiltração; inclui ultrafiltração e nanofiltração. A filtração da invenção pode ser as etapas recitadas com e sem etapas adicionais.
[00193] Em uma modalidade, o processo de purificação de 1,4-BDO ou composto alvo inclui cultura de um organismo microbiano de ocorrência não natural para produzir 1,4-BDo ou composto alvo em um caldo de fermentação, opcionalmente submeter o caldo de fermentação a desativação de biomassa, submeter o caldo de fermentação a um procedimento de separação para produzir um 1,4- BDO ou produto composto alvo, submeter o 1,4-BDO ou produto composto alvo a uma troca iônica primária, submeter o 1,4-BDO ou produto composto alvo a refinamento, submeter o 1,4-BDO ou produto composto alvo a destilação para produzir um 1,4-BDO ou produto composto alvo purificado, uma primeira corrente de 1,4-BDO ou produto contendo composto alvo e uma primeira corrente com elevados pontos de ebulição, e submeter a primeira corrente com elevados pontos de ebulição a evaporação de película deslizante para produzir um destilado de película deslizante. Ainda, o refinamento inclui refinamento por troca iônica e o refinamento por troca iônica inclui troca catiônica, troca aniônica ou troca mista de cátions - ânions; troca aniônica; ou troca catiônica. Ainda, a troca iônica primária inclui troca catiônica, troca aniônica ou troca mista de cátions - ânions; troca catiônica e troca aniônica em qualquer ordem; troca aniônica; ou troca catiônica; onde a separação inclui centrifugação ou filtração, e onde a separação é filtração, a filtração inclui microfiltração, ultrafiltração, ou nanofiltração; inclui microfiltração e ultrafiltração; inclui microfiltração e nanofiltração; inclui ultrafiltração e nanofiltração. A filtração da invenção pode ser as etapas recitadas com e sem etapas adicionais.
[00194] Em uma modalidade, o processo de purificação de 1,4-BDO ou composto alvo inclui cultura de um organismo microbiano de ocorrência não natural para produção de 1,4-BDO ou composto alvo em um caldo de fermentação, opcionalmente submeter o caldo de fermentação a desativação de biomassa, submeter o caldo de fermentação a um procedimento de separação para produzir um 1,4- BDO ou produto composto alvo, submeter o 1,4-BDO ou produto composto alvo a uma troca iônica primária, submeter o 1,4-BDO ou produto composto alvo a evaporação, submeter o 1,4-BDO ou produto composto alvo a cristalização, submeter o 1,4-BDO ou produto composto alvo a destilação para produzir um 1,4-BDO ou produto composto alvo purificado, uma primeira corrente de 1,4-BDO ou produto contendo composto alvo e uma primeira corrente com elevados pontos de ebulição e submeter a primeira corrente com elevados pontos de ebulição a evaporação de película deslizante para produzir um destilado de película deslizante. Ainda, a troca iônica primária inclui troca catiônica, troca aniônica, ou troca mista de cátions - ânions; troca catiônica e troca aniônica em qualquer ordem; troca aniônica; ou troca catiônica; onde a separação inclui centrifugação ou filtração, e onde a separação é filtração, a filtração inclui microfiltração, ultrafiltração, ou nanofiltração; inclui microfiltração e ultrafiltração; inclui microfiltração e nanofiltração; inclui ultrafiltração e nanofiltração. A filtração da invenção pode ser as etapas recitadas com e sem etapas adicionais.
[00195] Em uma modalidade, o processo de purificação de 1,4-BDO ou composto alvo inclui cultura de um organismo microbiano de ocorrência não natural para produzir um 1,4-BDO ou composto alvo em um caldo de fermentação, opcionalmente submeter o caldo de fermentação a desativação de biomassa, submeter o caldo de fermentação a um procedimento de separação para produzir um 1,4- BDO ou produto composto alvo, submeter o 1,4-BDO ou produto composto alvo a uma troca iônica primária, submeter o 1,4-BDO ou produto composto alvo a cristalização, submeter o 1,4-BDO ou produto composto alvo a destilação para produzir um 1,4-BDO ou produto composto alvo purificado, uma primeira corrente de 1,4-BDO ou produto contendo composto alvo e uma primeira corrente com elevados pontos de ebulição e submeter a primeira corrente com elevados pontos de ebulição a evaporação de película deslizante para produzir um destilado de película deslizante. Ainda, a troca iônica primária inclui troca catiônica, troca aniônica, ou troca mista de cátions - ânions; troca catiônica e troca aniônica em qualquer ordem; troca aniônica; ou troca catiônica; onde a separação inclui centrifugação ou filtração, e onde a separação é filtração, a filtração inclui microfiltração, ultrafiltração, ou nanofiltração; inclui microfiltração e ultrafiltração; inclui microfiltração e nanofiltração; inclui ultrafiltração e nanofiltração. A filtração da invenção pode ser as etapas recitadas com e sem etapas adicionais.
[00196] Em uma modalidade, o processo de purificação de 1,4-BDO ou composto alvo inclui cultura de um organismo microbiano de ocorrência não natural para produção de 1,4-BDO ou composto alvo em um caldo de fermentação, opcionalmente submeter o caldo de fermentação a desativação de biomassa, submeter o caldo de fermentação a um procedimento de separação para produzir um 1,4- BDO ou produto composto alvo, submeter o 1,4-BDO ou produto composto alvo a uma troca iônica primária, submeter o 1,4-BDO ou produto composto alvo a evaporação, submeter o 1,4-BDO ou produto composto alvo a destilação para produzir um 1,4-BDO ou produto composto alvo purificado, uma primeira corrente de 1,4-BDO ou de produto contendo composto alvo e uma primeira corrente com elevados pontos de ebulição e submeter a primeira corrente com elevados pontos de ebulição a evaporação de película deslizante para produzir um destilado de película deslizante. Ainda, a troca iônica primária inclui troca catiônica, troca aniônica, ou troca mista de cátions - ânions; troca catiônica e troca aniônica em qualquer ordem; troca aniônica; ou troca catiônica; onde a separação inclui centrifugação ou filtração, e onde a separação é filtração, a filtração inclui microfiltração, ultrafiltração, ou nanofiltração; inclui microfiltração e ultrafiltração; inclui microfiltração e nanofiltração; inclui ultrafiltração e nanofiltração. A filtração da invenção pode ser as etapas recitadas com e sem etapas adicionais.
[00197] Em uma modalidade, o processo de purificação de 1,4-BDO ou composto alvo inclui cultura de um organismo microbiano de ocorrência não natural para produção de 1,4-BDO ou composto alvo em um caldo de fermentação, opcionalmente submeter o caldo de fermentação a desativação de biomassa, submeter o caldo de fermentação a um procedi mento de separação para produzir um 1,4- BDO ou produto composto alvo, submeter o 1,4-BDO ou produto composto alvo a uma troca iônica primária, submeter o 1,4-BDO ou produto composto alvo a destilação para produzir um 1,4-BDO ou produto composto alvo purificado, uma primeira corrente de 1,4-BDO ou produto contendo composto alvo e uma primeira corrente com elevados pontos de ebulição e submeter a primeira corrente com elevados pontos de ebulição a evaporação de película deslizante para produzir um destilado de película deslizante. Ainda, a troca iônica primária inclui troca catiônica, troca aniônica ou troca mista de cátions - ânions; troca catiônica e troca aniônica em qualquer ordem; troca aniônica; ou troca catiônica; onde a separação inclui centrifugação ou filtração, e onde a separação é filtração, a filtração inclui microfiltração, ultrafiltração, ou nanofiltração; inclui microfiltração e ultrafiltração; inclui microfiltração e nanofiltração; inclui ultrafiltração e nanofiltração. A filtração da invenção pode ser as etapas recitadas com e sem etapas adicionais.
[00198] Por exemplo, em uma modalidade, o processo de purificação de 1,4-BDO ou composto alvo inclui cultura de um organismo microbiano de ocorrência não natural para produzir um 1,4- BDO ou composto alvo em um caldo de fermentação; submeter o caldo de fermentação a desativação de biomassa; submeter o caldo de fermentação a um procedimento de separação para produzir um 1,4-BDO ou produto composto alvo. Ainda, o procedimento de separação é filtração, onde a filtração inclui microfiltração e nanofiltração. O processo ainda inclui submeter o 1,4-BDO ou produto composto alvo a troca iônica, onde a troca iônica inclui troca catiônica, troca aniônica ou troca mista de cátions - ânions. O processo ainda inclui submeter o 1,4-BDO ou produto composto alvo a evaporação. O processo ainda inclui submeter o 1,4-BDO ou produto composto alvo a refinamento para produzir uma mistura bruta de 1,4-BDO ou composto alvo, onde o refinamento é refinamento por troca iônica e a troca iônica é uma troca aniônica de base forte. O processo ainda inclui submeter a mistura bruta de 1,4-BDO ou composto alvo, a destilação onde a destilação inclui submeter mistura bruta de 1,4-BDO ou composto alvo a um primeiro procedimento de destilação em coluna para remover materiais com um ponto de ebulição menor que 1,4-BDO ou composto alvo a partir da mistura bruta de 1,4-BDO ou composto alvo para produzir uma primeira corrente de 1,4-BDO ou produto contendo composto alvo e submeter a primeira corrente de 1,4-BDO ou produto contendo composto alvo a um segundo procedimento de destilação em coluna para remover materiais com pontos de ebulição superiores ao do 1,4-BDO ou composto alvo como uma primeira corrente com elevados pontos de ebulição, para produzir um 1,4-BDO ou produto composto alvo purificado, onde o 1,4-BDO ou produto composto alvo purificado é coletado de uma tiragem lateral do segundo procedimento de destilação em coluna e submeter a primeira corrente com elevados pontos de ebulição a evaporação de película deslizante (WFE) para produzir um destilado WFE e submeter o destilado WFE ao segundo procedimento de destilação em coluna.[
[00199] Por exemplo, em uma modalidade, o processo de purificação de 1,4-BDO ou composto alvo inclui cultura de um organismo microbiano de ocorrência não natural para produção de 1,4- BDO ou composto alvo em um caldo de fermentação; submeter o caldo de fermentação a desativação de biomassa; submeter o caldo de fermentação a um procedimento de separação para produzir um 1,4-BDO ou produto composto alvo, onde o procedimento de separação é filtração, e a filtração inclui microfiltração e nanofiltração. O processo ainda inclui submeter o 1,4-BDO ou produto composto alvo a troca iônica, onde a troca iônica inclui troca catiônica, troca aniônica ou trocas mistas de cátions - ânions. O processo ainda inclui submeter o 1,4-BDO ou produto composto alvo a evaporação. O processo ainda inclui submeter o 1,4-BDO ou produto composto alvo a refinamento para produzir uma mistura bruta de 1,4-BDO ou composto alvo, onde o refinamento é refinamento por troca iônica e a troca iônica é uma troca aniônica de base forte. O processo ainda inclui submeter a mistura bruta de 1,4-BDO ou composto alvo, a destilação onde a destilação inclui submeter a mistura bruta de 1,4-BDO ou composto alvo a um primeiro procedimento de destilação em coluna para remover materiais com um ponto de ebulição menor que 1,4-BDO ou composto alvo a partir da mistura bruta de 1,4-BDO ou composto alvo para produzir uma primeira corrente de 1,4-BDO ou produto contendo composto alvo, submeter a primeira corrente de 1,4-BDO ou produto contendo composto alvo a um procedimento de destilação em coluna intermediária para remover materiais com pontos de ebulição superiores ao do 1,4-BDO ou composto alvo como uma segunda corrente com elevados pontos de ebulição, antes de modalidade de procedimento de destilação final, e submeter a primeira corrente de 1,4-BDO ou produto contendo composto alvo a um segundo procedimento de destilação em coluna para remover materiais com pontos de ebulição superiores ao do 1,4-BDO ou composto alvo como uma segunda corrente com elevados pontos de ebulição, para produzir um 1,4-BDO ou produto composto alvo purificado, onde o 1,4-BDO ou produto composto alvo purificado é coletado de uma tiragem lateral do segundo procedimento de destilação em coluna e submeter a primeira corrente com elevados pontos de ebulição a evaporação de película deslizante (WFE) para produzir um destilado WFE e submeter o destilado WFE ao procedimento de destilação em coluna intermediária.
[00200] O processo de purificação de 1,4-BDO ou composto alvo ainda pode incluir hidrogenação, como descrito acima, em combinação com qualquer uma ou todas as modalidades da invenção.
[00201] Em uma modalidade, o processo de purificação de 1,4-BDO ou composto alvo inclui cultura de um organismo microbiano de ocorrência não natural para produção de 1,4-BDO ou composto alvo em um caldo de fermentação, opcionalmente submeter o caldo de fermentação a desativação de biomassa, submetr o caldo de fermentação a um procedimento de separação para produzir um 1,4- BDO ou produto composto alvo, submeter o 1,4-BDO ou produto composto alvo a uma troca iônica primária, submeter o 1,4-BDO ou produto composto alvo a evaporação, submeter o 1,4-BDO ou produto composto alvo a cristalização, submeter o 1,4-BDO ou produto composto alvo a refinamento, e submeter o 1,4-BDO ou produto composto alvo a destilação para produzir um 1,4-BDO ou produto composto alvo purificado, uma primeira corrente de 1,4-BDO ou produto contendo composto alvo, uma primeira corrente com elevados pontos de ebulição, submeter a primeira corrente com elevados pontos de ebulição a uma evaporação de película deslizante para produzir um destilado de película deslizante e tratamento de primeira corrente de 1,4-BDO ou produto contendo composto alvo com uma reação de hidrogenação. Ainda, o refinamento inclui refinamento por troca iônica e o refinamento por troca iônica inclui troca catiônica, troca aniônica ou uma troca mistura de cátions - ânions; troca aniônica; ou troca catiônica. Ainda, a troca iônica primária inclui troca catiônica, troca aniônica ou troca mista de cátions - ânions; troca catiônica e troca aniônica em qualquer ordem; troca aniônica; ou troca catiônica; onde a separação inclui centrifugação ou filtração, e onde a separação é filtração, a filtração inclui microfiltração, ultrafiltração, ou nanofiltração; inclui microfiltração e ultrafiltração; inclui microfiltração e nanofiltração; inclui ultrafiltração e nanofiltração. A filtração da invenção pode ser as etapas recitadas com e sem etapas adicionais.
[00202] Em uma modalidade, o processo de purificação de 1,4-BDO ou composto alvo inclui cultura de um organismo microbiano de ocorrência não natural para produção de 1,4-BDO ou composto alvo em um caldo de fermentação, opcionalmente submeter o caldo de fermentação a desativação de biomassa, submeter o caldo de fermentação a um procedimento de separação para produzir um 1,4- BDO ou produto composto alvo, submeter o 1,4-BDO ou produto composto alvo a cristalização, submeter o 1,4-BDO ou produto composto alvo a refinamento, submeter o 1,4-BDO ou produto composto alvo a destilação para produzir um 1,4-BDO ou produto composto alvo purificado, uma primeira corrente de 1,4-BDO ou produto contendo composto alvo e uma primeira corrente com elevados pontos de ebulição, submeter a primeira corrente com elevados pontos de ebulição a evaporação de película deslizante para produzir um destilado de película deslizante e tratamento de primeira corrente de 1,4-BDO ou produto contendo composto alvo com uma reação de hidrogenação. Ainda, o refinamento inclui refinamento por troca iônica e o refinamento por troca iônica inclui troca catiônica, troca aniônica ou uma troca mista de cátions - ânions; troca aniônica; ou troca catiônica. Ainda, a troca iônica primária inclui troca catiônica, troca aniônica ou troca mista de cátions - ânions; troca catiônica e troca aniônica em qualquer ordem; troca aniônica; ou troca catiônica; onde a separação inclui centrifugação ou filtração, e onde a separação é filtração, a filtração inclui microfiltração, ultrafiltração, ou nanofiltração; inclui microfiltração e ultrafiltração; inclui microfiltração e nanofiltração; inclui ultrafiltração e nanofiltração. A filtração da invenção pode ser as etapas recitadas com e sem etapas adicionais.
