BR112018011184B1 - Método para separar cromatograficamente ácido propiônico de uma mistura de alimentação líquida - Google Patents

Método para separar cromatograficamente ácido propiônico de uma mistura de alimentação líquida Download PDF

Info

Publication number
BR112018011184B1
BR112018011184B1 BR112018011184-8A BR112018011184A BR112018011184B1 BR 112018011184 B1 BR112018011184 B1 BR 112018011184B1 BR 112018011184 A BR112018011184 A BR 112018011184A BR 112018011184 B1 BR112018011184 B1 BR 112018011184B1
Authority
BR
Brazil
Prior art keywords
propionic acid
monomers
liquid feed
polymerization
mixture
Prior art date
Application number
BR112018011184-8A
Other languages
English (en)
Other versions
BR112018011184A2 (pt
Inventor
Stephen Pease
Daryl J. Gisch
Collin H. Martin
Bianca F. Martins
Original Assignee
Dow Global Technologies Llc
Rohm And Haas Company
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Dow Global Technologies Llc, Rohm And Haas Company filed Critical Dow Global Technologies Llc
Publication of BR112018011184A2 publication Critical patent/BR112018011184A2/pt
Publication of BR112018011184B1 publication Critical patent/BR112018011184B1/pt

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D15/00Separating processes involving the treatment of liquids with solid sorbents; Apparatus therefor
    • B01D15/08Selective adsorption, e.g. chromatography
    • B01D15/26Selective adsorption, e.g. chromatography characterised by the separation mechanism
    • B01D15/36Selective adsorption, e.g. chromatography characterised by the separation mechanism involving ionic interaction
    • B01D15/361Ion-exchange
    • B01D15/363Anion-exchange
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J41/00Anion exchange; Use of material as anion exchangers; Treatment of material for improving the anion exchange properties
    • B01J41/04Processes using organic exchangers
    • B01J41/05Processes using organic exchangers in the strongly basic form
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J41/00Anion exchange; Use of material as anion exchangers; Treatment of material for improving the anion exchange properties
    • B01J41/20Anion exchangers for chromatographic processes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C51/00Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides
    • C07C51/42Separation; Purification; Stabilisation; Use of additives
    • C07C51/47Separation; Purification; Stabilisation; Use of additives by solid-liquid treatment; by chemisorption
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C53/00Saturated compounds having only one carboxyl group bound to an acyclic carbon atom or hydrogen
    • C07C53/122Propionic acid
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12PFERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
    • C12P7/00Preparation of oxygen-containing organic compounds
    • C12P7/40Preparation of oxygen-containing organic compounds containing a carboxyl group including Peroxycarboxylic acids
    • C12P7/52Propionic acid; Butyric acids
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/10Process efficiency

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)

Abstract

SEPARAÇÃO CROMATOGRÁFICA DE ÁCIDO PROPIÔNICO UTILIZANDO RESINA DE PERMUTA ANIÔNICA DE BASE FORTE . Um método para separar cromatograficamente ácido propiônico de uma mistura de alimentação líquida incluindo ácido propiônico e um carboidrato passando a mistura de alimentação líquida através de um leito incluindo uma resina de permuta aniônica de base forte.

Description

CAMPO DA INVENÇÃO
[001] A invenção se refere ao uso de resinas de permuta iônica para separar cromatograficamente ácido propiônico de uma mistura de alimentação líquida.
INTRODUÇÃO
[002] O ácido propiônico (também conhecido como “ácido propanoico”) é atualmente usado como alimento e aditivo para a alimentação animal e na preservação de grãos. O ácido propiônico pode também ser utilizado como um precursor na produção de polipropileno e vinil propionato. Tradicionalmente, o ácido propiônico é produzido por meio de uma rota petroquímica. Mais recentemente, o ácido propiônico pode ser produzido por processos de fermentação. Ver, por exemplo: Zhu et al., Optimization and Scale-up of Propionic Acid Production by Propionic Acid-tolerant Propioni bacterium adicipropionici with Glycerol as the Carbon Source, Bioresource Technology 101 (2010), 8902-8906.
[003] Os métodos tradicionais para purificar o ácido propiônico incluem destilação e extração com solvente (ver US9024066). Infelizmente, a destilação é intensiva em energia e cria subprodutos indesejados, juntamente com reações de polimerização que ocorrem aquecendo ácidos orgânicos a altas temperaturas. A extração de solvente usa solventes de baixo ponto de ebulição para remover o ácido propiônico de soluções aquosas, seguido por evaporação do solvente. Este método é desvantajoso pela não seletividade relativa da extração do solvente, por exemplo, muitos outros compostos irão particionar na fase solvente e contaminar o produto. Além disso, os solventes com melhor desempenho são geralmente álcoois de cadeia longa que reagem com os ácidos nos ésteres produtores de meios. Portanto, uma destilação reativa para realizar a hidrólise dos ésteres e recuperar os ácidos é geralmente necessária neste processo. Melhores técnicas de separação são desejadas.
SUMÁRIO
[004] A invenção inclui um método para separar cromatograficamente ácido propiônico de uma mistura de alimentação líquida incluindo ácido propiônico e um carboidrato passando a mistura de alimentação líquida através de um leito incluindo uma resina de permuta aniônica de base forte. Numa modalidade preferida, a resina de permuta aniônica é uma resina de base forte do Tipo I do tipo gel. Numa outra modalidade preferida, a mistura de alimentação líquida é um líquido do processo de fermentação incluindo um ou mais ácidos orgânicos, álcoois, sais inorgânicos e sacarídeos.
BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS
[005] As Figuras 1 e 2 são gráficos de concentração (g/L) vs. volume da coluna para os compostos selecionados descritos nos Exemplos.
DESCRIÇÃO DETALHADA
[006] A invenção inclui um método para separar cromatograficamente o ácido propiônico de uma mistura líquida (por exemplo, à base de água) incluindo ácido propiônico e carboidrato. Numa modalidade preferida da invenção, a mistura de alimentação líquida inclui pelo menos 1 g/L de ácido propiônico. Adicionalmente, a mistura de alimentação líquida pode incluir um ou mais carboidratos incluindo sacarídeos (por exemplo, sacarose, glicose, frutose, xilose, manose), derivados, mas não limitados a açúcar de cana ou beterraba ou xarope de milho ou de hidrólise de biomassa, aminoácidos, álcoois (por exemplo, glicerol), aminoácidos, proteínas, sais inorgânicos (por exemplo, sais de potássio sódico, cálcio, magnésio, ferro e, em particular, sulfato de sódio) e vários ácidos orgânicos, por exemplo, ácido acético, ácido lático, ácido itacônico, ácido succínico, ácido maleico, ácido cítrico, ácido ascórbico, ácido α- cetoglutárico, ácido glicólico, ácido glucônico, ácido málico, ácido tartárico e ácido sacárico, juntamente com seus sais correspondentes. As misturas representativas de alimentos líquidos incluem aquelas usadas em processos de fermentação, por exemplo, cana-de-açúcar, açúcar de beterraba, açúcar de milho, glicerol e fermentações de açúcar derivado de biomassa. Como com separações cromatográficas tradicionais, a mistura de alimentação líquida (fase móvel) passa através de um leito ou estrato de resina de permuta iônica (fase estacionária). A configuração e operação do leito não é particularmente limitada, por exemplo, em movimento, em movimento simulado e leitos estacionários podem ser usados. Numa modalidade preferida, a separação cromatográfica é um processo contínuo em vez de um lote.
[007] A resina de permuta aniônica de base forte usada como a fase estacionária é preferencialmente fornecida na forma de grânulo tendo um diâmetro mediano de 10 a 2.000 mícrons, e mais preferivelmente de 100 a 1.000 mícrons. Os grânulos podem ter uma distribuição de tamanho de partícula Gaussiana ou podem ter uma distribuição de tamanho de partícula relativamente uniforme, isto é, "monodispersa", isto é, pelo menos 90 por cento em volume dos grânulos têm um diâmetro de partícula de cerca de 0,8 a cerca de 1,2 e, mais preferencialmente, 0,85 a 1,15 vezes o diâmetro médio de partícula por volume. Grânulos monodispersos são preferidos.