[00203] Em uma modalidade, o processo de purificação de 1,4-BDO ou composto alvo inclui cultura de um organismo microbiano de ocorrência não natural para a produção de 1,4-BDO ou composto alvo em um caldo de fermentação, opcionalmente submetendo o caldo de fermentação a desativação de biomassa, submetendo o caldo de fermentação a um procedimento de separação para produzir um 1,4- BDO ou produto composto alvo, submetendo o 1,4-BDO ou produto composto alvo a uma troca iônica primária, submetendo o 1,4-BDO ou produto composto alvo a evaporação, submetendo o 1,4-BDO ou produto composto alvo a refinamento, submetendo o 1,4-BDO ou produto composto alvo a destilação para produzir um 1,4-BDO ou produto composto alvo purificado, submetendo a primeira corrente com elevados pontos de ebulição a evaporação de película deslizante para produzir um destilado de película deslizante, uma primeira corrente de 1,4-BDO ou produto contendo composto alvo e uma primeira corrente com elevados pontos de ebulição e tratando a primeira corrente de 1,4-BDO ou produto contendo composto alvo com uma reação de hidrogenação. Ainda, o refinamento inclui refinamento por troca iônica e o refinamento por troca iônica inclui troca catiônica, troca aniônica ou troca mista de cátions - ânions; troca aniônica; ou troca catiônica. Ainda, a troca iônica primária inclui troca catiônica, troca aniônica ou troca mista de cátions - ânions; troca catiônica e troca aniônica em qualquer ordem; troca de ânion; ou troca catiônica; onde a separação inclui centrifugação ou filtração, e onde a separação é filtração, a filtração inclui microfiltração, ultrafiltração, ou nanofiltração; inclui microfiltração e ultrafiltração; inclui microfiltração e nanofiltração; inclui ultrafiltração e nanofiltração. A filtração da invenção pode ser as etapas recitadas com e sem etapas adicionais.
[00204] Em uma modalidade, o processo de purificação de 1,4-BDO ou composto alvo inclui cultura de um organismo microbiano de ocorrência não natural para produzir um 1,4-BDO ou composto alvo em um caldo de fermentação, opcionalmente submeter o caldo de fermentação a desativação de biomassa, submeter o caldo de fermentação a um procedimento de separação para produzir um 1,4- BDO ou produto composto alvo, submeter o 1,4-BDO ou produto composto alvo a uma troca iônica primária, submeter o 1,4-BDO ou produto composto alvo a refinamento, submeter o 1,4-BDO ou produto composto alvo a destilação para produzir um 1,4-BDO ou produto composto alvo, uma primeira corrente de 1,4-BDO ou produto contendo composto alvo e uma primeira corrente com elevados pontos de ebulição, submeter a primeira corrente com elevados pontos de ebulição a uma evaporação de película deslizante para produzir um destilado de película deslizante e tratamento de primeira corrente de 1,BDO ou produto contendo composto alvo com uma reação de hidrogenação. Ainda, o refinamento inclui refinamento por troca iônica e o refinamento por troca iônica inclui troca catiônica, troca aniônica, ou uma troca mista de cátions - ânions; troca aniônica; ou troca catiônica. Ainda, a troca iônica primária inclui troca catiônica, troca aniônica, ou troca mista de cátions - ânions; troca catiônica e troca aniônica em qualquer ordem; troca aniônica; ou troca catiônica; onde a separação inclui centrifugação ou filtração, e onde a separação é filtração, a filtração inclui microfiltração, ultrafiltração, ou nanofiltração; inclui microfiltração e ultrafiltração; inclui microfiltração e nanofiltração; inclui ultrafiltração e nanofiltração. A filtração da invenção pode ser as etapas recitadas com e sem etapas adicionais.
[00205] Em uma modalidade, o processo de purificação de 1,4-BDO ou composto alvo inclui cultura de um organismo microbiano não correndo naturalmente para produzir 1,4-BDO ou composto alvo em um caldo de fermentação, opcionalmente submetendo o caldo de fermentação a desativação de biomassa, submetendo o caldo de fermentação a um procedimento de separação para produzir um 1,4- BDO ou produto composto alvo, submetendo o 1,4-BDO ou produto composto alvo a uma troca iônica primária, submetendo o 1,4-BDO ou produto composto alvo a evaporação, submetendo o 1,4-BDO ou produto composto alvo a cristalização, submetendo o 1,4-BDO ou produto composto alvo a destilação para produzir um 1,4-BDO ou produto composto alvo purificado, uma primeira corrente de 1,4-BDO ou produto contendo composto alvo e uma primeira corrente com elevados pontos de ebulição, submetendo a primeira corrente com elevados pontos de ebulição a evaporação de película deslizante para produzir um destilado de película deslizante e tratamento de primeira corrente de 1,4-BDO ou produto contendo composto alvo com uma reação de hidrogenação. Ainda, a troca iônica primária inclui troca catiônica, troca aniônica ou troca mista de cátions - ânions; troca catiônica e troca aniônica em qualquer ordem; troca aniônica; ou troca catiônica; onde a separação inclui centrifugação ou filtração, e onde a separação é filtração, a filtração inclui microfiltração, ultrafiltração, ou nanofiltração; inclui microfiltração e ultrafiltração; inclui microfiltração e nanofiltração; inclui ultrafiltração e nanofiltração. A filtração da invenção pode ser as etapas recitadas com e sem etapas adicionais.
[00206] Em uma modalidade, o processo de purificação de 1,4-BDO ou composto alvo inclui cultura de um organismo microbiano de ocorrência não natural para produzir um 1,4-BDO ou composto alvo em um caldo de cultura, opcionalmente submetendo o caldo de cultura a desativação de biomassa, submeter o caldo de fermentação a um procedimento de separação para produzir um 1,4-BDO ou produto composto alvo, submeter o 1,4-BDO ou produto composto alvo a uma troca iônica primária, submeter o 1,4-BDO ou produto composto alvo a cristalização, submeter o 1,4-BDO ou produto composto alvo a destilação para produzir um 1,4-BDO ou produto composto alvo purificado, uma primeira corrente de 1,4-BDO ou produto contendo composto alvo e uma primeira corrente com elevados pontos de ebulição, submeter a primeira corrente com elevados pontos de ebulição a uma evaporação de película deslizante para produzir um destilado de película deslizante e tratamento de primeira corrente de 1,4-BDO ou produto contendo composto alvo a uma reação de hidrogenação. Ainda, a troca iônica primária inclui troca catiônica, troca aniônica ou troca mista de cátions e ânions; troca catiônica e troca aniônica em qualquer ordem; troca aniônica; ou troca catiônica; onde a separação inclui centrifugação, ou filtração, e onde a separação é filtração, a filtração inclui microfiltração, ultrafiltração, ou nanofiltração; inclui microfiltração e ultrafiltração; inclui microfiltração e nanofiltração; inclui ultrafiltração e nanofiltração. A filtração da invenção pode ser as etapas recitadas com e sem etapas adicionais.
[00207] Em uma modalidade, o processo de purificação de 1,4-BDO ou composto alvo inclui cultura de um organismo microbiano de ocorrência não natural para produzir um 1,4-BDO ou composto alvo em um caldo de fermentação, opcionalmente submeter um caldo de fermentação a desativação de biomassa, submeter o caldo de fermentação a um procedimento de separação para produzir um 1,4- BDO ou produto composto alvo, submeter o 1,4-BDO ou produto composto alvo a uma troca iônica primária, submeter o 1,4-BDO ou produto composto alvo a evaporação, submeter o 1,4-BDO ou produto composto alvo a destilação para produzir um 1,4-BDO ou produto composto alvo purificado, uma primeira corrente de 1,4-BDO ou produto contendo composto alvo e uma primeira corrente com elevados pontos de ebulição, submeter a primeira corrente com elevados pontos de ebulição a uma evaporação de película deslizante para produzir um destilado de película deslizante e tratamento de primeira corrente de 1,4-BDO ou produto contendo composto alvo com uma reação de hidrogenação. Ainda, a troca iônica primária inclui troca catiônica, troca aniônica, ou troca mista de cátions - ânions; troca catiônica e troca aniônica em qualquer ordem; troca aniônica; ou troca catiônica; onde a separação inclui centrifugação ou filtração, e onde a separação é filtração, a filtração inclui microfiltração, ultrafiltração, ou nanofiltração; inclui microfiltração e ultrafiltração; inclui microfiltração e nanofiltração; inclui ultrafiltração e nanofiltração. A filtração da invenção pode ser as etapas recitadas com e sem adicionais etapas
[00208] Em uma modalidade, o processo de purificação de 1,4-BDO ou composto alvo inclui cultura de um organismo microbiano de ocorrência não natural para produzir um 1,4-BDO ou composto alvo em um caldo de fermentação, opcionalmente submetendo o caldo de fermentação a desativação de biomassa, submetendo o caldo de fermentação a um procedimento de separação para produzir um 1,4- BDO ou produto composto alvo, submetendo o 1,4-BDO ou produto composto alvo a uma troca iônica primária, submetendo o 1,4-BDO ou produto composto alvo a destilação para produzir um 1,4-BDO ou produto composto alvo purificado, uma primeira corrente de 1,4-BDO ou produto contendo composto alvo e uma primeira corrente com elevados pontos de ebulição, submetendo a primeira corrente com elevados pontos de ebulição a uma evaporação de película deslizante para produzir um destilado de evaporação de película deslizante e tratamento de uma primeira corrente de 1,4-BDO ou produto contendo composto alvo com uma hidrogenação. Ainda, a troca iônica primária inclui troca catiônica, troca aniônica, ou troca catiônica - ânions misturada; troca catiônica e troca aniônica em qualquer ordem; troca aniônica; ou troca catiônica; onde a separação inclui centrifugação ou filtração, e onde a separação é filtração, a filtração inclui microfiltração, ultrafiltração, ou nanofiltração; inclui microfiltração e ultrafiltração; inclui microfiltração e nanofiltração; inclui ultrafiltração e nanofiltração. A filtração da invenção pode ser as etapas citadas com e sem adicionais etapas.
[00209] Por exemplo, em uma modalidade, o processo de purificação de 1,4-BDO ou composto alvo inclui cultura de um organismo microbiano de ocorrência não natural para produzir 1,4- BDO ou composto alvo em um caldo de fermentação, submeter o caldo de fermentação a desativação de biomassa; submeter o caldo de fermentação a um procedimento de separação para produzir um 1,4-BDO ou produto composto alvo, onde o procedimento de separação é filtração, e a filtração inclui microfiltração e nanofiltração. O processo ainda inclui submeter o 1,4-BDO ou produto composto alvo a troca iônica, onde a troca iônica inclui troca catiônica, troca aniônica ou troca mista de cátions - ânions. O processo ainda inclui submeter o 1,4-BDO ou produto composto alvo a evaporação. O processo ainda inclui submeter o 1,4-BDO ou produto composto alvo a refinamento para produzir uma mistura bruta de 1,4-BDO ou composto alvo, onde o refinamento é refinamento por troca iônica e a troca iônica é uma troca aniônica de base forte. O processo ainda inclui destilação onde a destilação inclui submeter a mistura bruta de 1,4-BDO ou composto alvo a um primeiro procedimento de destilação em coluna para remover materiais com um ponto de ebulição menor que 1,4-BDO ou composto alvo a partir da mistura bruta de 1,4-BDO ou composto alvo para produzir uma primeira corrente de 1,4-BDO ou produto contendo composto alvo e submeter a primeira corrente de 1,4-BDO ou produto contendo composto alvo a um segundo procedimento de destilação em coluna para remover materiais com pontos de ebulição superiores ao do 1,4-BDO ou composto alvo como uma primeira corrente com elevados pontos de ebulição, para produzir um 1,4-BDO ou produto composto alvo purificado, onde o 1,4-BDO ou produto composto alvo purificado é coletado de uma tiragem lateral do segundo procedimento de destilação em coluna, submeter a primeira corrente com elevados pontos de ebulição a uma evaporação de película deslizante (WFE) para produzir um destilado de WFE e submeter o destilado de WFE a um segundo procedimento de destilação em coluna e tratamento de 1,4-BDO ou produto composto alvo purificado com uma hidrogenação.
[00210] Por exemplo, em uma modalidade, o processo de purificação de 1,4-BDOou composto alvo inclui cultura de um organismo microbiano de ocorrência não natural para produzir um 1,4- BDO ou composto alvo em um caldo de fermentação; submeter o caldo de fermentação a desativação de biomassa; submeter o caldo de fermentação a um procedimento de separação para produzir um 1,4-BDO ou produto composto alvo. Ainda, o procedimento de separação é filtração, onde a filtração inclui microfiltração e nanofiltração. O processo ainda inclui submeter o 1,4-BDO ou produto composto alvo a troca iônica, onde a troca iônica inclui troca catiônica, troca aniônica ou troca mista de cátions - ânions. O processo ainda inclui submeter o 1,4-BDO ou produto composto alvo a evaporação. O processo ainda inclui submeter o 1,4-BDO ou produto composto alvo a refinamento para produzir uma mistura bruta de 1,4-BDO ou composto alvo, onde o refinamento é refinamento por troca iônica e a troca iônica é uma troca aniônica de base forte. O processo ainda inclui destilação onde a destilação inclui submeter mistura bruta de 1,4-BDO ou composto alvo a um primeiro procedimento de destilação em coluna para remoção de materiais com um ponto de ebulição menor que 1,4- BDO ou composto alvo da mistura bruta de 1,4-BDO ou composto alvo para produzir uma primeira corrente de 1,4-BDO ou produto contendo composto alvo, submeter a primeira corrente de 1,4-BDO ou produto contendo composto alvo a um procedimento de destilação em coluna intermediária para remover materiais com pontos de ebulição superiores ao do 1,4-BDO ou composto alvo como uma segunda corrente com elevados pontos de ebulição, antes de modalidade de procedimento de destilação final, e submeter a primeira corrente de 1,4-BDO ou produto contendo composto alvo a um segundo procedimento de destilação em coluna para remover materiais com pontos de ebulição superiores ao do 1,4-BDO ou composto alvo como uma segunda corrente com elevados pontos de ebulição, para produzir um 1,4-BDO ou produto composto alvo purificado, onde o 1,4-BDO ou produto composto alvo purificado é coletado de uma tiragem lateral do segundo procedimento de destilação em coluna, submeter a primeira corrente com elevados pontos de ebulição a uma evaporação de película deslizante (WFE) para produzir um destilado WFE e submeter o destilado WFE ao procedimento de destilação em coluna intermediária e tratamento de corrente de 1,4-BDO ou produto contendo composto alvo com uma reação de hidrogenação antes de modalidade de procedimento de destilação final.
[00211] Em certas modalidades do processo e sistemas aqui descritos, a quantidade de caldo de fermentação é de pelo menos 20 L, pelo menos 25 L, pelo menos 80 L, pelo menos 1000 L, pelo menos 13 000 L, pelo menos 50 000 L, pelo menos 100 000 L, pelo menos 600 000 L, pelo menos 1 200 000 L, ou pelo menos 2 000 000 L ou mais.
[00212] Um sistema de exemplo para produzir mistura bruta de 1,4- BDO é mostrado em Figura 1A. Um fermentador 100 produz um 1,4- BDO em um caldo de fermentação 102 que é alimentado para uma primeira unidade de filtração 110. A primeira unidade de filtração remove a biomassa e outros sólidos 112 de um produto 1,4-BDO 114. O produto 1,4-BDO 114 é então alimentado para uma unidade de nanofiltração 120, onde o retido 122 é removido do produto 1,4-BDO 124. O produto 1,4-BDO 124 é a seguir alimentado para uma unidade de troca iônica primária 130, onde ele é tratado com uma resina de troca catiônica e tratamento com uma resina de troca aniônica para remover sais 132 do produto 1,4-BDO 134. O produto 1,4-BDO 134 é então alimentado para uma unidade de evaporação 140 para remoção de excesso de água 142 para produzir mistura bruta de 1,4-BDO 144, que é cerca de 80% 1,4-BDO e cerca de 20% água, com menores quantidades de um número de outros materiais. Um outro exemplo é mostrado na Figura 1B, que adiciona uma unidade de troca iônica de refinamento 150’ a exemplo de Figura 1A. A unidade de refinamento por troca iônica 150’ é adicionada após o evaporador 140’, produzindo a mistura bruta de 1,4-BDO 154’. Em um exemplo, a primeira unidade de filtração 110 ou 110’ é microfiltração, e em outros exemplos a primeira unidade de filtração 110 ou 110’ é ultrafiltração.
[00213] Um exemplo de um sistema de destilação de duas colunas é mostrado na Figura 2A. A mistura bruta de 1,4-BDO 200 é alimentada para a primeira coluna de destilação 210, onde materiais leves 212 (materiais com pontos de ebulição inferiores ao do 1,4-BDO) são removidos a partir da parte superior da primeira coluna 210. Uma corrente de produto contendo 1,4-BDO 214 deixa a parte inferior da primeira coluna e é alimentada para uma segunda coluna de destilação 220. Materiais pesados 224 (materiais com pontos de ebulição superiores ao do 1,4-BDO) são removidos da parte inferior da segunda coluna 220, e materiais leves 222 são removidos da parte superior da segunda coluna 220. O produto 1,4-BDO purificado 260 é coletado de uma tiragem lateral de coluna 220.
[00214] Um exemplo mostrado na Figura 2B adiciona ao exemplo de Figura 2A, um evaporador de película deslizante 240’. O material pesado 224’ é alimentado para um evaporador de película deslizante 240’, onde um destilado 242’ e material pesado 244’ são produzidos. O destilado 242’ é alimentado para a segunda coluna de destilação 220’.