[008] As resinas de permuta aniônica em questão são, de um modo preferido, do tipo gel. Os termos "microporoso", "gelatinoso", "gel" e "tipo gel" são sinônimos que descrevem resinas de copolímeros com tamanhos de poros inferiores a cerca de 20 Angstroms (Â). Em contraste, as resinas macroporosas possuem ambos mesoporos de cerca de 20 Â a cerca de 500 Â e macroporos superiores a cerca de 500 Â. Os grânulos de copolímero do tipo gel, bem como a sua preparação, estão descritos em US4256840 e US5244926. Um método preferido é conhecido na técnica como uma polimerização “semeada”, por vezes também referida como lote ou múltiplos lotes (como geralmente descrito em EP 62088A1 e EP 179133A1); e polimerizações em estágios contínuas ou semicontínuas (como geralmente descrito em US 4.419.245; US 4.564.644; e US 5.244.926). Um processo de polimerização semeada adiciona tipicamente monômeros em dois ou mais incrementos. Cada incremento é seguido por polimerização completa ou substancial dos monômeros antes de adicionar um incremento subsequente. Uma polimerização semeada é vantajosamente conduzida como uma polimerização em suspensão em que os monômeros ou misturas de monômeros e partículas de sementes são dispersos e polimerizados num meio de suspensão contínua. Em tal processo, a polimerização em estágios é prontamente realizada formando uma suspensão inicial de monômeros, polimerizando total ou parcialmente os monômeros para formar partículas de sementes, e subsequentemente adicionando monômeros remanescentes em um ou mais incrementos. Cada incremento pode ser adicionado de uma vez ou continuamente. Devido à insolubilidade dos monômeros no meio de suspensão e à sua solubilidade nas partículas de sementes, os monômeros são embebidos pelas partículas de semente e polimerizados nas mesmas. Técnicas de polimerização em múltiplos estágios podem variar na quantidade e tipo de monômeros empregados em cada estágio, bem como nas condições de polimerização empregadas.
[009] As partículas de sementes utilizadas podem ser preparadas por técnicas conhecidas de polimerização em suspensão. Em geral, as partículas de sementes podem ser preparadas formando uma suspensão de uma primeira mistura de monômeros em um meio de suspensão contínuo e agitado, conforme descrito por F. Helfferich em Ion Exchange, (McGraw- Hill 1962) nas págs. 35-36. A primeira mistura de monômeros compreende: 1) um primeiro monômero de monovinilideno, 2) um primeiro monômero de reticulação e 3) uma quantidade eficaz de um primeiro iniciador de radicais livres. O meio de suspensão pode conter um ou mais agentes de suspensão normalmente utilizados na técnica. A polimerização é iniciada aquecendo a suspensão a uma temperatura geralmente de cerca de 50-90°C. A suspensão é mantida a essa temperatura ou, opcionalmente, a temperaturas aumentadas de cerca de 90150°C até atingir um grau desejado de conversão de monômero a copolímero. Outros métodos de polimerização adequados são descritos em US 4.444.961; US 4.623.706; US 4.666.673; e US 5.244.926 - cada uma das quais é aqui incorporada na sua totalidade.
[0010] Os monômeros aromáticos de monovinilideno aqui utilizados são bem conhecidos e é feita referência a Polymer Processes, editado por Calvin E. Schildknecht, publicadi em 1956 por Interscience Publishers, Inc., New York, Capítulo III, “Polymerization in Suspension” nas págs. 69-109. A Tabela II (págs 78-81) de Schildknecht lista diversos tipos de monômeros que são adequados na prática da presente invenção. Dos monômeros listados, estireno e estireno substituído são preferidos. O termo “estireno substituído” inclui substituintes de um ou outro do grupo vinilideno e do grupo fenil do estireno e incluem: naftaleno vinílico, estirenos substituídos por alfa alquil estireno (por exemplo, alfa metil estireno) estirenos substituídos por alquileno (particularmente estirenos substituídos por monoalquil, tais como viniltolueno e etilvinilbenzeno) e estirenos halo- substituídos, tais como bromo ou cloroestireno e cloreto de vinilbenzil. Monômeros adicionais podem ser incluídos juntamente com os monômeros aromáticos de monovinilideno, incluindo não estirênicos de monovinilideno, tais como: ésteres de ácidos carboxílicos α,β-etilenicamente insaturados, particularmente ácido acrílico ou metacrílico, metil metacrilato, isobornil metacrilato, etilacrilato e butadieno, etileno, propileno, acrilonitrila e cloreto de vinil; e misturas de um ou mais dos referidos monômeros. Monômeros de monovinilideno preferidos incluem estireno e estireno substituído, tal como etilvinilbenzeno. O termo “monômero de monovinilideno” pretende incluir misturas de monômeros homogêneos e misturas de diferentes tipos de monômeros, por exemplo, estireno e isobornilmetacrilato. O componente polímero de semente compreende preferivelmente um teor de estireno superior a 50 por cento em mol, e mais preferencialmente superior a 75, e em algumas modalidades superior a 95 por cento em mol (com base no teor molar total). O termo "teor de estireno" se refere à quantidade de unidades de monômero de monovinilideno de estireno e/ou estireno substituído utilizado para formar o copolímero. "Estireno substituído" inclui substituintes de um ou de ambos, o grupo vinilideno e o grupo fenil de estireno, como descrito acima. Em modalidades preferidas, a primeira mistura monomérica utilizada para formar o primeiro componente polimérico (por exemplo, semente) compreende pelo menos 75 por cento em mol, preferencialmente pelo menos 85 por cento em mol e em algumas modalidades pelo menos 95 por cento em mol de estireno.
[0011] Exemplos de monômeros de reticulação adequados (isto é, compostos de polivinilideno) incluem aromáticos de polivinilideno, tais como divinilbenzeno, diviniltolueno, divinilxileno, divinilnaftaleno, trivinilbenzeno, divinildifenilsulfona, bem como diversos diacrilatos de alquileno e dimetacrilatos de alquileno. Monômeros de reticulação preferidos são divinilbenzeno, trivinilbenzeno e dimetacrilato de etilenoglicol. Os termos “agente de reticulação”, “reticulador” e “monômero de reticulação” são usados aqui como sinônimos e destinam-se a incluir uma única espécie de agente de reticulação juntamente com combinações de diferentes tipos de agentes de reticulação. A proporção de monômero de reticulação nas partículas de semente de copolímero é de preferência suficiente para tornar as partículas insolúveis em etapas subsequentes de polimerização (e também na conversão para uma resina de permuta iônica), mas ainda permitir a embebimento adequado de um diluente opcional de separação de fase e monômeros da segunda mistura de monômeros. Em algumas modalidades, nenhum monômero de reticulação será usado. Geralmente, uma quantidade adequada de monômero de reticulação nas partículas de semente é menor, isto é, desejavelmente de cerca de 0,01 a cerca de 12 por cento em mol com base em mols totais de monômeros na primeira mistura de monômero utilizada para preparar as partículas de semente. Numa modalidade preferida, o primeiro componente polimérico (por exemplo semente) é derivado da polimerização de uma primeira mistura monomérica compreendendo pelo menos 85 por cento em mol de estireno (ou estireno substituído, tal como etilvinilbenzeno) e de 0,01 a cerca de 10 por cento em mol de divinilbenzeno.
[0012] A polimerização da primeira mistura monomérica pode ser conduzida até um ponto de conversão substancialmente completa dos monômeros em copolímero ou, alternativamente, para substancialmente completar a conversão. Se for desejada uma conversão incompleta, as partículas de sementes parcialmente polimerizadas resultantes contêm vantajosamente uma fonte de radicais livres capaz de iniciar nova polimerização em fases subsequentes de polimerização. O termo “fonte de radicais livres” refere-se à presença de radicais livres, uma quantidade residual de iniciador de radicais livres ou ambos, que é capaz de induzir mais polimerização de monômeros etilenicamente insaturados. Numa tal modalidade da invenção, é preferível que entre cerca de 20 e cerca de 95 por cento em peso da primeira mistura monomérica, baseada no peso dos monômeros, seja convertida em copolímero e mais preferivelmente de cerca de 50 a cerca de 90 por cento em peso. Devido à presença da fonte de radicais livres, o uso de um iniciador de radicais livres em um estágio de polimerização subsequente seria opcional. Para modalidades onde a conversão da primeira mistura de monômeros é substancialmente completa, pode ser necessário usar um iniciador de radicais livres em etapas subsequentes de polimerização.
[0013] O iniciador de radical livre pode ser qualquer um ou uma combinação de iniciadores convencionais para gerar radicais livres na polimerização de monômeros etilenicamente insaturados. Os iniciadores representativos são iniciadores de radiação UV e químicos, tal como compostos azo como azobisisobutironitrila; e compostos de peroxigênio, tal como peróxido de benzoil, t-butilperoctoato, t-butilperbenzoato e isopropilpercarbonato. Outros iniciadores adequados são mencionados em US 4192921, US 4246386 e US 4283499 - cada um dos quais é incorporado na sua totalidade. Os iniciadores de radicais livres são empregados em quantidades suficientes para induzir a polimerização dos monômeros numa mistura particular de monômeros. A quantidade irá variar como os versados na técnica podem apreciar e dependerá geralmente do tipo de iniciadores utilizados, bem como do tipo e proporção de monômeros a serem polimerizados. Geralmente, uma quantidade de cerca de 0,02 a cerca de 2 por cento em peso é adequada, com base no peso total da mistura de monômeros.
[0014] A primeira mistura de monômeros utilizada para preparar as partículas de semente é vantajosamente suspensa num meio de suspensão agitado compreendendo um líquido que é substancialmente imiscível com os monômeros (por exemplo, de preferência água). Geralmente, o meio de suspensão é utilizado numa quantidade de cerca de 30 a cerca de 70 e preferencialmente de cerca de 35 a cerca de 50 por cento em peso com base no peso total da mistura de monômeros e do meio de suspensão. Vários agentes de suspensão são convencionalmente empregados para ajudar a manter uma suspensão relativamente uniforme de gotículas de monômero no meio de suspensão. Agentes de suspensão ilustrativos são gelatina, álcool polivinílico, hidróxido de magnésio, hidroxietilcelulose, metil-hidroxietilcelulose metilcelulose e carboximetil metilcelulose. Outros agentes de suspensão adequados são divulgados em US4419245. A quantidade de agente de suspensão utilizada pode variar amplamente dependendo dos monômeros e dos agentes de suspensão utilizados. Inibidores de látex, como o dicromato de sódio, podem ser usados para minimizar a formação de látex.