[00215] Um exemplo mostrado na Figura 2C adiciona ao exemplo de Figura 2A,uma unidade de hidrogenação 270". O produto 1,4-BDO purificado 260"é alimentado para a unidade de hidrogenação 270" e produz um produto 1,4-BDO purificado 280".
[00216] Um exemplo mostrado na Figuraura 2D adiciona ao exemplo de Figura 2C, um evaporador de película deslizante 240’’’. O material pesado 224’’’ é alimentado para um evaporador de película deslizante 240’’’, onde um destilado 242’’’ e material pesado 244’’’ são produzidos. O destilado 242’’’ é alimentado para a segunda coluna de destilação 220’’’.
[00217] Um exemplo mostrado em Figura 2E adiciona ao exemplo de Figura 2D, um trocador de calor de recirculação forçada 290IV. O material pesado 2234IV da segunda coluna de destilação 220IVé alimentado para um trocador de calor de recirculação forçada 290IV, onde um vapor 294IVé produzido. O vapor 294IVé alimentado, pelo menos em parte, para a segunda coluna 220IV. Como mostrado na Figura 2E, o vapor 294IVé alimentado para a alimentação 214IV. Entretanto, em outras modalidades (não mostradas na Figura 2D), o vapor 294IV pode ser alimentado para o reservatório de coluna 220IV.
[00218] Ainda em outras modalidades, o material pesado da segunda coluna de um sistema de destilação de duas colunas (tal como mostrado, por exemplo, em qualquer uma das Figuras. 2A a 2D) é alimentado para um trocador de calor de recirculação forçada. O trocador de calor de recirculação forçada pode produzir um vapor que é alimentado, pelo menos em parte, de volta na segunda coluna (por exemplo, reservatório) ou para a alimentação para a segunda coluna.
[00219] Um exemplo de um sistema de destilação de três colunas é mostrado na Figura 3A. A mistura bruta de 1,4-BDO 300 é alimentada para a primeira coluna de destilação 310, onde materiais leves 312 (materiais com pontos de ebulição inferiores ao do 1,4-BDO) são removidos a partir da parte superior da primeira coluna 310. Uma corrente de produto contendo 1,4-BDO 314 deixa a parte inferior da primeira coluna e é alimentada para uma segunda coluna de destilação 320. Materiais pesados 324 (materiais com pontos de ebulição superiores ao do 1,4-BDO) são removidos a partir da parte inferior da segunda coluna 320, e uma segunda corrente de produto contendo 1,4- BDO 322 deixa a parte superior da segunda coluna 320. A segunda corrente de produto contendo 1,4-BDO 322 é alimentada para uma terceira coluna de destilação 330. A terceira coluna de destilação 330 remove materiais leves 332 a partir da parte superior de coluna 330 e materiais pesados 334 a partir de parte inferior de coluna 330, com os materiais pesados 334 sendo alimentados para a segunda coluna de destilação 320. O produto 1,4-BDO purificado 360 é coletado de uma tiragem lateral de coluna 330.
[00220] Um exemplo mostrado em Figura 3B adiciona ao exemplo de Figura 3A, um evaporador de película deslizante 340’. O material pesado 324’ é alimentado para um evaporador de película deslizante 340’, onde um destilado 342’ e material pesado 344’ são produzidos. O destilado 342’ é alimentado para a segunda coluna de destilação 320’.
[00221] Um exemplo mostrado na Figura 3C adiciona ao exemplo de Figura 3A, uma unidade de hidrogenação 350’’. A corrente de produto contendo 1,4-BDO 322’’ é alimentada para a unidade de hidrogenação 350’’ e envia a corrente 352’’ para a terceira coluna de destilação 330’’.
[00222] Um exemplo mostrado na Figura 3D adiciona ao exemplo de Figura 3C, um evaporador de película deslizante 340’’’. O material pesado 324’’’ é alimentado para um evaporador 340’’’, onde um destilado 342’’’ e material pesado 344’’’ são produzidos. O destilado 342’’’ é alimentado para a segunda coluna de destilação 320’’’.
[00223] Um exemplo mostrado na Figura 3E adiciona aos exemplos de Figura 3D, um trocador de calor de recirculação forçada 390IV. O material pesado 324IV da segunda coluna de destilação 320IVé alimentado para um trocador de calor de recirculação forçada 390IV, onde um vapor 394IVé produzido. O vapor 394IVé alimentado, pelo menos em parte, para a segunda coluna de destilação 320IV. Como mostrado na Figura 3E, o vapor 394IVé alimentado para a alimentação 314IV. Em certas outras modalidades, o vapor 394IVé alimentado para o reservatório de coluna 320IV.
[00224] Ainda em outras modalidades de um sistema de destilação de três colunas aqui provido, o material pesado purgado de uma coluna intermediária (tal como, por exemplo, qualquer um dos materiais pesados 324, 324’, 324’’ ou 324’’’ como mostrados em Figuras. 3A a 3D, respectivamente) é alimentado para um trocador de calor de recirculação forçada. O trocador de calor de recirculação forçada pode produzir um vapor que é alimentado, pelo menos em parte, de volta na coluna intermediária (por exemplo, reservatório) ou para a alimentação para a coluna intermediária.
[00225] Um exemplo de um sistema de destilação de quatro colunas é mostrado na Figura 4A. A mistura bruta de 1,4-BDO 400 é alimentada para a primeira coluna de destilação 410, onde materiais leves 412 (materiais com pontos de ebulição inferiores ao do 1,4-BDO) são removidos da parte superior da primeira coluna 410. Uma corrente de produto contendo 1,4-BDO 414 deixa a parte inferior da primeira coluna e é alimentada para uma coluna de destilação intermediária 420. Materiais pesados 424 (materiais com pontos de ebulição superiores ao do 1,4-BDO) são removidos da parte inferior da segundo coluna 420, e uma corrente de produto contendo 1,4-BDO 422 deixa a parte superior da segunda coluna 420. O material pesado 424 é alimentado para um evaporador de película deslizante 440, onde um destilado 442 e material pesado 444 são produzidos. O destilado 442 é alimentado para a segunda coluna de destilação 420. A corrente de produto contendo 1,4-BDO 422 é alimentada para uma terceira coluna e destilação 430. A coluna de destilação 430 remove materiais leves 432 a partir de parte superior da coluna 430 e uma terceira corrente de produto contendo 1,4-BDO 434 a partir da parte inferior da coluna 430. A terceira corrente de produto contendo 1,4-BDO é alimentada para uma quarta coluna de destilação 450. O produto 1,4-BDO purificado 452 é coletado a partir da parte superior de coluna 450, e materiais pesados 454 saem a partir de parte inferior de coluna 450.
[00226] Um exemplo mostrado na Figura 4B adiciona uma unidade de hidrogenação 460’ ao sistema de Figura 4A. A corrente de produto contendo 1,4-BDO 422’ é alimentada para a unidade de hidrogenação 460’ e envia a corrente 462’’ para a terceira coluna de destilação 430’.
[00227] Um exemplo mostrado na Figura 4C adicionada um trocador de calor de recirculação forçada 490’’ ao sistema de Figura 4B. O material pesado 424’’ da segunda coluna 420’’ é alimentado para um trocador de calor de recirculação forçada 490’’, onde um vapor 494’’ é produzido. O vapor 494’’ é alimentado, pelo menos em parte, para a segunda coluna de destilação 420’’. Como mostrado na Figura 4C, o vapor 494’’ é alimentado para a alimentação 414’’. Entretanto, aqueles versados na técnica entenderão que o vapor 494’’ pode ser alimentado para o reservatório de coluna 420’’.
[00228] Ainda em outras modalidades de um sistema de destilação de quatro colunas aqui provido, o material pesado purgado de uma coluna intermediária (tal como, por exemplo, qualquer material pesado 424 ou 424’ como mostrados em Figuras. 4A a 4B, respectivamente) é alimentado para um trocador de calor de recirculação forçada. O trocador de calor de recirculação forçada pode produzir um vapor que é alimentado, pelo menos em parte, de volta na coluna intermediária (por exemplo, reservatório) ou para a alimentação da coluna intermediária.
[00229] Em certas modalidades de um sistema de destilação de duas, três ou quatro colunas aqui provido, um trocador de calor de recirculação forçada é usado na ausência de uma unidade de hidrogenação e/ou um evaporador de película deslizante.
[00230] No exemplo mostrado na Figura 4C, o produto 1,4-BDO purificado 452’’’ é coletado de uma tiragem lateral 456’’. O destilado 458’’ é alimentado para a corrente 462’’ para a terceira coluna de destilação 430’’. Em certas outras modalidades de um sistema de quatro colunas, o destilado 458’’ pode ser alimentado para a corrente de alimentação da primeira coluna 410’’, a segunda coluna 420’’, ou a quarta coluna 450’’.
[00231] A última coluna de um sistema de destilação de duas, três, ou quatro colunas como aqui provido pode ter uma tiragem lateral. A tiragem lateral pode ser posicionada acima de alimentação para a última coluna, ou a tiragem lateral pode ser posicionada abaixo de alimentação para a última coluna.
[00232] Em algumas modalidades, o produto 1,4-BDO purificado é coletado de uma tiragem lateral a partir da última coluna de um sistema de duas colunas. Em certas modalidades, a tiragem lateral a partir de última coluna de um sistema de duas colunas está posicionada acima de alimentação para a coluna, tal como mostrado, por exemplo, na Figura 2A onde a tiragem lateral 260 está acima de alimentação para a segunda coluna.
[00233] Em algumas modalidades, o produto 1,4-BDO purificado é coletado de uma tiragem lateral da última coluna de um sistema de três colunas. Em certas modalidades, a tiragem lateral da última coluna de um sistema de três colunas está posicionada abaixo de alimentação para a coluna, tal como mostrado, por exemplo, em Figura 3A onde tiragem lateral 360 está abaixo de alimentação para a última coluna.
[00234] Em algumas modalidades, o produto 1,4-BDO purificado é coletado de uma tiragem lateral a partir da última coluna de um sistema de quatro colunas. Em certas modalidades, a tiragem lateral da última coluna de um sistema de quatro colunas está posicionada acima de alimentação para a coluna. Por exemplo, uma tiragem lateral da quarta coluna de um sistema de destilação de quatro colunas é mostrada como tiragem lateral 456’’ em Figura 4C que está acima de alimentação para a última coluna.
[00235] Um exemplo de uma modalidade da presente exposição pode ser qualquer um dos exemplos de Figura 1A ou Figura 1B combinado com qualquer um dos exemplos de Figuras. 2A a 2E, de Figuras. 3A a 3E, ou de Figuras. 4A 4C. Por exemplo, uma modalidade pode ser a combinação de Figura 1B com Figura 2B, ou Figura 1B com Figura 3D.
[00236] Cada coluna em um sistema de destilação de duas colunas, três colunas, ou quatro colunas desta exposição opcionalmente pode ser combinado com um condensador. O condensador pode ser um condensador resfriado com ar, tal como um condensador de ar, uma coluna Snyder ou uma coluna Widmer, ou condensador resfriado com água, tal como um condensador Liebig, um condensador West, um condensador Allihn, um condensador Davies, um condensador Graham, um condesador Coil, um condensador Dimroth, um condensador Spiral, um condensador Friedrich ou qualquer outro condensador conhecido na técnica. O condensador recebe a corrente de baixos pontos de ebulição de uma coluna em um sistema de destilação de duas colunas, três colunas, ou quatro colunas desta exposição e gera um condensado. Em algumas modalidades, o condensado é pelo menos em parte reciclado de volta na coluna ("refluxo"). O condensado reciclado pode ser adicionado à alimentação para uma coluna ou ele pode ser adicionado diretamente a uma coluna, por exemplo, ao reservatório de uma coluna.
[00237] Cada coluna em um sistema de destilação de duas colunas, três colunas, ou quatro colunas desta exposição opcional mente pode ser combinada com um trocador de calor. O trocador de calor pode, por exemplo, ser um trocador de calor de recirculação forçada, um trocador de calor de caldeira, um trocador de calor de sifão térmico, um trocador de calor queimado ou qualquer outro tipo de trocador de calor conhecido na técnica. O trocador de calor recebe a purga de fundos de uma coluna em um sistema de destilação de duas colunas, três colunas, ou quatro colunas desta exposição e gera um vapor. Em certas modalidades, o vapor é, pelo menos em parte, reciclado de volta em uma coluna do sistema. O vapor reciclado pode ser adicionado à alimentação de uma coluna ou ele pode ser adicionado diretamente a uma coluna, por exemplo, ao reservatório da coluna.
[00238] Em algumas modalidades, a purga de fundos da segunda coluna de um sistema de destilação de duas colunas ou a primeira coluna intermediária de um sistema de destilação de três ou quatro colunas é alimentada em um trocador de calor de recirculação forçada, que gera um vapor. Em certas modalidades, o vapor é, pelo menos em parte, reciclado de volta no sistema. Em certas modalidades, o vapor é reciclado de volta na segunda coluna em um sistema de duas colunas ou a primeira coluna intermediária em um sistema de três ou quatro colunas.
[00239] Em algumas modalidades, a purga de fundo da segunda coluna de um sistema de destilação de duas colunas ou a primeira coluna intermediária de um sistema de destilação de três ou quatro colunas é alimentada em um evaporador de película deslizante, que gera um destilado. Em certas modalidades, o destilado é, pelo menos em parte, reciclado de volta no sistema. Em certas modalidades, o destilado é reciclado de volta na segunda coluna de um sistema de duas colunas ou a primeira coluna intermediária de um sistema de três ou quatro colunas. Em certas modalidades, o destilado é reciclado na alimentação para uma unidade de hidrogenação em um sistema de três ou quatro colunas.
[00240] Em algumas modalidades, pelo menos uma parte da purga de fundo da segunda coluna de um sistema de destilação de duas colunas ou da primeira coluna intermediária de um sistema de destilação de três ou quatro colunas é alimentada em um trocador de calor de recirculação forçada, que gera um vapor, e uma outra parte é alimentada em um evaporador de película deslizante, que gera um destilado. Em certas modalidades, o vapor é reciclado de volta na segunda coluna em um sistema de duas colunas ou na primeira coluna intermediária em um sistema de três ou quatro colunas. Em certas modalidades, o destilado é reciclado de volta na segunda coluna em um sistema de duas colunas ou na primeira coluna intermediária em um sistema de três ou quatro colunas. Em certas modalidades, o destilado gerado é reciclado na alimentação para a unidade de hidrogenação em um sistema de três ou quatro colunas.
[00241] Absorbância de UV é uma medida da qualidade do produto 1,4-BDO indicativa da quantidade de impurezas presente. Absorbância de UV também pode ser medida de correntes de processo contendo 1,4-BDO em vários pontos em um dado sistema de destilação.
[00242] Em algumas modalidades dos processos desta exposição amostras de 1,4-BDO obtidas do destilado da quarta coluna de destilação de um sistema de destilação de quatro colunas tem uma absorbância de UV em 270 nm (absorbância UV 270) de menos que 0,20, 0,12, 0,11, 0,10, 0,09, 0,08 ou 0,05 unidades de absorbância. Em algumas modalidades, amostras de 1,4-BDO obtidas do destilado da segunda coluna de destilação de um sistema de destilação de quatro colunas tem uma absorbância de UV 270 de mais que 1,0, 2,0, 3,0 ou 4,0. Em algumas modalidades, amostras de 1,4-BDO obtidas do destilado da segunda coluna de um sistema de destilação de quatro colunas tem absorbância de UV270 pelo menos 10 vezes, 20 vezes, 30 vezes, 40 vezes, 50 vezes, 60 vezes, 70 vezes, 80 vezes, 90 vezes ou 100 vezes maior que amostras de 1,4-BDO obtidas do destilado da quarta coluna de uma destilação de quatro colunas.
[00243] Nos sistemas e processos aqui providos que incluem colunas de destilação, pode haver uma coluna (chamada "coluna de pesados") onde uma corrente de produto 1,4-BDO é removida em um destilado ou uma tiragem lateral, enquanto a corrente de purga de fundos (altos pontos de ebulição) é disposta (ou, como explicado acima, submetida a uma evaporação de película deslizante e/ou um trocador de calor). A corrente de purga de fundos de uma coluna de pesados contém tipicamente aminoácidos, sais, açúcares, etc., que podem incrustar posteriores unidades de processamento (por exemplo, uma unidade de hidrogenação). Em certas modalidades, a segunda coluna em um sistema de duas colunas é uma coluna de pesados. Em certas modalidades, a primeira coluna intermediária em um sistema de três ou quatro colunas é uma coluna de pesados. A taxa de alimentação, taxa de purga de fundos, e razão de taxa de purga para taxa de alimentação da coluna de pesados podem, por exemplo, estar dentro de parâmetros explicados abaixo.