[0015] No chamado processo "semeado em lotes", partículas de sementes compreendendo entre cerca de 10 e cerca de 50 por cento em peso do copolímero são preferivelmente suspensas num meio de suspensão contínuo. Uma segunda mistura de monômeros contendo um iniciador de radical livre é então adicionada às partículas de sementes suspensas, embebidas por estas e depois polimerizadas. Embora menos preferidas, as partículas de semente podem ser embebidas com a segunda mistura de monômeros antes de serem suspensas no meio de suspensão contínua. A segunda mistura de monômeros pode ser adicionada numa quantidade ou em estágios. A segunda mistura de monômeros é preferivelmente embebida pelas partículas de semente sob condições tais que substancialmente não ocorre polimerização até a mistura estar substancialmente completamente embebida pelas partículas de semente. O tempo necessário para absorver substancialmente os monômeros irá variar dependendo da composição de semente de copolímero e dos monômeros nela embebidos. No entanto, a extensão da embebimento pode geralmente ser determinada por exame microscópico das partículas de sementes, ou suspensão de meios, partículas de sementes e gotículas de monômero. A segunda mistura de monômeros contém desejavelmente cerca de 0,5 a cerca de 25 por cento em mol, preferencialmente de cerca de 2 a cerca de 17 por cento em mol e mais preferencialmente 2,5 a cerca de 8,5 por cento em mol de monômero de reticulação com base no peso total de monômeros na segunda mistura monomérica compreendendo um monômero de monovinilideno; em que a seleção de monômero de monovinilideno são as mesmas que as descritas acima com referência à preparação da primeira mistura de monômero (por exemplo, preparação de sementes). Tal como com a preparação de sementes, o monômero de monovinilideno preferido inclui estireno e/ou estireno substituído. Numa modalidade preferida, o segundo componente polimérico (isto é, a segunda mistura monomérica ou componente polímero embebido) tem um teor estirênico superior a 50 por cento em mol e mais preferencialmente pelo menos 75 por cento em mol (com base no teor molar total da segunda mistura monomérica). Numa modalidade preferida, o segundo componente polimérico é derivado da polimerização de uma segunda mistura monomérica compreendendo pelo menos 75 por cento em mol de estireno (e/ou estireno substituído, tal como etilvinilbenzeno) e de cerca de 1 a 20 por cento em mol de divinilbenzeno.
[0016] Em um processo semeado em lote in-situ, partículas de sementes compreendendo de cerca de 10 a cerca de 80 por cento em peso do produto copolimérico são inicialmente formadas por polimerização em suspensão da primeira mistura monomérica. As partículas de semente podem ter uma fonte de radicais livres como descrito anteriormente, que é capaz de iniciar nova polimerização. Opcionalmente, um iniciador de polimerização pode ser adicionado com a segunda mistura de monômero onde as partículas de sementes não contêm uma fonte adequada de radicais livres ou quando é desejado um iniciador adicional. Nesta modalidade, a preparação de sementes e os subsequentes estágios de polimerização são conduzidos in situ dentro de um único reator. Uma segunda mistura de monômeros é então adicionada às partículas de sementes suspensas, embebidas por estas e polimerizadas. A segunda mistura de monômeros pode ser adicionada sob condições de polimerização, mas alternativamente pode ser adicionada ao meio de suspensão sob condições tais que substancialmente nenhuma polimerização ocorra até que a mistura seja substancialmente totalmente embebida pelas partículas de semente. A composição da segunda mistura de monômeros corresponde, de preferência, à descrição anteriormente dada para a modalidade semeada em lotes.
[0017] O produto copolímero é preferencialmente clorometilado e subsequentemente aminado. Os meios e condições específicos para a clorometilação dos copolímeros não são particularmente limitados e muitas técnicas aplicáveis são documentadas na literatura, como ilustrado por: G. Jones, "Chloromethylation of Polystyrene", Industrial and Engineering Chemistry, vol. 44, No 1, págs. 2686-2692, (Novembro de 1952), juntamente com US 2008/0289949 e US 6756462, ambos aqui incorporados na sua totalidade. A clorometilação é tipicamente conduzida combinando o polímero com um reagente de clorometilação na presença de um catalisador a uma temperatura de cerca de 15 a 100, de um modo preferido, 35 a 70, durante cerca de 1 a 8 horas. Um reagente de clorometilação preferido é éter clorometil metílico (CMME); no entanto, outros reagentes podem ser utilizados incluindo reagentes formadores de CMME, tais como a combinação de formaldeído, metanol e cloreto de hidrogênio ou ácido clorossulfônico (como descrito em US 2004/0256597), ou cloreto de hidrogênio com formalina metilada. O reagente de clorometilação é tipicamente combinado com o polímero numa quantidade de cerca de 0,5 a 20, de preferência cerca de 1,5 a 8 mols de CMME por mol de polímero. Embora menos preferidos, podem ser utilizados outros reagentes de clorometilação incluindo, mas não limitado a: éter bis-clorometílico (BCME), reagentes formadores de BCME tais como formaldeído e cloreto de hidrogênio, e éteres alquil clorometilicos de cadeia longa, como descrito em US 4568700.
[0018] O catalisador útil para a condução de reações de clorometilação é bem conhecido e é frequentemente referido na técnica como catalisador de "ácido de Lewis" ou "Friedel- Crafts". Exemplos não limitativos incluem: cloreto de zinco, óxido de zinco, cloreto férrico, óxido férrico, cloreto de estanho, óxido de estanho, cloreto de titânio, cloreto de zircônio, cloreto de alumínio e ácido sulfúrico juntamente com combinações dos mesmos. Outros halogênios além do cloreto podem também ser utilizados nos exemplos anteriores. Um catalisador preferido é o cloreto férrico. O catalisador é tipicamente utilizado numa quantidade correspondente a cerca de 0,01 a 0,2, de um modo preferido, de cerca de 0,02 a 0,1 mol de catalisador por mol de unidade de repetição de polímero. O catalisador pode ser utilizado em combinação com adjuvantes catalíticos opcionais, tais como cloreto de cálcio e agentes de ativação, tais como tetracloreto de silício.Mais do que um catalisador pode ser utilizado para obter o perfil desejado da reação de clorometilação.
[0019] Solventes e/ou agentes de intumescimento podem também ser utilizados na reação de clorometilação. Exemplos de solventes adequados incluindo, mas não estão limitados a um ou mais de: haletos de hidrocarbonetos alifáticos, tais como dicloreto de etileno, dicloropropano, diclorometano, clorofórmio, éter dietílico, éter dipropílico, éter dibutílico e éter di-isoamílico. Quando CMME é utilizado como o agente de clorometilação, tais solventes e/ou agentes de intumescimento não são frequentemente necessários.
[0020] O polímero aromático vinílico clorometilado é reagido com uma amina para formar uma resina de permuta iônica incluindo grupos amina funcionais. A aminação é preferencialmente conduzida combinando uma amina terciária e um polímero vinil aromático compreendendo grupos cloreto de benzil dentro de um solvente à base de álcool para formar uma mistura da reação. Uma amina terciária preferida é representada pela Fórmula 1.Fórmula 1:
Figure img0001
em que R1, R2 e R3 são cada um independentemente selecionado de: grupos alquil e alcóxi tendo cada um de 1 a 6 átomos de carbono mas preferivelmente 1 a 2 átomos de carbono. Cada grupo alquil ou alcóxi (R1, R2 e R3) pode ser independentemente: linear (por exemplo, etil, propil, butil, pentil, etc.) ou ramificado (por exemplo, isopropil, isobutil, etc.) e pode ser não substituído ou substituído (por exemplo, substituído por grupos como hidroxil). Numa série de modalidades, os três grupos alquil (R1, R2 e R3) são independentemente selecionados de grupos alquil não substituídos que podem ser lineares ou ramificados. Em outras modalidades, podem ser utilizadas "espécies mistas" das aminas terciárias em questão. Aminas representativas incluem: trimetilamina, dimetilaminoetanol, trietilamina, tripropilamina e tributilamina. Uma amina preferida é a trimetilamina. Um produto de reação da aminação em questão, isto é, um polímero vinílico aromático incluindo uma funcionalidade de amônio quaternário incluindo um átomo de nitrogênio ligado a um carbono benzílico do polímero e três grupos alquil ou alcóxi. A título de ilustração, a Fórmula 2 fornece uma fórmula estrutural de uma unidade repetitiva de polímero vinílico aromático, incluindo a funcionalidade de amônio quaternário.Fórmula 2:
Figure img0002
em que o carbono benzílico está localizado na posição meta, orto ou para (tipicamente incluindo uma combinação de espécies, mas com substituição predominantemente para) do anel aromático; e em que R1, R2 e R3 são os mesmos descritos anteriormente em relação à Fórmula 1. Reações de aminação representativas são descritas em: US5134169, US6756462, US 6924317, US8273799 e US 2004/0256597. Resinas de permuta aniônica de base forte representativas incluem DOWEX™ 1x4 e DOWEX™ MARATHON 11, ambas comercialmente disponíveis na The Dow Chemical Company.
EXEMPLOS
[0021] Compostos individuais (identificados nas Figuras) foram injetados num leito de resina empacotada (91 cm de comprimento x 2,5 cm de diâmetro) de uma resina de tipo gel aniônica de base forte (Tipo I) incluindo uma matriz de copolímero reticulado derivada da mistura de reação incluindo estireno e divinilbenzeno na forma de sulfato (Figura 1) e para comparação, uma resina aniônica de base fraca, AMBERLITE™ CR5550 (Figura 2), em uma concentração de 20% em peso ou a solubilidade máxima do composto em ácido sulfúrico 2 g/L à temperatura ambiente, o que for menor. O volume de injeção foi de 0,05 volume de coluna (26,3 mL). A fase móvel foi de 2 g/L de ácido sulfúrico e a taxa de fluxo e a temperatura da coluna foram de 3,0 volumes de coluna/h (26,2 mL/min.) e 53°C, respectivamente. As frações de eluição (8 mL cada) foram coletadas e analisadas por um refratômetro manual Reichert AR200 para determinar a concentração de composto em cada fração. Padrões de compostos de concentração conhecida foram usados para converter o sinal do refratômetro em concentração em g/L. Os resultados desta análise para cada componente selecionado são sobrepostos nas Figuras.