[00244] Em algumas modalidades, a taxa de purga da coluna de pesados está entre cerca de 0,04 kg/h e cerca de 1000 kg/h. Por exemplo, a purga pode estar entre cerca de 0,04 kg/h e 2,0 kg/h; entre cerca de 30 kg/h a 130 kg/h; ou entre cerca de 200 kg/h a 1000 kg/h. Em algumas modalidades, a taxa de purga é de 0,8 kg/h. Em algumas modalidades, a taxa de purga está entre cerca de 0,8 kg/h e 245 kg/h; entre cerca de 0,8 kg/h e 490 kg/h; entre cerca de 0,8 kg/h e 620 kg/h; ou entre 0,8 kg/h e 1000 kg/h.
[00245] Em algumas modalidades, a taxa de alimentação da coluna de pesados está entre cerca de 5,0 kg/h a cerca de 10 000 kg/h. Por exemplo, a taxa de alimentação pode estar entre cerca de 5,0 kg/h a cerca de 13 kg/h; entre cerca de 1475 kg/h a 2500 kg/h; cerca de 2500 kg/h a 5000 kg/h; ou cerca de 5000 kg/h a 10 000 kg/h.
[00246] Em algumas modalidades, a razão entre a taxa de purga e a taxa de alimentação de uma coluna de pesados está entre cerca de 0,003 a cerca de 0,30, cerca de 0,03 a cerca de 2,0, ou cerca de 0,07 a cerca de 0,154. Em certas modalidades, a razão entre a taxa de purga e a taxa de alimentação da coluna de pesados é cerca de 0,1.
[00247] Embora o processo e sistemas aqui descritos sejam, em certos exemplos, discutidos com relação a obtenção de 1,4-BDO, em modalidades separadas o processo e sistemas aqui descritos podem ser empregados para a purificação de outros compostos de interesse, onde tais compostos estão presentes em um caldo de fermentação, são miscíveis em água, e têm um ponto de ebulição maior que aquele para água. Tais compostos de interesse incluem, por exemplo, 1,3- butanodiol (1,3-BDO), 2,3-butanodiol (2,3-BDO), 1,3-propanodiol (1,3- PDO), 1,2-propanodiol (1,2-PDO metil etil glicol), 1,2-etanodiol (etileno glicol), gama butiro lactona (GBL), 1,5-pentanodiol, 1,6-hexanodiol.
Aplicações
[00248] A pureza de produto 1,4-BDO pode refletir a aplicação para a qual o 1,4-BDO é para ser usado. Por exemplo, 1,4-BDO para uso em plástico marrom, poli(adipato de butileno-co-tereftalatos ou para produção de THF pode ser capaz de ter mais impurezas coloridas que um produto 1,4-BDO que será usado em plástico claro, por exemplo, em muitos produtos poliuretano ou copoliéster éteres, que podem requerer um produto 1,4-BDO aproximadamente incolor. Da mesma maneira, o produto 1,4-BDO útil para produtos plásticos marrons ou de outras cores podem não precisar tantas etapas de purificação como um produto 1,4-BDO para uma outra aplicação, tais como produtos ou polímero de plástico claro. A pureza do produto 1,4-BDO pode ser selecionada para ser uma mistura bruta de 1,4-BDO de pelo menos 80% ou 85%, ou pode ser um produto 1,4-BDO purificado de pelo menos 90%, 91%, 92%, 93%, 94%, 95%, 96%, 96%, 97%, 98%, 99%, 99,1%, 99,2%, 99,3%, 99,4%, 99,5%, 99,6%, 99,7%, 99,8% ou 99,9% em uma base de peso/peso, e dependendo de desejado produto final 1,4-BDO. A cor do produto 1,4-BDO pode ser uma cor APHA de menos que 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90 ou 100. O produto 1,4- BDO pode ter uma absorbância em 270 nm de menos que 0,01, 0,05, 0,1, 0,2, 0,3, 0,4, 0,5, 0,6, 0,8, 1,0, 2,0, 5, 10,0 ou 20,0.
[00249] O produto 1,4-BDO produzido como aqui descrito pode, por exemplo, ser livre ou ter pequenas quantidades de certos compostos, tais como aqueles descritos na Tabela 1 abaixo. Em certas modalidades, o produto 1,4-BDO pode, por exemplo, é superior a 99% de 1,4-BDO, pode não ter ou ter menos que 0,01 porcento de 2-metil- 3-buten-1-ol, e/ou nenhum ou menos que 0,01 porcento de 1,6- hexanodiol, e/ou menos que 0,04 porcento de propil éster de ácido butanoico, e/ou menos que 0,04 porcento de 2-(4-hidróxi butoxi) tetraidro furano. Tabela i. Análise de produto 1,4-BDO
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[00250] 1,4-BDO é um composto químico valioso para a produção de solvente de alto desempenho, compostos químicos finos, cosméticos, produtos e polímeros de cuidados pessoais, incluindo plásticos, fibras elásticas, poliuretanos, e poliésteres. Ele é a base para produção de outros compostos químicos de alto valor incluindo tetraidro furano (THF) e gama butiro lactona (GBL). No caso de polímeros, 1,4-BDO é um comonômero para produção de tereftalato de polibutileno (PBT). PBT é um termoplástico de engenharia de médio desempenho usado em aplicações automotivas, elétricas, sistemas de água, e pequenas aplicações. 1,4-BDO é um comonômero para copolímeros de poliuretano e poliuretano - poliureia. 1,4-BDO é um comonômero para polímeros biodegradáveis, incluindo PBAT (poli(butileno adipato-co-tereftalato)) e PBS (poli(succinato de butileno)). Conversão de 1,4-BDO a THF, e subsequentemente a politetrametileno éter glicol (PTMEG) (também referido como PTMO, óxido de poli tetra metileno e PTHF, poli (tetraidro furano)), prov~e um intermediário usado para fabricação de fibras elásticas, por exemplo, fibra spandex, usada em produtos tais como fibras de LYCRA ou elastano, por exemplo, quando combinados com copolímeros de poliuretano - poliureia. THF também encontra uso como um solvente industrial e em produção farmacêutica. PTMEG também é combinado na produção de elastômeros termoplásticos de especialidades (TPE), incluindo poliéster elastômero termoplástico (TPE-E ou TPEE) e copoliéster éteres (COPE).CPEs são elastômeros de alto módulo com excelentes propriedades mecânicas e resistência ambiental/óleo, permitindo operação dos mesmos em temperaturas extremas altas e baixas. PTMEG e 1,4-BDO também constituem poliuretanos termoplásticos (por exemplo, TPE-U ou TPEU) processados em extrusão termoplástica padrão, calandragem , e equipamento de moldagem, e são caracterizados por sua notável rigidez e resistência a abrasão. O GBL produzido de 1,4-BDO encontra usos incluindo em solventes, separadores de tintas e removedores de cola, e como um composto farmacêutico e na fabricação de compostos farmacêuticos. O GBL produzido de 1,4-BDO proporciona o estoque de alimentação para fabricação de pirrolidonas, incluindo N-metil-2- pirrolidona (NMP) e 2-pirrolidona, que por sua vez é usada para produzir N-vinil-2-pirrolidona (NVP) e polivinil pirrolidona (PVP), assim como servindo ao mercado agroquímico. As pirrolidonas são usadas como solventes de alto desempenho para processos de extração de crescente uso, incluindo, por exemplo, na indústria eletrônica e na produção farmacêutica. Uso e composições de NMP incluem um revestimento, um extrator para processamento ou recuperação de compostos químicos industriais e um excipiente para formulação de compostos farmacêuticos, cosméticos e produtos de cuidados pessoais. PP encontra uso como um solvente industrial e na produção de NVP e PVP. Uso e composições de PVP incluem um revestimento, um excipiente em formulações farmacêuticas, cosméticos e produtos de cuidados pessoais, um solvente ou aperfeiçoador de solubilidade, e um agente espessante. Uso e composições de NVP incluem um protetor de UV e aperfeiçoador de viscosidade. Da mesma maneira, é aqui provido um 1,4-BDO bioderivado produzido de acordo com os processos aqui descritos e produtos biobaseados compreendendo ou obtidos usando o 1,4-BDO bioderivado.
[00251] O produto biobaseado pode compreender 1,4-BDO, um polímero, THF, ou um derivado de THF, ou GBL ou um derivado de GBL; ou o produto biobaseado pode compreender 1,4-BDO, um polímero, um plástico, fibra elástica, poliuretano, poliéster, poliidróxi alcanoato, poli-4-hidróxi butirato, copolímero de poli-4-hidróxi butirato, poli(tetra metileno éter) glicol, poliuretano, copolímero de poliuretano - poliureia, spandex, elastano, LYCRA, nylon ou um plástico biodegradável incluindo PBAT e PBS; ou o produto biobaseado pode compreender polímero de tereftalato de polibutileno (PBT); ou o produto biobaseado pode compreender um polímero PBT, PBAT, PBS, ou PU, e preferivelmente um polímero PBT, que compreende uma resina, uma fibra, uma pérola, um grânulo, uma pelota, um chip, um plástico, um poliéster, um poliéster termoplástico, um artigo moldado, um artigo moldado de injeção, uma parte moldada por injeção, uma parte automotiva, uma resina de extrusão, uma parte elétrica e um estojo, opcionalmente onde o produto biobaseado é reforçado ou enchido, por exemplo, enchido com vidro ou enchido com mineral; ou o produto biobaseado é THF ou um derivado de THF, e o THF pode ser um solvente industrial e usado em produção farmacêutica, e o derivado de THF pode ser poli tetrametileno éter glicol (PTMEG), um poliéster éter (COPE); um poliuretano termoplástico, uma fibra, uma fibra elástica, um elastômero termoplástico, uma fibra spandex, ou um poliéster elastômero termoplástico; ou o produto biobaseado compreende GBL ou um derivado de GBL. A composição compreendendo GBL inclui um solvente, um separador de tinta, um removedor de cola, ou um composto farmacêutico, e também onde o derivado de GBL é uma pirrolidona, incluindo N-metil-2-pirrolidona (NMP), 2-pirrolidona, N-vinil-2-pirrolidona (NVP) e polivinil pirrolidona (PVP). A pirrolidona pode ser usada como solvente de alto desempenho, como um solvente de alto desempenho para extração química, e como excipiente farmacêutico ou em produção industrial; composições e usos compreendendo NMP incluem NMP como um revestimento, um extrator para processamento ou recuperação de compostos químicos industriais e um excipiente para formulação de compostos químicos, cosméticos e produtos de cuidados pessoais; composições e usos compreendendo PP incluem PP como um solvente industrial e produção de NVP e PVP; composições e usos de PVP incluem PVP como um revestimento, um excipiente em formulações farmacêuticas, cosméticos e produtos de cuidados pessoais, um solvente ou aperfeiçoador de solubilidade e um agente espessante; e composições e usos compreendendo NVP incluem NVP como um protetor UV e aperfeiçoador de viscosidade.
[00252] O produto biobaseado pode compreender pelo menos 5%, pelo menos 10%, pelo menos 20%, pelo menos 30%, pelo menos 40% ou pelo menos 50% de 1,4-BDO bioderivado. O produto biobaseado pode compreender uma porção do dito 1,4-BDO bioderivado como uma unidade de repetição. O produto biobaseado pode ser um produto moldado obtido por moldagem de produto biobaseado. Em certas modalidades, o produto biobaseado compreende pelo menos 5% ou pelo menos 10% de 1,4-BDO bioderivado. Em algumas modalidades, o produto biobaseado compreende pelo menos 20% de 1,4-BDO bioderivado. Em outras modalidades, o produto biobaseado compreende pelo menos 30% de 1,4-BDO bioderivado. Em algumas modalidades, o produto biobaseado compreende pelo menos 40% de 1,4-BDO bioderivado. Em outras modalidades, o produto biobaseado compreende pelo menos 50% de 1,4-BDO bioderivado. Em uma modalidade, o produto biobaseado compreende uma porção de dito 1,4-BDO bioderivado como uma unidade de repetição. Em uma outra modalidade, é aqui provido um produto moldado obtido por moldagem de produto biobaseado aqui provido. Em outras modalidades, é aqui provido um processo para produção de um produto biobaseado aqui provido, compreendendo reação química de dito 1,4-BDO bioderivado com ele mesmo ou um outro composto em uma reação que produz o dito produto biobaseado. Em certas modalidades, é aqui provido um polímero compreendendo ou obtido por conversão de 1,4-BDO bioderivado. Em outras modalidades, é aqui provido um processo para produção de um polímero, compreendendo conversão química ou enzimática de 1,4-BDO bioderivado no polímero. Ainda em outras modalidades, é aqui provida uma composição compreendendo o 1,4- BDO bioderivado, ou um seu sobrenadante de cultura ou lisado de células.
[00253] Por exemplo, um 1,4-BDO biobaseado, um polímero, THF ou um derivado de THF, ou GBL ou um derivado de GBL; ou o produto biobaseado pode compreender 1,4-BDO, um polímero, um plástico, uma fibra elástica, poliuretano, poliéster, poliidróxi alcanoato, poli-4- hidróxi butirato, copolímero de poli-4-hidróxi butirato, poli(tetra metileno éter) glicol, poliuretano, copolímero de poliuretano - poliureia, spnadex, elastano, LYCRA, nylon ou um plástico biodegradável incluindo PBAT E PBS; ou o produto biobaseado pode compreender polímero de tereftalato de polibutileno (PBT); ou o produto biobaseado pode compreender um polímero PBT, PBAT, PBS, ou PU, e um polímero PBT, que compreende uma resina, uma fibra, uma pérola, um grânulo, uma pelota, um chip, um plástico, um poliéster, um poliéster termoplástico, um artigo moldado, um artigo moldado por injeção, uma parte moldada por injeção, uma parte automotiva, uma resina de extrusão, uma parte elétrica e um estojo, opcionalmente onde o produto biobaseado é reforçado ou enchido, por exemplo, enchido com vidro ou enchido com mineral; ou o produto biobaseado é THF ou um derivado de THF, e o THF pode ser um solvente industrial e usado em produção farmacêutica, e o derivado de THF pode ser poli tetra metileno éter glicol(PTMEG), um poli éster éter (COPE), um poliuretano termoplástico, uma fibra, uma fibra elástica, um elastômero termoplástico, uma fibra spandex, ou um poliéster elastômero termoplástico; ou o produto biobaseado compreende GBL ou um derivado de GBL, onde a composição compreendendo GBL inclui um solvente, um separador de tinta, um removedor de cola, ou um composto farmacêutico, e também onde o derivado de GBL é uma pirrolidona, incluindo N-metil-2-pirrolidona (NMP), 2-pirrolidona, N-vinil- 2-pirrolidona (NVP) e polivinil pirrolidona (PVP), e a pirrolidona pode ser usada como solvente de alto desempenho, como um solvente de alto desempenho para extração química, e como excipiente farmacêutico ou em produção farmacêutica; as composições e usos compreendendo NMP incluem NMP como um revestimento, ou extrator para processamento ou recuperação de compostos químicos industriais e um excipiente para formulação de compostos farmacêuticos, cosméticos, e produtos de cuidados pessoais; composições e usos compreendendo PP incluem PP como um solvente industrial e produção de NVP e PVP; composições e usos de PVP incluem PVP como um revestimento, um excipiente em formulações farmacêuticas, cosméticos e produtos de cuidados pessoais, um solvente ou aperfeiçoador de solubilidade e um agente espessante; e e composições e usos compreendendo NVP incluem NVP como um protetor contra UV e aperfeiçoador de viscosidade pode ser produzido usando 50% de 1,4-BDO derivado de petróleo ou outras razões desejadas como 60%/40%, 70%/30%, 80%/20%, 90%/10%, 95%/5%, 100%/0%, 40%/60%, 30%/70%, 20%/80%, 10%/90% de precursores derivados de petróleo/bioderivados, tanto quanto pelo menos uma porção do produto compreenda um produto bioderivado produzido pelos organismos microbianos aqui mostrados. É entendido que processos para produção de 1,4-BDO, um polímero, THF ou um derivado de THF, ou GBL ou um derivado de GBL; ou o produto biobaseado pode compreender 1,4-BDO, um polímero, um plástico, uma fibra elástica, poliuretano, poliéster, poliidróxi alcanoato, poli-4- hidróxi butirato, copolímero de poli-4-hidróxi butirato, poli(tetra metileno éter) glicol, poliuretano, copolímero de poliuretano - poliureia, spandex, elastano, LYCRA, nylon ou plástico biodegradável incluindo PBAT e PBS; ou o produto biobaseado pode compreender polímero de tereftalato de polibutileno (PBT); ou o produto biobaseado pode compreender um polímero PBT, PBAT, PBS, ou PU, e um polímero PBT, que compreende uma resina, uma fibra, uma pérola, um grânulo, uma pelota, um chip, um plástico, um poliéster, um poliéster termoplástico, um artigo moldado, um artigo moldado por injeção, uma parte moldada por injeção, uma parte automotiva, uma resina de extrusão, uma parte elétrica e um estojo, opcionalmente onde o produto biobaseado é reforçado ou enchido, por exemplo, enchido com vidro ou enchido com mineral; ou o produto biobaseado é THF ou um derivado de THF, e o THF pode ser um solvente industrial e usado em produção farmacêutica, e o derivado de THF pode ser poli tetra metileno éter glicol (PTMEG), um poliéster éter (COPE), um poliuretano termoplástico, uma fibra, uma fibra elástica, um elastômero termoplástico, uma fibra spandex, ou um poliéster elastômero termoplástico; ou o produto biobaseado compreende GBL ou derivado de GBL, onde a composição compreendendo GBL inclui um solvente, um separador de tinta, um removedor de cola, ou um composto farmacêutico, e também onde o derivado de GBL é uma pirrolidona, incluindo N-metil-2-pirrolidona (NMP), 2-pirrolidona, N-vinil-2- pirrolidona (NMP), 2-pirrolidona, N-vinil -2-pirrolidona (NVP), e polivinil pirrolidona (PVP), e a pirrolidona pode ser usada como solvente de alta performance, como um solvente de alta performance para extração química, e como excipiente farmacêutico ou em produção farmacêutica; e composições e usos compreendendo NMP incluem NMP como um revestimento, um extrator para processamento ou recuperação de compostos químicos industriais e um excipiente para formulação de compostos farmacêuticos, cosméticos produtos de cuidados pessoais; composições e usos compreendendo PP incluem PP como um solvente industrial e produção de NVP e PVP; composições e usos de PVP incluem PVP como um revestimento, um excipiente em formulações farmacêuticas, cosméticos e produtos de cuidados pessoais, um solvente, ou aperfeiçoador de solubilidade e um agente espessante; e composições e usos compreendendo NVP incluem NVP como um protetor de UV e aperfeiçoador de viscosidade usando o 1,4-BDO bioderivado ou intermediário de caminho 1,4-BDO bioderivado da invenção são bem conhecidos na técnica.
[00254] 1,4-BDO bioderivado ou composto alvo tem uma razão de isótopo de carbono-12, carbono-13 e carbono-14 que reflete uma fonte de dióxido de carbono atmosférica, onde o 1,4-BDO ou composto alvo bioderivado é produzido através de qualquer uma das modalidades da presente exposição. Fontes de carbono renováveis podem ter uma razão de isótopo de carbono-12, carbono-13 e carbono-14 que reflete uma fonte de dióxido de carbono atmosférica. Outras fontes de carbono, não de fontes renováveis podem ter razão de isótopo de carbono-12, carbono-13 e carbono-14 que não reflete uma fonte de dióxido de carbono atmosférica.
[00255] Em algumas modalidades, o estoque de alimentação de carbono e outras fontes de absorção celular como fosfato, amônia, sulfato, cloreto, e outros halogênios podem ser pode ser escolhida para alterar a distribuição isotópica dos átomos presentes em 1,4-BDO ou qualquer intermediário de caminho 1,4-BDO. Os vários estoques de alimentação de carbono e outras fontes de absorção enumeradas acima serão aqui referidas, coletivamente, como "fontes de absorção". Fontes de absorção podem prover enriquecimento isotópico para qualquer átomo presente no 1,4-BDO produto ou intermediário de caminho de 1,4-BDO, ou para produtos secundários gerados em reações divergindo de um caminho 1,4-BDO. Enriquecimento isotópico pode ser obtido para qualquer átomo alvo incluindo, por exemplo, carbono, hidrogênio, oxigênio, nitrogênio, enxofre, fósforo, cloreto e outros halogênios.
[00256] Em algumas modalidades, as fontes de absorção podem ser selecionadas para alterarem as razões de carbono-12, carbono-13, e carbono-14. Em algumas modalidades, as fontes de absorção podem ser selecionadas para alterarem as razões de oxigênio-16, oxigênio-17, e oxigênio-18. Em algumas modalidades, as fontes de absorção podem ser selecionadas para alterarem as razões de hidrogênio, deutério e trítio. Em algumas modalidades, as fontes de absorção podem ser selecionadas para alterarem razões de nitrogênio-14 e nitrogênio-15. Em algumas modalidades, as fontes de absorção podem ser selecionadas para alterarem as razões de enxofre-32, enxofre-33, enxofre-34 e enxofre-35. Em algumas modalidades, as fontes de tomada podem ser selecionadas para alterarem razões de fósforo-31, fósforo-32, e fósforo-33. Em algumas modalidades, as fontes de absorção podem ser selecionadas para alterarem razões de cloro-35, cloro-36, e cloro-37.
[00257] Em algumas modalidades, a razão isotópica de um átomo alvo pode ser variada para uma desejada razão através de seleção de um ou mais fontes de absorção. Uma fonte de absorção pode ser derivada de uma fonte natural, como encontrada em natureza, ou a partir de uma fonte fabricada pelo homem, e aqueles versados na técnica podem selecionar uma fonte natural, uma fonte fabricada pelo homem, ou uma combinação das mesmas, para obter uma desejada razão isotópica de um átomo alvo. Um exemplo de uma fonte de absorção fabricada pelo homem inclui, por exemplo, uma fonte de absorção que é pelo menos parcialmente derivada de uma reação sintética química. Tais fontes de absorção enriquecidas isotopicamente podem ser adquiridas comercialmente ou preparadas no laboratório e/ou opcionalmente misturadas com uma fonte natural da fonte de absorção para obter uma desejada razão isotópica. Em algumas modalidades, uma razão isotópica de átomo alvo de uma fonte de absorção pode ser obtida através de seleção de uma desejada origem da fonte de absorção como encontrada em natureza. Por exemplo, como aqui discutido, uma fonte natural pode ser um biobaseado derivado de ou sintetizado por um organismo biológico ou uma fonte como produtos baseados em petróleo ou a atmosfera. Em algumas tais modalidades, uma fonte de carbono, por exemplo, pode ser selecionada de uma fonte de carbono derivada de combustível fóssil, que pode ser relativamente esgotada de carbono-14, ou uma fonte de carbono ambiental ou atmosférica, tal como CO2, que pode possuir uma grande quantidade de carbono-14 do que sua contraparte derivada de petróleo.
[00258] O isótopo de carbono instável carbono-14 ou rádiocarbono constitui grosseiramente 1 em 1012 átomos de carbono na atmosfera da terra e tem uma meia-vida de cerca de 5700 anos. O estoque de carbono é completado na atmosfera superior através de uma reação nuclear envolvendo raios cósmicos e nitrogênio comum (14N). Combustíveis fósseis não contêm carbono-14, na medida em que ele decaiu há muito tempo. Queima de combustíveis fósseis diminui a fração de carbono-14 atmosférica, o assim chamado "efeito Suess".
[00259] Processos de determinação de razões isotópicas de átomos em um composto são bem conhecidas por aqueles versados na técnica. Enriquecimento isotópico é facilmente avaliado por espectrometria de massa usando técnicas conhecidas como espectrometria de massa acelerada (MAS), espectrometria de massa de razão de isótopo estável (SIRMS) e Fracionamento Isotópico Natural específico de sítio por ressonância nuclear magnética (SNIF- NMR). Tais técnicas espectrais de massa podem ser integradas com técnicas de separação como cromatografia líquida (LC), cromatografia líquida de alta performance (HPLC) e/ou cromatografia gasosa , e semelhantes.
[00260] No caso de carbono, ASTM D6866 foi desenvolvida nos Estados Unidos como um processo analítico padronizado para determinação de teor biobaseado de amostras sólidas, líquidas, e gasosas usando datação de rádiocarbono pela American Society for Testing and Materials (ASTM) International. O padrão é baseado no uso de datação com rádiocarbono para a determinação de um teor biobaseado de produto. ASTM D6866 foi primeira publicada em 2004, e a versão ativa atual do padrão é ASTM D6866-11 (efetiva 1 de abril de 2011). Técnicas de datação de rádio carbono são bem conhecidas por aqueles versados na técnica, incluindo aquelas aqui descritas.
[00261] O teor biobaseado de um composto é estimado pela razão de carbono-14 (14C) para carbono-12 (12C). Especificamente, a Moderna Fração (Fm) é computada da expressão: Fm = (S-B)/(M-B), onde B, S e M representam as razões de 14C/12C do branco, a amostra e a referência moderna, respectivamente. Moderna Fração é uma medição do desvio da razão de 14C/12C de uma amostra a partir de "Moderna". Moderna é definida como 95% da concentração de rádiocarbono (em AD 1950) de National Bureau os Standards (NBS) Oxalic Acid I (isto é, materiais de referência padrão (SEM) 4990b) normalizado para δ13CVPDB = -19 per mil (Olsson, The use of Oxalic acid as a Standard in Radiocarbon Variations and Absolute Chronology, Nobel Symposium, 12thProc., John Wiley & Sons, New York (1970)). Resultados de espectrometria de massa, por exemplo, medidos por ASM, são calculados usando a internacionalmente aceita definição de 0,95 vezes a atividade específica de NBS ácido oxálico (SEM 4990b) normalizada para δ13CVPDB = -19 per mil. Isto é equivalente a uma razão 14C/12C (AD 1950) absoluta de 1,76 +/0,010 x 10-12 (Karlen et at., Arkiv Geofysik, 4:465-471 (1968)). Os cálculos padrões levam em conta a absorção diferencial de um isótopo com relação a outro, por exemplo, a absorção preferencial em sistemas biológicos de 12C acima de 13C acima de 14C, e estas correções são refletidas como uma Fm corrigida para δ13.
[00262] Um padrão de ácido oxálico (SEM 4990b ou HOx 10 foi feito a partir de uma colheita de beterraba sacarina 1955. Embora existissem 1000 lbs fabricados, este padrão de ácido oxálico não é mais comercialmente disponível. O padrão Oxalic Acid II (HOx 2; N.I.S.T designation SEM 4990 C) foi fabricado de uma colheita de melaços de beterraba Francesa de 1977. No início dos anos 80, um grupo de 12 laboratórios mediu as razões dos dois padrões. A razão da atividade de Oxalic acid II para I é de 1,2933 +/- 0,001 (a média pesada). A razão isotópica de HOx II é -17,8 per mille. ASTM D686611 sugere uso do Oxalic Acid II standard SEM 4990 C (Hox2) disponível para o padrão moderno (ver discussão de padrões de ácido oxálico original vs. Disponível em Mann, Radocarbon, 25(2):519-527 (1983)). Uma Fm = 0% representa a inteira falta de átomos de carbono-14emum material, assim indicando uma fonte de carbono fóssil (por exemplo, baseada em petróleo). Uma Fm = 100%, após correção para a injeção após-1950 de carbono-14 na atmosfera a partir de testes de bombas nucleares, indica uma fonte de carbono inteiramente moderna. Como aqui descrito, uma tal "fonte" moderna inclui fontes biobaseadas.
[00263] Como descrito em ASTM D6866, a porcentagem de carbono moderno (pMC) pode é superior a 100% devido ao continuado mas em diminuição, efeitos dos programas de testes nucleares dos anos 50, que resultaram em considerável l enriquecimento de carbono- 14 na atmosfera como descrito em ASTM D6866-11. Devido todas atividades de carbono-14 de amostra serem referidas a um padrão "pré-bomba", e devido aproximadamente todos os novos produtos biobaseados serem produzidos em um ambiente após bomba, todos os valores pMC (após correção para fração isotópica) têm de ser multiplicados por 0,95 (como de 2010) para melhor refletir o verdadeiro teor biobaseado da amostra. Um teor biobaseado que é maior que 103% sugere que um erro analítico ocorreu, ou que a fonte de carbono biobaseada é de mais que vários anos de idade.
[00264] ASTM D6866 quantifica o teor biobaseado em relação ao teor orgânico total de material e não considera o carbono inorgânico e outras substâncias não contendo carbono presentes. Por exemplo, um produto que é 50% material baseado em amido e 50% água pode ser considerado ter um Teor Biobaseado = 100% (50% teor orgânico que é 100%"biobaseado) baseado em ASTM D6866. Em um outro exemplo, um produto que é 50% material baseado em amido, 25% baseado em petróleo e 25% água pode ter um Teor Biobaseado = 66,7% (75% de teor orgânico mas somente 50% do produto é biobaseado). Em um outro exemplo, um produto que é 50% carbono orgânico e é um produto baseado em petróleo pode ser considerado ter um Teor Biobaseado = 0% (50% de carbono orgânico mas de fontes fósseis). Assim, baseado nos processos bem conhecidos e padrões conhecidos para determinação de teor biobaseado de um composto ou material, aqueles versados na técnica podem facilmente determinar o teor biobaseado e/ou produtos à jusante preparados que utilizam a invenção tendo um desejado teor biobaseado.
[00265] Aplicação de técnicas de datação de carbono-14 para quantificar teor bio-baseado de materiais são conhecidas na técnica (Currie et al., Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 172:281-287 (2000)). Por exemplo, datação com carbono-14 tem sido usada para quantificar teor bio-baseado em materiais contendo tereftalato (Colonna et al., Green Chemistry, 13:2543-2548 (2011)). Notavelmente, polímeros de tereftalato de polipropileno (PPT) derivados de 1,3-propanodiol renovável e ácido tereftálico derivado de petróleo resultaram em valores Fm próximos a 30% (isto é, desde 3/11 do carbono polimérico deriva de 1,3-propanodiol renovável e 8/11 do ácido tereftálico membro de extremidade fóssil) (Curie et al., supra 2000). Em contraste, polímero tereftalato de polibutileno derivado de ambos 1,4-butanodiol renovável e ácido tereftálico renovável resultou em teor bio-baseado excedendo 90% (Colonna et al., supra, 2011).
[00266] Da mesma maneira, em algumas modalidades, a presente invenção provê 1,4-BDO ou um intermediário de caminho de 1,4-BDO que tem uma razão de carbono-12, carbono-13, e carbono-14 que reflete uma fonte de absorção de carbono atmosférico, também referido como carbono ambiental. Por exemplo, em alguns aspectos o 1,4-BDO ou intermediário de caminho de 1,4-BDO pode ter um valor Fm de pelo menos 10%, pelo menos 15%, pelo menos 20%, pelo menos 25%, pelo menos 30%, pelo menos 35%, pelo menos 40%, pelo menos 45%, pelo menos 50%, pelo menos 55%, pelo menos 60%, elo menos 65%, pelo menos 70%, pelo menos 75%, pelo menos 80%, pelo menos 85%, pelo menos 90%, pelo menos 95%, pelo menos 98% ou tanto quanto 100%. Em algumas tais modalidades, a fonte de absorção é CO2. Em algumas modalidades, a presente invenção provê 1,4-BDO ou um intermediário de caminho de 1,4-BDO que tem uma razão de carbono-12, carbono-13, e carbono-14 que reflete uma fonte de absorção de carbono baseada em petróleo. Neste aspecto, o 1,4-BDO ou um intermediário de caminho de 1,4-BDO pode ter um valor Fm de menos que 95%, menos que 90%, menos que 85%, menos que 80%, menos que 75%, menos que 70%, menos que 65%, menos que 60%, menos que 55%, menos que 50%, menos que 45%, menos que 40%, menos que 35%, menos que 30%, menos que 25%, menos que 20%, menos que 15%, menos que 10%, menos que 5%, menos que 2% ou menos que 1%. Em algumas modalidades, a presente invenção provê 1,4-BDO ou um intermediário de caminho de 1,4-BDO que tem uma razão de carbono-12, carbono-13, e carbono-14 que é obtida através de uma combinação de uma fonte de absorção de carbono atmosférico com uma fonte de absorção baseada em petróleo. Uso de uma tal combinação de fontes de absorção é uma maneira através da qual a razão de crbono-12, carbono-13, e carbono- 14 pode ser variada, e as respectivas razões podem refletir as proporções das fontes de absorção.