Claims (6)

1. Método para separar cromatograficamente ácido propiônico de uma mistura de alimentação líquida, caracterizado pelo fato de compreender ácido propiônico e um carboidrato passando a mistura de alimentação líquida através de um leito compreendendo uma resina de permuta aniônica de base forte.
2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de a resina de permuta aniônica compreender uma matriz de copolímero reticulado derivada da reação de pelo menos um monômero de monovinil e um monômero de reticulação aromático de polivinil.
3. Método, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de o monômero de monovinil compreender estireno e o monômero de reticulação aromático de polivinil compreende divinilbenzeno.
4. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a resina de permuta aniônica ser uma resina do tipo gel.
5. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de a mistura de alimentação líquida compreender ainda um ou mais de: um ácido orgânico diferente de ácido propiônico, um álcool e um sal inorgânico.
6. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de a mistura de alimentação líquida compreender um caldo de fermentação derivado de pelo menos um de: cana-de- açúcar, açúcar de beterraba, açúcares de milho, glicerol e fermentação de açúcar derivado de biomassa.
BR112018011184-8A 2015-12-01 2016-11-22 Método para separar cromatograficamente ácido propiônico de uma mistura de alimentação líquida BR112018011184B1 (pt)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201562261351P 2015-12-01 2015-12-01
US62/261,351 2015-12-01
PCT/US2016/063214 WO2017095685A1 (en) 2015-12-01 2016-11-22 Chromatographic separation of propionic acid using strong base anion exchange resin