[00267] Ainda, a presente invenção se refere ao 1,4-BDO ou intermediário de caminho de 1,4-BDO produzido biologicamente como aqui mostrado, e aos produtos derivados do mesmo, onde o 1,4-BDO ou um intermediário do caminho de 1,4-BDO tem uma razão de isótopo carbono-12, carbono-13, e carbono-14 de cerca de mesmo valor como o CO2 que ocorre no ambiente. Por exemplo, em alguns aspectos a invenção provê 1,4-BDO bioderivado ou um intermediário de 1,4-BDO bioderivado tendo uma razão de isótopo de carbono-12 versus carbono-13versus carbono-14 de cerca de mesmo valor como o CO2 que ocorre no ambiente, ou qualquer das outras razões aqui mostradas. É entendido, como aqui mostrado, que um produto pode ter uma razão de isótopo de carbono-12 versus carbono-13 versus carbono-14 de cerca de mesmo valor como o CO2 que ocorre no ambiente, ou qualquer das razões aqui mostradas, onde o produto é gerado de 1,4-BDO bioderivado ou um intermediário de caminho de 1,4-BDO bioderivado como aqui mostrado, onde o produto bioderivado é quimicamente modificado para gerar um produto final. Processos de modificação química de um produto bioderivado de 1,4-BDO, ou um seu intermediário, para gerar um desejado produto são bem conhecidospor aqueles versados na técnica, como aqui descrito. A invenção ainda provê 1,4-BDO, um polímero, THF ou um derivado de THF, ou GBL ou um derivado de GBL; ou o produto biobaseado pode compreender 1,4-BDO, um polímero, um plástico, fibra elástica, poliuretano, poliéster, poliidróxi alcanoato, poli-4-hidróxi butirato, copolímero de poli-4-hidróxi butirato, poli (tetra metileno éter) glicol, poliuretano, copolímero de poliuretano - poliureia, spandex, elastano, LYCRA, náilon ou um plástico biodegradável incluindo PBAT e PBS; ou o produto biobaseado pode compreender polímero de tereftalato de polibutileno(PBT); ou o produto biobaseado pode compreender um polímero PBT, PBAT, PBS, ou PU, e um polímero PBT, que compreende uma resina, uma fibra, uma pérola, um grânulo, uma pelota, um chip, um plástico, um poliéster, um poliéster termoplástico, um artigo moldado, um artigo moldado por injeção, uma parte moldada por injeção, uma parte automotiva, uma resina de extrusão, uma parte elétrica e um estojo, opcionalmente onde o produto biobaseado é reforçado ou enchido, por exemplo, enchido com vidro ou enchido com mineral; ou o produto biobaseado é THF ou um derivado de THF, e o THF pode ser um solvente industrial e usado em produção ffarmacêutica, e o derivado de THF pode ser poli tetrametileno éter glicol (PTMEG), um poliéster éter (COPE), um poliuretano termoplástico, uma fibra, uma fibra elástica, um elastômero termoplástico, uma fibra spandex, ou um poliéster elastômero termoplástico; ou o produto biobaseado compreende GBL ou um derivado de GBL, onde a composição compreendendo GBL inclui um solvente, um separador de tinta, um removedor de cola, ou um composto farmacêutico, e também onde o derivado de GBL é uma pirrolidona, incluindo N-metil-2-pirrolidona (NMP), 2-pirrolidona, N-vinil- 2-pirrolidona (NVP), e polivinil pirrolidona (PVP), e a pirrolidona pode ser usada como solvente de alto desempenho, como um solvente de alto desempenho para extração química, e como excipiente farmacêutico ou em produção farmacêutica; as composições e usos compreendendo NMP incluem NMP como um revestimento, um extrator para processamento ou recuperação de compostos químicos industriais e um excipiente para formulação de compostos farmacêuticos, cosméticos e produtos de cuidados pessoais; composições e usos compreendendo PP incluem PP como um solvente industrial e produção de NVP e PVP; composições e usos de PVP incluem PVP como um revestimento, um excipiente em formulações farmacêuticas, cosméticos e produtos de cuidados pessoais, um solvente ou aperfeiçoador de solubilidade e um agente espessante; composições e usos compreendendo NVP incluem NVP como um protetor contra UV e aperfeiçoador de viscosidade tendo uma razão de isótopos de carbono-12 versus carbono-13 versus carbono-14 de cerca de mesmo valor como o CO2 que ocorre no ambiente, onde o 1,4-BDO, um polímero, THF ou um derivado de THF, ou GBL ou um derivado de GBL; ou o produto biobaseado pode compreender 1,4-BDO, um polímero, um plástico, uma fibra elástica, poliuretano, poliéster, poliidróxi alcanoato, poli-4-hidróxi butirato, copolímero de poli-4-hidróxi butirato, poli (tetra metileno éter) glicol, poliuretano, copolímero de poliuretano - poliureia, spandex, elastano, LYCRA, náilon, ou um plástico biodegradável incluindo PBAT e PBS; ou o produto biobaseado pode compreender polímero de tereftalato de polibutileno (PBT), que compreende uma resina, uma fibra, uma pérola, um grânulo, uma pelota, um chip, um plástico, um poliéster, um poliéster termoplástico, uma parte automotiva, uma resina de extrusão, uma parte elétrica e um estojo, opcionalmente onde o produto biobaseado é reforçado ou enchido, por exemplo, enchido com vidro ou enchido com mineral; ou o produto biobaseado é THF ou derivado de THF, e o THF pode ser um solvente industrial e usado em produção farmacêutica, e o derivado de THF pode ser poli tetra metileno éter glicol (PTMEG), um poliéster éter (COPE), um poliuretano termoplástico, uma fibra, uma fibra elástica, um elastômero termoplástico, uma fibra spandex, ou um poliéster elastômero termoplástico; ou o produto biobaseado compreende GBL ou um derivado de GBL, onde a composição compreendendo GBL inclui um solvente, um separador de tinta, um removedor de cola, ou um composto farmacêutic, e também onde o derivado de GBL é uma pirrolidona, incluindo N- metil-2-pirrolidona (NMP), 2-pirrolidona, N-vinil -2-pirrolidona (NVP), e polivinil pirrolidona (PVP), e a pirrolidona pode ser usada como solvente de alto desempenho , como um solvente de alto desempenho para extração química, e como excipiente farmacêutico ou em produção farmacêutica; a composição e usos compreendendo NMP inclui NMP como um revestimento, um extrator para processamento ou recuperação de compostos químicos industriais e um excipiente para formulação de compostos farmacêuticos, cosméticos e produtos de cuidados pessoais; composições e usos compreendendo PP incluem PP como um solvente industrial e produção de NVP e PVP; composições e usos de PVP incluem PVP como um revestimento, um excipiente em formulações farmacêuticas, cosméticos e produtos de cuidados pessoais, um solvente ou aperfeiçoador de solubilidade e um agente espessante; e composições e usos compreendendo NVP incluem NVP como um protetor contra UV e aperfeiçoador de viscosidade são gerados diretamente de ou em combinação com 1,4-BDO bioderivado ou um intermediário de caminho de 1,4-BDO bioderivado como aqui mostrado.
Exemplo 1 Filtração com e sem um procedimento de ultrafiltração
[00268] Um procedimento foi realizado para determinar o efeito de ultrafiltração em uma série de filtrações que incluíram uma ultrafiltração ou desviaram a ultrafiltração entre microfiltração e nanofiltação. Um organismo de ocorrência não natural modificado foi cultivado para produzir um 1,4-BDO em um caldo de fermentação. O caldo de fermentação foi submetido a microfiltração com uma membrana cerâmica de tamanho de poro de 0,05 micron. Uma porção do filtrado da etapa de microfiltração foi então submetida a ultrafiltração utilizando uma mmembrana de ultrafiltração de 5000 Dlatons de MWCO. O filtrado da ultrafiltração foi então submetido a nanofiltração usando uma membrana de nanofiltração com cerca de 200 Daltons de MWCO. Uma outra porção do filtrado da etapa de microfiltração que não foi submetida a ultrafiltração, foi submetida ao mesmo procedimento de nanofiltração. As membranas de filtração foram rotineiramente limpas por todo o processamento do caldo de fermentação. A taxa na qual água limpa passa através de membrana após limpeza foi anotada, e calculada como uma porcentagem da taxa esperada quando a membrana é nova e é chamada o fluxo de água limpa (CWF). O experimento foi repetido mas usando uma membrana de microfiltração polimérica com um MWCO de 20 000 Daltons no lugar da membrana de microfiltração cerâmica. Os resultados do desempenho da nanofiltração após microfiltração com e sem ultrafiltação demonstram que a nanofiltração pode ser realizada com sucesso sobre um filtrado de microfiltração sem uma etapa de ultrafiltração interveniente, e foi verificado que surpreendentemente, não houve uma perda significante de eficiência de processo a partir de incrustação de membrana de nanofiltração ou taxa de fluxo como evidenciado pelas medições de fluxo de água limpa. Tabela 1. Resultados do efeito de ultrafiltração sobre subsequente nanofiltração
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Exemplo 2 Etapa de refinamento por troca iônica com somente resina de troca aniônica
[00269] Este exemplo demonstra que refinamento por troca iônica remove componentes indesejáveis de uma mistura contendo 1,4-BDO, enquanto pequeno ou nenhum efeito foi observado com refinamento de troca catiônica. Um organismo de ocorrência não natural modificado foi cultivado para produzir um 1,4-BDO em um caldo de fermentação. O caldo de fermentação foi submetido a filtração e evaporação para render uma mistura bruta de 1,4-BDO que foi aproximadamente 80% 1,4-BDO/20% água, que foi usada nestes experimentos. As resinas usadas foram resina de troca aniônica de base forte DOWEX 22 e resina de troca catiônica de ácido forte DOWEX MS 88. Todas as resinas foram recentemente regeneradas através de procedimentos usuais antes de uso. A mistura bruta de 1,4- BDO foi tratada isotermicamente com várias resinas e a absorbância de UV em 270 nm foi monitorada. Resultados foram determinados através de medição de absorbância de UV em 270 nm no produto 1,4- BDO após tratamento com as resinas de troca iônica, o que rende uma medida da quantidade de certas espécies removidas pela troca iônica.
[00270] Foi verificado que tratamento com troca aniônica de base forte produziu resultados similares a troca mista de cátions - ânions, ambas removendo uma maioria das espécies como indicado pela diminuição em absorbância em 270 nm. Troca catiônica não remover qualquer das espécies monitoradas (ver Tabela 2). Os resultados indicam que resina de troca aniônica na ausência de resina de troca catiônica pode remover uma maioria das espécies indesejáveis absorvendo em 270 nm a partir de 1,4- BDO em uma mistura bruta de 1,4-BDO. Tabela 2. Resultados de tratamento de uma mistura bruta de 1,4-BDO com troca iônica
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Exemplos 3-6 Sistema de duas colunas de destilação
[00271] Os exemplos que se seguem descrevem sistemas de destilação de 2 colunas simulando um sistema de duas colunas com um produto a partir de uma tiragem lateral da segunda coluna para produzir um produto 1,4-BDO purificado.
[00272] Uma destilação demonstração foi realizada usando um equipamento de destilação disponível que consistiu em 3 colunas e equipamento físico associado tais como trocadores de calor, condensadores e sistema de vácuo. Várias de opções foram avaliadas para melhor aproximar a operação de uma tiragem lateral para recuperar produto. Programa de simulação ASPEN PLUS foi usado para modelar o sistema de duas colunas com tiragem lateral usando uma conFigurauração de três colunas, e prever a melhor planta e parâmetros de operação para produção de um produto 1,4-BDO purificado.
[00273] Três colunas foram usadas para simular a opção de produto de tiragem lateral. A tiragem lateral de vapor foi simulada através do uso de terceira coluna de demonstração. O destilado da parte superior da segunda coluna de demonstração foi alimentado na base da terceira coluna. Os fundos da terceira coluna representaram o produto 1,4-BDO purificado. Na destilação demonstração, o produto foi um líquido que representou uma corrente de tiragem lateral de vapor condensado.
[00274] Um organismo de ocorrência não natural modificado foi cultivado para produzir 1,4-BDO em um caldo de fermentação. O caldo de fermentação foi passado através de três filtrações: microfiltração seguida por ultrafiltração e finalmente nanofiltração para produzir um produto 1,4-BDO separado. O produto 1,4-BDO separado foi então submetido a troca iônica (resinas de troca aniônica fracamente básica e de cátions fortemente ácida) para remoção de sais, seguido por evaporação para remoção de água, e então submetido a um refinamento de toca de íons (troca mista de cátions - ânions) para produzir a mistura bruta de 1,4-BDO. Esta mistura bruta de 1,4-BDO foi usada em Exemplos 3-6.
Exemplo 3
[00275] Na destilação demonstração uma primeira coluna de destilação com 10 estágios foi montada para receber como alimentação a mistura bruta de 1,4-BDO em estágio 6. Em alguns experimentos, colunas de destilação com 8 a 14 estágios foram usadas. A taxa de alimentação de 8 litros/hora foi usada durante a destilação. A coluna foi operada em uma pressão de parte superior de 80 mmHg, com uma temperatura de base de 170oC, e uma razão de fluxo molar de 1 a 1,75. Água e materiais leves (material com pontos de ebulição inferiores ao do 1,4-BDO) foram removidos da mistura bruta de 1,4-BDO a partir da parte superior da coluna. Uma corrente de produto contendo 1,4-BDO foi removida da parte inferior da coluna.
[00276] Uma segunda coluna de destilação com 18 estágios foi montada para receber no estágio 11 como alimentação, a corrente de produto contendo 1,4-BDO que foi obtida da parte inferior da primeira coluna. A coluna foi operada em 25 mmHg com uma temperatura base de 160oC, e uma razão de refluxo molar de 1,25. Materiais compontos de ebulição superiores ao do 1,4-BDO foram removidos da corrente de produto contendo 1,4-BDO a partir da parte inferior da coluna, e um destilado foi removido a partir da parte superior da coluna.
[00277] A terceira coluna de destilação foi configurada para receber o destilado da etapa prévia na base da coluna, e para produto 1,4- BDO purificado ser removido como uma corrente líquida a partir da parte inferior da coluna. Esta conFigurauração pode simular uma tiragem lateral a partir de uma coluna de destilação única. O produto 1,4-BDO representa o produto vapor condensado.
[00278] A taxa de alimentação foi de 7 litros/hora durante a destilação. A coluna foi operada em uma pressão de 25 mmHg com uma temperatura base de 155oC. O produto 1,4-BDO purificado foi coletado por condensação de corrente de vapor a partir da parte inferior da coluna.
Exemplo 4
[00279] A destilação de Exemplo 3 foi repetida, mas a pressão de coluna da segunda coluna foi reduzida para 10 mmHg.
Exemplo 5
[00280] No exemplo 5, a terceira coluna de destilação foi usada segunda vez e usou o produto 1,4-BDo purificado obtido da destilação de Exemplo 4. A destilação adicionada simula mais estágios na segunda coluna de um sistema de destilação de duas colunas. A coluna para a destilação adicional é montada com o produto 1,4-BDO purificado de exemplo 4 como a alimentação no estágio 11. A coluna foi operada em 10 mmHg com uma temperatura base de 140oC. Materiais com pontos de ebulição superiores ao do 1,4-BDO foram removidos da parte inferior da coluna, e o segundo produto 1,4-BDO purificado foi coletado na parte superior da coluna.
Exemplo 6
[00281] O exemplo 6 adicionaum tratamento de hidrogenação ao segundo produto 1,4-BDO purificado obtido do Exemplo 5. A reação de hidrogenação usou um catalisador RANEY-Ni e operou a 125oC a 130oC e uma pressão de 400 psig a 600 psig oC. O produto 1,4-BDO purificado é coletado na saída do reator de hidrogenação.
[00282] Resultados de cada um dos Exemplos 3-6 são providos na Tabela 3. A pureza do produto 1,4-BDO purificado é > 99,7% peso/peso em todos os exemplos. Produtos 1,4-BDO purificados de Exemplos 3 e 4 tiveram cor. Produtos 1,4-BDO purificados de Exemplos 5 e 6 foram claros como água. Outos corpos de cores no produto 1,4-BDO purificado estão presentes em Exemplos 3-5 como indicado na medição de UV em 270 nm, os quais estão acima de 0,1. O segundo produto 1,4-BDO purificado do exemplo 5 é o produto esperado de um sistema de 2 colunas de destilação com uma tiragem lateral para coletar produto 1,4-BDO purificado da segunda coluna. O produto 1,4-BDO purificado de Exemplo 6 será inerentemente inferior em qualidade porque componentes leves como THF são formados na etapa de hidrogenação. Os resultados do sistema de duas colunas provêm um meio para produzir produto 1,4-BDO de alta pureza que é aceitável para muitas aplicações. Tabela 3. Resultados de Exemplos de destilações 3-6
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Exemplo 7 - 10 Modelagem de sistemas de destilação de duas e três colunas
[00283] Em exemplos 7-10, sistemas de duas e três colunas de destilação foram modelados usando programa de simulação ASPENPLUS.
Exemplo 7
[00284] Em programa de simulação ASPEN-PLUS, uma destilação de duas colunas com uma tiragem lateral foi simulada. Uma primeira coluna de destilação com 67 estágios foi montada para receber como alimentação a mistura bruta de 1,4-BDO em estágio 1. Uma taxa de alimentação de 2750 kg/h foi usada no modelo. A coluna foi operada emuma pressão de parte superior de 80 mmHg, uma temperatura de parte superior de 46,5-47oC, uma temperatura de base de 169oC, com uma razão de refluxo de 1. Água e materiais leves (material com pontos de ebulição inferiores ao do 1,4-BDO) foram removidos da mistura brutas de 1,4-BDO da partir da parte superior da primeira coluna. Uma corrente de produto contendo 1,4-BDO foi removida da base da primeira coluna.
[00285] Uma segunda coluna de destilação com 67 estágios foi montada para receber como alimentação no estágio 54 a mistura contendo 14,-BDO que foi obtida a partir da base da primeira coluna. A segunda coluna de destilação foi operada em uma pressão de parte superior de 22,5 mmHg, uma temperatura de parte superior de 134-137oC, uma temperatura de base de 165oC, e uma razão de refluxo de 37. Materiais com pontos de ebulição superiores ao do 1,4-BDO foram removidos da corrente de produto contendo 1,4-BDO a partir da parte inferior da segunda coluna de destilação, materiais com pontos de ebulição inferiores ao do 1,4-BDO foram removidos da parte superior da segunda coluna de destilação e o produto 1,4-BDO destilado foi removido como um vapor e condensado a partir de tiragem lateral localizada acima de localização de alimentação da segunda coluna de destilação.
[00286] O sistema de destilação de duas colunas com tiragem lateral foi então modelado em programa de simulação ASPEN-PLUS usando a composição de alimentação dada na Tabela 4 e produziu os resultados apresentados na Tabela 4. Tabela 4. Resultados simulados para um sistema de destilação de duas colunas com tiragem lateral
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Exemplo 8
[00287] A simulação em programa de simulação ASPEN-PLUS de Exemplo 7 foi reconFiguraurada para um sistema de duas colunas de destilação e um evaporador de película deslizante, com o 1,4-BDO purificado coletado como um destilado da segunda coluna. O evaporador de película deslizante tomou como alimentação os materiais com pontos de ebulição superiores ao do 1,4-BDO junto com 1,4-BDO da parte inferior da segunda coluna de destilação. O evaporador de película deslizante tem um teor de 1,4-BDO de 70 a 95 % em peso de 1,4-BDO. O evaporador de película deslizante foi evaporado em uma pressão de 4 mmHg a 7,5 mmHg e uma temperatura de 115oC a 130oC. O destilado do evaporador de película deslizante foi alimentado para a coluna de alimentação de segundo coluna de destilação ou fundos para recuperação de 1,4-BDO, e o resíduo com elevado ponto de ebulição foi removido do sistema de destilação a partir de parte inferior de evaporador de película deslizante. Modelagem de um sistema de destilação de duas colunas com um evaporador de película deslizante foi então realizada em um programa de simulação ASPEN-PLUS usando uma composição similar como no Exemplo 7 sem o 1,3-PDO. Os resultados de simulação indicaram que recuperação de 1,4-BDO a partir da mistura bruta de 1,4-BDO pelo sistema de destilação incluindo o evaporador de película deslizante será maior que 99%.
Exemplo 9
[00288] A simulação em programa de simulação ASPEN-PLUS de Exemplo 8 foi reconFiguraurada para três colunas de destilação com tiragem lateral e evaporador de película deslizante. Uma terceira coluna de destilação foi adicionada à extremidade da montagem descrita no Exemplo 8 para um sistema de duas colunas de destilação, e a terceira coluna de destilação recebeu a alimentação de corrente de produto contendo 1,4-BDO a partir do destilado da segunda coluna de destilação, e um produto 1,4-BDO purificado foi produzido a partir de vapor de tiragem lateral da terceira coluna de destilação. A tiragem lateral está localizada abaixo de ponto de alimentação da terceira coluna de destilação.
[00289] Materiais com pontos de ebulição superiores ao do 1,4- BDO foram removidos da corrente de produto contendo 1,4-BDO através de parte inferior da segunda coluna de destilação. O destilado da segunda coluna foi alimentado para a terceira coluna de destilação. Materiais com pontos de ebulição inferiores ao do 1,4-BDO foram removidos a partir de parte superior da terceira coluna de destilação. O produto 1,4-BDO purificado foi removido como um vapor e condensado a partir de uma tiragem lateral localizada abaixo de localização de alimentação da segunda coluna de destilação.
[00290] Assumindo uma composição de alimentação de 80% de 1,4- BDO, 16% de água, 0,25 de gama-butiro lactona, 0,05% de mono acetato de 1,4-BDO, 3% de material pesado não identificado (material com ponto de ebulição maior que 1,-BDO), e traços de 2-(4’-hidróxi butoxi) tetraidro furano e 2-pirrolidona, condições de operação do sistema de três colunas com uma tiragem lateral e evaporador de película deslizante foram modeladas em programa de simulação ASPEN-PLUS. Os resultados da modelagem são apresentados na Tabela 5. Os resultados de simulação indicaram que recuperação de 1,4-BDO a partir de mistura bruta de 1,4-BDO pelo sistema de destilação incluindo o evaporador de película deslizante será maior que 98%. Tabela 5. Resultados de programa de simulação ASPEN-PLUS de um sistema de três colunas com tiragem lateral
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Exemplo 10
[00291] Produção de 1,4-BDO com um sistema de três colunas com tiragem lateral
[00292] O seguinte exemplifica como 1,4-BDO pode ser purificado a partir de uma mistura bruta de 1,4-BDO usando um sistema de destilação de três colunas similar ao Exemplo 9 com a adição de um Sistema de Hidrogenação localizado entre a segunda e terceira coluna de destilação. Os componentes na alimentação da destilação são cerca de 80% em peso de 1,4-BDO, cerca de 15% em peso de água, 0,2% em peso de y-butiro lactona (GBL), 0,05% em peso de mono acetato de 1,4-BDO, 100 ppm de 2-pirrolidona (2P), 1000 ppm de 2- (4’-hidróxi butoxi) tetraidro furano, 50 ppm de butanotriol, 500 (??) tetraidrofurano e outras impurezas pesadas não identificadas. A primeira coluna separa água, a coluna intermediária separa a porção principal das impurezas pesadas (impurezas com pontos de ebulição superiores ao do 1,4-BDO) incluindo 2P, e a segunda coluna separa GBL, mono acetato de 1,4-BDO e as impurezas restantes resultando no produto 1,4-BDO purificado.
Primeira coluna de destilação (coluna de retirada de água)
[00293] A coluna de retirada de água recebe mistura bruta de 1,4- BDO como alimentação. A coluna separa água da mistura bruta de 1,4-BDO. Em adição a água, a coluna remove qualquer etanol residual e outras impurezas voláteis. A corrente de destilado tem mais que 99,9% em peso da água inicial na alimentação e é enviada para a Instalação de Tratamento de Água de despejo. A corrente de fundos é a corrente de produto contendo 1,4-BDO que é alimentada para a coluna de Pesados.
[00294] A coluna de retirada de água incorpora um evaporador de filme em queda para transferir efetivamente o requerido calor para separação quando há mínima diferença de temperatura entre a instalação de aquecimento disponível e processo; de outro modo, calor pode ser transferido para a coluna usando tipos alternativos de trocadores de calor. O sistema de espaços superiores inclui uma concha horizontal resfriada com água e trocador de calor de aquecimento de tubo que condensa a corrente de espaços superiores de coluna contendo água e compostos orgânicos residuais. O espaço superior de coluna de retirada de água opera em cerca de 107 mbar.
Coluna de destilação intermediária (coluna de pesados)
[00295] A coluna de Pesados separa impurezas pesadas (materiais com pontos de ebulição superiores ao do 1,4-BDO) a partir da corrente de produto contendo 1,4-BDO do fundo da coluna de Retirada de Água. As impurezas pesadas incluem açúcar e sais residuais, material celular residual (proteínas, aminoácidos, etc.), ésteres de BDO, compostos contendo enxofre e nitrogênio que contribuem para impurezas com elevado ponto de ebulição de UV-270 e outras desconhecidas. A coluna de Pesados também separa uma principal porção das impurezas pesadas de ebulição próxima como 2- pirrolidona (2P). A corrente de destilado da parte superior da coluna é a corrente de produto contendo 1,4-BDO, e a corrente fundos cotem as impurezas pesadas separadas.
[00296] A Coluna de Pesados incorpora um evaporador de circulação forçada par efetivamente transferir o calor com mínima incrustação, O sistema de espaço superior inclui um evaporador de filme em queda para condensar economicamente os espaços superiores de coluna e prover vapor em baixa pressão para os evaporadores. A coluna de Pesados opera em 30 mbar. Um evaporador de película deslizante com baixo tempo de residência é utilizado para recuperar 1,4-BDO arrastado da corrente de fundos de coluna com elevado ponto de ebulição, e o destilado do evaporador de película deslizante é alimentado para a coluna de Pesados.
Reator de Hidrogenação
[00297] O reator de hidrogenação é uma etapa de refinamento intermediária que aperfeiçoa a qualidade de BDO purificado através de remoção significante de precursores de cor. O sistema incorpora leitos reatores que operam em uma conFigurauração líder - atraso para permitir operação continuada quando um dos leitos está sendo retirado. A alimentação para hidrogenação é a coluna de destilado de Pesados, e o produto de hidrogenação alimenta a coluna BDO. O Sistema de Hidrogenação opera em 400 psig a 600 psig e 125oC a 130oC.
Segunda Coluna de Destilação (Coluna BDO)
[00298] A coluna BDO separa qualquer restante 2P, GBL, mono acetato de BDO, e outras impurezas leves em traços, 2P, GBL, e mono acetato de BDO são impurezas importantes no produto 1,4- BDO, e eficiente separação daqueles componentes é crítica para obter a desejada pureza de produto 1,4-BDO. O destilado (material leve) contém principalmente GBL, e a corrente de fundos (materiais pesados) contém 2P. Produto 1,4-BDO purificado é coletado como vapor em tiragem lateral localizada abaixo da alimentação para a coluna de BDO. Esta localização da tiragem lateral assegura que 2P é enviado para o fundo, enquanto separando as impurezas leves para a parte superior da coluna. A corrente de fundos contém impurezas pesadas residuais e é reciclada para a Coluna de Pesados.
[00299] A coluna de BDO incorpora um evaporador de filme em queda para transferir efetivamente o calor quando há mínima diferença de temperatura entre o processo e a instalação de aquecimento disponível; de outro modo, calor pode ser transferido para a coluna usando tipos de trocadores de calor alternativos. O sistema de espaços superiores inclui um evaporador de filme em queda para condensar economicamente corrente de espaços superiores de coluna e prover corrente de baixa pressão para os evaporadores. Um condensador de concha e tubo horizontal comum para a coluna de Pesados e BDO assegura operação estável do sistema de espaço superior no evento de um desligamento de evaporador. A coluna de BDO opera em 30 mbar. O destilado é combinado com a corrente de fundos de Pesados.
Exemplo 11 Um modelo para sistema de destilação de quatro colunas com tiragem lateral
[00300] Um modelo para um sistema de destilação de quatro colunas com tiragem lateral incluído em programa de simulação ASPEN-PLUS foi realizado. Uma primeira coluna de destilação com 10 estágios (incluindo trocador de calor e condensador) foi montada para receber como alimentação a mistura bruta de 1,4-BDO no estágio 6. Uma taxa de alimentação de 3150 kg/h foi usada no modelo. A coluna foi operada em uma pressão de parte superior de 80 mmHg, uma temperatura de parte superior de 46,5-47oC, uma temperatura de base de 169oC, com uma razão de refluxo de 1. Água e materiais leves (material com pontos de ebulição inferiores ao do 1,4-BDO) foram removidos a partir da base da primeira coluna.
[00301] Uma segunda coluna de destilação com 30 estágios (incluindo condensador e trocador de calor) foi montada para receber como alimentação no estágio 12 a corrente de produto contendo 1,4- BDO que foi obtida da base da primeira coluna. A segunda coluna de destilação foi operada em uma pressão de parte superior de 22,5 mmHg, uma temperatura de parte superior de 137oC, uma temperatura de base de 160oC, e uma razão de refluxo de 1. Materiais com pontos de ebulição superiores ao do 1,4-BDO foram removidos da corrente de produto contendo 1,4-BDO através dos fundos da segunda coluna de destilação. Uma corrente de produto contendo 1,4-BDO foi removida como o destilado (espaço superior) da segunda coluna. Um evaporador de película deslizante foi usado para remover os componentes de maior ponto de ebulição dos materiais com pontos de ebulição superiores ao do 1,4-BDO a partir de parte inferior da segunda coluna de destilação e reciclar o 1,4-BDO para a alimentação da segunda coluna de destilação.
[00302] Um sistema de hidrogenação contendo um catalisador baseado em níquel foi montado para receber como alimentação o destilado, a corrente de produto contendo 1,4-BDO, da segunda coluna de destilação. Catalisadores baseados em níquel incluindo NiSAT 310, BASF Ni 3276E, Raney 2486 e E 474 foram testados. O sistema opera de 400 a 600 psig e 125 a 130oC. O sistema de hidrogenação é como descrito no Exemplo 10.
[00303] Uma terceira coluna de destilação com 30 estágios (incluindo condensador e trocador de calor) foi montada para receber como alimentação em estágio 8 a corrente de produto contendo 1,4- BDO que foi obtida do sistema de hidrogenação. A terceira coluna de destilação foi operada em uma pressão de parte superior de 25 mmHg, uma temperatura de parte superior de 133oc, uma temperatura de base de 152oC, e uma razão de ebulição de 2,5. Materiais com pontos de ebulição inferiores ao do 1,4-BDO foram removidos da corrente de produto contendo 1,4-BDO através de espaço superior da terceira coluna de destilação. Uma corrente de produto contendo 1,4- BDO foi removida a partir do fundo da terceira coluna.
[00304] Uma quarta coluna de destilação com 23 estágios (incluindo condensador e trocador de calor) foi montada para receber como alimentação no estágio 15 a corrente de produto contendo 1,4-BDO a partir de parte inferior da terceira coluna. A quarta coluna de destilação foi operada em uma pressão na parte superior de 25 mmHg, uma temperatura na parte superior de 140oC, uma temperatura na base de 148oC, e uma Razão de Ebulição de 74. A quarta coluna de destilação remove residuais componentes de pontos de ebulição inferiores ao do 1,4- BDO no espaço superior e componentes de pontos de ebulição superiores ao do 1,4-BDO nos fundos. O espaço superior foi reciclado para a alimentação de terceira coluna para recuperar 1,4-BDO, e os fundos foram reciclados para a alimentação da segunda coluna para também recuperar 1,4-BDO. O 1,4-BDO purificado foi tomado como uma tiragem lateral acima de alimentação de quarta coluna.
Exemplo 12 Sistema de destilação de quatro colunas com evaporador de película deslizante
[00305] Este exemplo demonstra que um sistema de destilação de quatro colunas comum evaporador de película deslizante pode aumentar significantemente a porcentagem de recuperação de 1,4- BDO, e a qualidade do produto 1,4-BDO purificado.
[00306] Uma primeira coluna de destilação com 8 estágios usando um empacotamento Koch 1Y, foi montada para receber a alimentação acima de estágio 5, a qual foi uma mistura bruta de 1,4-BDO. Uma taxa de alimentação de 15 kg/h foi usada. A coluna foi operada em uma pressão de parte superior de 80 mmHg, uma temperatura em parte superior de 46oC a 47oC, uma temperatura de base de 169oC, com uma razão de refluxo de 1. Água e materiais leves (materiais com pontos de ebulição inferiores ao do 1,4-BDO) foram removidos da mistura bruta de 1,4-BDO a partir da parte superior da primeira coluna de destilação. Uma primeira corrente de produto contendo 1,4-BDO foi removida a partir da base da primeira coluna de destilação.
[00307] Uma segunda coluna de destilação com 18 estágios usando empacotamento Koch 1Y, foi montada para receber alimentação acima de estágio 11, a qual foi a primeira corrente de produto contendo 1,4- BDO. A segunda coluna de destilação foi operada em uma pressão na parte superior de 25 mmHg, uma temperatura na parte superior de 139oC a 140oC, uma temperatura na base de 148oC, e uma razão de refluxo de 1-1,5. Materiais com pontos de ebulição superiores ao do 1,4-BDO foram removidos da primeira corrente de produto contendo 1,4-BDO através de parte inferior da segunda coluna de destilação. Uma segunda corrente de produto contendo 1,4-BDO foi removida como o destilado (espaço superior) da segunda coluna de destilação.
[00308] Um evaporador de película deslizante (WFE) foi montado para receber como alimentação os materiais com pontos de ebulição superiores ao do 1,4-BDO a partir da parte inferior da segunda coluna de destilação. O WFE foi operado em uma temperatura de 120oC a 125oC, uma temperatura de espaço superior de 112oC a 117oC (resfriado), uma temperatura de parte inferior de 115oC a 120oc, e em uma pressão de 4,5 mmHg. Material coletado a partir do espaço superior do WFE foi reciclado para a alimentação da segunda coluna de destilação. Material que saiu da parte inferior do WFE conteve subprodutos com elevados pontos de ebulição.
[00309] Uma unidade de hidrogenação contendo um catalisador baseado em níquel foi montada para tratar o destilado da segunda coluna de destilação (isto é, a segunda corrente de produto contendo 1,4-BDO). O sistema de hidrogenação operou em uma pressão de cerca de 400 psig e uma temperatura de cerca de 125oC a 130oC.
[00310] Uma terceira coluna de destilação com 18 estágios usando empacotamento Koch 1Y, foi montada para receber alimentação acima de estágio 7, a qual foi a segunda corrente de produto contendo 1,4- BDO que foi tratada pela unidade de hidrogenação. A terceira coluna de destilação foi operada em uma pressão de parte superior de 25 mmHg, uma temperatura de parte superior de 100oC a 109oC, uma temperatura de base de 167oC a 171oC, e uma razão de ebulição de cerca de 1,5. Materiais com pontos de ebulição inferiores ao do 1,4- BDO foram removidos da corrente de produto contendo 1,4-BDO através de espaço superior da terceira coluna de destilação. Uma terceira corrente de produto contendo 1,4-BDO foi removida a partir da parte inferior da terceira coluna de destilação.
[00311] Uma quarta coluna de destilação com 18 estágios usando empacotamento Koch 1Y, foi montada para receber alimentação acima de estágio 11, a qual foi a terceira corrente de produto contendo 1,4- BDO. A quarta coluna de destilação foi operada em uma pressão de parte superior de 25 mmHg, uma temperatura de parte superior de 140oC a 141oC, uma temperatura de base de 146oC a 148oC, e uma razão de ebulição de cerca de 25 a 30. Materiais com pontos de ebulição superiores ao do 1,4-BDO foram removidos da corrente de produto contendo 1,4-BDO através de parte inferior da quarta coluna de destilação, e estes materiais com pontos de ebulição superiores ao do 1,4-BDO foram reciclados para a alimentação de segunda coluna de destilação para recuperação de 1,4-BDO. O produto 1,4-BDO purificado foi tomado como um destilado a partir da parte superior da quarta coluna de destilação.
[00312] Durante a destilação do 1,4-BDO no presente exemplo, amostras de correntes de processo foram tomadas em vários pontos na destilação e absorbância de UV foi medida. Absorbância de UV é uma medida da qualidade do 1,4-BDO que indica a quantidade de impurezas presente. Estas absorbâncias de UV são comparadas a amostras tomadas de um sistema de destilação de quatro colunas sem um evaporador de película deslizante. Os resultados são mostrados na Tabela 6. Com a adição de um evaporador de película deslizante ao sistema de destilação, a quantidade de impurezas foi diminuída e a qualidade do produto foi aumentada em todos os casos como indicado por uma redução de cerca de 50% das absorbâncias de UV.
[00313] Também, porcentagem de recuperação de 1,4-BDO no presente exemplo para a segunda coluna de destilação foi medida durante a destilação de diferentes bateladas de material e feitas média. A porcentagem média de recuperação de 1,4-BDO foi determinada ser de 98,1% quando um evaporador de película deslizante estava presente, enquanto a porcentagem de recuperação média de 1,4-BDO em um sistema sem um evaporador de película deslizante foi determinada ser 91,6%. Um significante aumento na recuperação do 1,4-BDO foi obtido, enquanto aperfeiçoando a qualidade do produto final.
[00314] A inclusão do evaporador de película deslizante ajudou a produzir um produto 1,4-BDO purificado de maior pureza e qualidade, enquanto também ajudou a aperfeiçoar a quantidade de 1,4-BDO recuperada pelo sistema de destilação. Tabela 6. Resultados de destilação de um sistema de destilação de 4 colunas com e sem um evaporador de película deslizante (WFE)
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Exemplo 13
[00315] Este exemplo demonstra a alta pureza do produto 1,4-BDO purificado que pode ser obtida seguindo processos aqui descritos.
[00316] 1,4-BDO foi produzido diretamente de fermentação de glicose em dextrose usando E. coli engenheirada geneticamente com um caminho de conversão de glicose a 1,4-BDO. Produto 1,4-BDO foi isolado do caldo de fermentação. Como explicado abaixo, amostras de produto 1,4-BDO de várias corridas exemplares foram caracterizadas.
[00317] Níveis de pureza das amostras de produto 1,4-BDO foram determinados usando cromatografia gasosa com detetor de ionização de chama (GC-FID) (AGILENT 7890; Agilent Technologies, Santa Clara, Ca USA). Amostras de produto 1,4-BDO foram diluídas 1 para 1 com acetonitrila e injetadas no cromatógrafo a gás equipado com uma coluna capilar tipo INNOWax de fase ligada e um detetor de ionização de chama. Uma maioria das impurezas foi separada do 1,4-BDO sobre a coluna e foi detectada pelo FID. Calibração foi realizada através de injeção de quantidades conhecidas de componentes identificados em múltiplas quantidades e permitindo que o suporte lógico (CHROMPERFECT Software, Denville, NJ USA) calcule sua resposta FID. Desconhecidos totais foram determinados usando um fator de resposta default. A porcentagem de pureza para 1,4-BDO foi calculada através de subtração de todos os compostos conhecidos e desconhecidos de 100. O Fator Resposta (RF) foi calculado como (Área de componente/quantidade de componente em padrão de calibração). As ppm de um componente foram calculadas como a (Área de componente/Fator de Resposta) x (Diluição/Quantidade de Amostra). O processo é aplicável à medição de pureza de 1,4-BDO > 95% puro. Sob as condições analíticas, tempo de retenção e fator de resposta de vários compostos foram determinados, incluindo 12,84 RT para 1,4-BDO, 9,00 RT e 151,714 RF para furfural, 10,39 RT e 154,486 RF para gama butiro lactona (GBL) e 13,56 RT e 130,036 RF para solerona.
[00318] O teor de 1,4-BDO nas amostras de produto 1,4-BDO variou de 98,6 a 99,9% em peso. As amostras foram levemente ácidas a aproximadamente neutras com pH de cerca de 6,5 a 6,8, incolores, e tiveram valores de índice de cor American Public Health Association (APHA) de 1 a 3. Nitrogênio total foi tipicamente de 1 a 1,5 ppm; 2- pirrolidinona foi tipicamente 0 ppm ou quando ocasionalmente observada foi 1 a 2 ppm e totalizou a maioria do nitrogênio. Vários mono-, di- e/ou trióis de dois carbonos (C2) a quatro carbonos (C4) foram ocasionalmente observados, genericamente de zero a 160 ppm no total quando presentes. Compostos carbonila de três carbonos (C3) a seis carbonos (C6) foram observados em cerca de 0 a 200 ppm no total, totalizando grandemente um composto carbonila C3. O GBL carbonila C4 estava usualmente em 0 ppm, e quando raramente observado estava em 1 a 90 ppm. Carbonilas de cinco carbonos (C5), incluindo N-metil-2-pirrolidinona e furfural, foram usualmente 0 ppm, mas furfural quando ocasionalmente presente foi de 3 a 10 ppm, e raramente em 20 ou 30 ppm. Carbonilas C6, incluindo solerona, pantolactona e 5-hidróxi metil furfural estavam usualmente em 0 ppm, e quando ocasionalmente observadas estavam em 3 a 9 ppm no total. Tabela 7. Características de amostras de produto 1,4-BDO exemplares
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Exemplo 14
[00319] Este exemplo descreve estudos usando um sistema de destilação de quatro colunas. Em resumo, uma mistura bruta de 1,4- BDO foi alimentada para uma primeira coluna de destilação de "retirada de água" para remoção de compostos de baixo ponto de ebulição incluindo água. Os compostos com elevado ponto de ebulição (corrente de produto contendo 1,4-BDO) da coluna de retirada de água foram alimentados para uma segunda coluna de destilação de "pesados" para produção de um destilado de compostos de baixo ponto de ebulição (corrente de produto contendo 1,4-BDO) e uma purga de fundos. A corrente de produto contendo 1,4-BDO da coluna de pesados foi alimentada para uma unidade de hidrogenação e então alimentada para uma terceira coluna de "leves" que produziu uma corrente de produto líquida contendo 1,4-BDO que por sua vez foi alimentada para uma quarta coluna de "BDO". Produto 1,4-BDO do sistema de destilação de quatro colunas foi obtido como o destilado da coluna de BDO. Estudos foram conduzidos para avaliar como impurezas na corrente de produto contendo 1,4-BDO da coluna de pesados podem ser reduzidas com mínima perda em recuperação de 1,4-BDO do sistema. Medições de absorbância de UV (270 nm) foram feitas para avaliar as quantidades relativas de impurezas em correntes de processos e produto do sistema de destilação de quatro colunas. Redução de impurezas absorvendo UV na corrente de processo alimentada para a unidade de hidrogenação, em adição a aumento em porcentagem de 1,4-BDO em um produto, também podem aumentar beneficamente a vida de catalisador na unidade de hidrogenação.
[00320] A montagem inicial de quatro colunas foi de modo que a purga de fundos da coluna de pesados foi alimentada para um trocador de calor de recirculação forçada, o vapor do qual foi reciclado na coluna de pesados (a condição "nenhum WFE"). Diferentes taxas de alimentação, e taxas de purga de fundos a partir da, coluna de pesados foram empreendidas para observação de se as razões de purga/alimentação podem reduzir impurezas no destilado 1,4-BDO da coluna de BDO. A mesma montagem de quatro colunas foi usada onde uma porção da purga de fundos foi submetida a evaporação de película deslizante, o destilado da qual foi introduzido de volta na coluna de pesados ou uma corrente de produto 1,4-BDO (antes da unidade de hidrogenação) do sistema de destilação de quatro colunas (a condição "WFE presente").
[00321] Em particular, o efeito de mudança de taxa de purga de fundos a partir da coluna de pesados sobre absorbância de UV 270 do produto 1,4-BDO da coluna de BDO foi examinado. Taxas de purga entre cerca de 0,3 kg/h e cerca de 0,90 kg/h foram examinadas. A absorbância de UV 270 do produto 1,4-BDO da coluna de BDO foi acima de 0,0300 em uma taxa de purga de cerca de 0,3 kg/h (sem WFE), que foi reduzida através de aumento de taxa de purga. Nestes estudos, foi observado que, com relação à coluna de pesados, uma taxa de purga de fundos que é cerca de um décimo da taxa de alimentação pode frequentemente estar perto, ou ser, uma ótima razão para reduzir impurezas absorvendo UV no produto 1,4-BDO. Aumento de taxa de purga de coluna de pesados também pode ser associada com uma perda em recuperação de produto 1,4-BDO. Adição de um WFE vertical em taxas de purga acima de 0,7 kg/h contribuiu para a redução de contaminantes absorvendo UV 270. Utilização de um WFE também foi observada ser útil para evitar a perda em porcentagem de recuperação de 1,4-BDO no produto, por exemplo, quando foram usadas aumentadas taxas de purga de fundos.
[00322] Outros estudos foram conduzidos para avaliar efeitos de uso de um evaporador de película deslizante horizontal em uma corrente de processo BDO, antes que um evaporador de filme vertical, tal como usado nos estudos descritos acima e no Exemplo 12. A presença de 2-pirrolidona em uma corrente de processo de BDO foi usada como um indicador da extensão de componentes de cor absorvendo UV em 270 na corrente. Nestes estudos, determinações de concentrações de 2-pirrolidona (em ppm) e reais taxas de massa (kg/h) foram feitas para avaliar a provável presença de componentes de cor no destilado de WFE. Foram feitas comparações onde WFE horizontal foi conduzido em várias temperaturas de operação variando entre cerca de 122oC e 170oC. Resultados dos estudos demonstraram que temperaturas de operação de WFE horizontal abaixo de cerca de 160oC, com uma temperatura de filme de operação ótima de cerca de 145oC a cerca de 155o, foram efetivas na redução de 2-pirrolidona. Nestes estudos foi notado que mono acetato de BDO e THF permanecem relativamente inalterados no destilado de WFE nas várias temperaturas de operação de WFE. Especificamente, 2- pirrolidona diminuiu no destilado de WFE quando as temperaturas de filme aumentaram até cerca de 155oC, e então 2-pirrolidona aumentou quando a temperatura de filme aumentou acima de 155oC. Estes estudos demonstram a utilidade de uso de WFE horizontal em sistemas de purificação de BDO e processos tais como aqui descritos.
Exemplo 15
[00323] Um número de corridas testes e de modelagem sobre ASPEN em um sistema de 4 colunas de destilação foi feito de modo a determinar as faixas de condições de operação. Dependendo da composição de alimentação e separação através de cada coluna, destilações podem ser operadas dentro de faixas exemplares dadas abaixo. Tabela 6. Parâmetros exemplares de projeto de operação de destilação de 4 colunas
Figure img0013
* D/F significa destilado sobre alimentação ** B/F significa fundos sobre alimentação
[00324] É entendido que modificações que não afetam substancialmente a atividade das várias modalidades desta invenção também são incluídas na definição da invenção aqui provida. Da mesma maneira, os exemplos aqui apresentados são pretendidos para ilustração, mas não como limitação à presente invenção.
[00325] Por todo este pedido de patente várias publicações foram feitas referência dentro de parênteses. As exposições destas publicações em suas totalidades são aqui incorporadas por referência neste pedido de patente de modo a descrever mais inteiramente o estado da técnica à qual essa invenção pertence.
[00326] Embora a invenção tenha sido descrita com referência às modalidades mostradas, aqueles versados na técnica facilmente apreciarão que os específicos exemplos e estudos detalhados acima são somente ilustrativos da invenção. Deve ser entendido que várias modificações podem ser feitas sem fugir do espírito da invenção. Da mesma maneira, a invenção somente é limitada pelas reivindicações que se seguem.

Claims (9)

1. Processo de purificação de 1,4-butanodiol (1,4-BDO), caracterizado pelo fato de que compreende: (a) submeter uma mistura de 1,4-BDO bruto (400’) a um procedimento de destilação de primeira coluna (410’) para remover materiais com um ponto de ebulição inferior ao do 1,4-BDO (412’) da mistura 1,4-BDO bruto para produzir uma primeira corrente de produto contendo 1,4-BDO; (b) submeter a primeira corrente de produto contendo 1,4-BDO (414’) a um primeiro procedimento de destilação em coluna intermediária (420’) para remover materiais com um ponto de ebulição superior ao do 1,4-BDO, como uma primeira corrente com elevado ponto de ebulição (424’), para produzir uma segunda corrente de produto contendo 1,4-BDO (422’) saindo do topo da primeira coluna intermediária (420’), e tratar a segunda corrente de produto contendo 1,4-BDO (422’) com uma reação de hidrogenação (460’) antes da etapa (d); (c) submeter a primeira corrente com elevado ponto de ebulição (424’) à evaporação de película deslizante (WFE) (440’) para produzir um destilado WFE (442’) e submeter o destilado WFE (442’) à etapa (b); (d) submeter a segunda corrente de produto contendo 1,4-BDO (422’) a um segundo procedimento de destilação em coluna intermediária (430’) para remover materiais com um ponto de ebulição inferior ao do 1,4-BDO (432’), para produzir uma terceira corrente de produto contendo 1,4-BDO (434’); e (e) submeter a terceira corrente de produto contendo 1,4- BDO (434’) a um procedimento de destilação de segunda coluna (450’) para remover materiais com pontos de ebulição superiores ao do 1,4- BDO como uma segunda corrente com elevado ponto de ebulição (454’), para produzir um produto purificado de 1,4- BDO (452’); sendo que a mistura de 1,4-BDO bruto compreende 80% a 85% de 1,4-BDO com 1% a 25% de água; a recuperação do produto 1,4-BDO purificado da mistura de 1,4-BDO bruto é superior a 98%; e o produto 1,4-BDO purificado é superior a 98% (p/p) de 1,4-BDO.
2. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o produto purificado de 1,4-BDO é coletado como um destilado do segundo procedimento de destilação em coluna (450’).
3. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende ainda a cultura de um organismo de ocorrência não natural modificado para produzir 1,4- BDO em um caldo de fermentação (102’), submetendo o caldo de fermentação (102’) a um procedimento de separação para obter um produto de 1,4-BDO separado (114’), e submetendo o 1,4-BDO separado (114’) à remoção de água e à remoção de sal para produzir a mistura de 1,4-BDO bruto (144’), sendo que o procedimento de separação consiste em uma primeira filtração e uma segunda filtração, sendo que a primeira filtração é microfiltração ou ultrafiltração (112’), e sendo que a segunda filtração é nanofiltração (120’).
4. Processo, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que compreende ainda submeter a mistura de 1,4-BDO bruto a uma troca iônica de refinamento (150’) usando uma resina de troca iônica de refinamento, que é uma resina de troca aniônica.
5. Processo, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que a remoção da água é por evaporação (140’).
6. Processo, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que a remoção do sal é por troca iônica primária (130’).
7. Processo, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que a resina de troca iônica primária compreende uma resina de troca catiônica e uma resina de troca iônica.
8. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o produto purificado de 1,4-BDO é coletado de uma extração lateral do procedimento de destilação da segunda coluna (450’).
9. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o produto 1,4-BDO purificado apresenta menos de 0,04 por cento de 2-(4-hidroxibutoxi)tetra-hidrofurano.
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