Publications (2)

Publication Number Publication Date
BR112018011184A2 BR112018011184A2 (pt) 2018-11-21
BR112018011184B1 true BR112018011184B1 (pt) 2022-09-06

Family

ID=57590818

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
BR112018011184-8A BR112018011184B1 (pt) 2015-12-01 2016-11-22 Método para separar cromatograficamente ácido propiônico de uma mistura de alimentação líquida

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20180326323A1 (pt)
EP (1) EP3383516B1 (pt)
CN (2) CN108367213A (pt)
BR (1) BR112018011184B1 (pt)
CA (1) CA3006439C (pt)
WO (1) WO2017095685A1 (pt)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110586202A (zh) * 2019-09-24 2019-12-20 凯瑞环保科技股份有限公司 一种处理焦化废水用的阴离子交换树脂及其制备方法
EP4067474A4 (en) * 2019-11-29 2023-01-18 FUJIFILM Corporation CELL CULTURE METHOD, ANTIBODY PRODUCTION METHOD, ORGANIC ACID AND ANTIBODY REMOVAL METHOD

Family Cites Families (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2748163A (en) * 1953-01-02 1956-05-29 Commercial Solvents Corp Process for the separation of fatty acids from reaction mixtures producing same
NL241315A (pt) 1958-07-18
US4192921A (en) 1977-12-28 1980-03-11 Rohm And Haas Company Crosslinked gel ion exchange resin beads characterized by strain birefringence patterns
US4246386A (en) 1978-05-08 1981-01-20 Rohm And Haas Company Ion exchange resins
US4283499A (en) 1978-10-13 1981-08-11 Rohm And Haas Company Resins
JPS56113400A (en) * 1980-02-15 1981-09-07 Hitachi Ltd Disposal of waste water
CA1166413A (en) 1980-10-30 1984-05-01 Edward E. Timm Process and apparatus for preparing uniform size polymer beads
US4666673A (en) 1980-10-30 1987-05-19 The Dow Chemical Company Apparatus for preparing large quantities of uniform size drops
CA1144700A (en) 1981-04-03 1983-04-12 The Dow Chemical Company Large ion exchange beads and a method for preparing same
US4419245A (en) 1982-06-30 1983-12-06 Rohm And Haas Company Copolymer process and product therefrom consisting of crosslinked seed bead swollen by styrene monomer
US4564644A (en) 1982-08-02 1986-01-14 The Dow Chemical Company Ion exchange resins prepared by sequential monomer addition
US4568700A (en) 1983-08-22 1986-02-04 Yeda Research And Development Co. Ltd. Process for the production of halomethylating agents which are of low volatility
IL74893A0 (en) 1984-04-23 1985-07-31 Dow Chemical Co Process for the preparation of ion exchange resins using seeded polymerization technology
US4623706A (en) 1984-08-23 1986-11-18 The Dow Chemical Company Process for preparing uniformly sized polymer particles by suspension polymerization of vibratorily excited monomers in a gaseous or liquid stream
ZW16289A1 (en) 1988-12-19 1990-03-21 Mineral Tech Council Gold selective ion exchange resins
US5132456A (en) * 1991-05-07 1992-07-21 The Regents Of The University Of California Sorption of carboxylic acid from carboxylic salt solutions at PHS close to or above the pKa of the acid, with regeneration with an aqueous solution of ammonia or low-molecular-weight alkylamine
US5244926A (en) 1992-06-16 1993-09-14 The Dow Chemical Company Preparation of ion exchange and adsorbent copolymers
US6756462B2 (en) 2001-07-03 2004-06-29 Rohm And Haas Company Method for preparation of anion exchange resins
CN1141289C (zh) * 2001-12-19 2004-03-10 俞铮 一种柠檬酸发酵液中提取柠檬酸的清洁生产工艺
DE10214844A1 (de) 2002-04-04 2003-10-16 Bayer Ag Verfahren zur Herstellung von grobkörnigen gelförmigen Anionenaustauschern
JP2004346299A (ja) 2003-05-19 2004-12-09 Rohm & Haas Co 高い選択性の過塩素酸塩除去樹脂、ならびにそれを使用する方法およびシステム
US8163138B2 (en) 2007-05-23 2012-04-24 Dow Global Technologies Llc Method for processing effluent from chloromethylation of vinyl aromatic polymers
CN102317325B (zh) 2009-02-13 2013-08-21 陶氏环球技术有限责任公司 使用叔胺的乙烯基芳族聚合物的胺化
FI123518B (en) 2011-12-01 2013-06-14 Kemira Oyj Process for the recovery and purification of propionic acid

Also Published As

Publication number Publication date
CA3006439C (en) 2023-09-05
CN108367213A (zh) 2018-08-03
CN118437414A (zh) 2024-08-06
WO2017095685A1 (en) 2017-06-08
BR112018011184A2 (pt) 2018-11-21
EP3383516B1 (en) 2019-12-25
EP3383516A1 (en) 2018-10-10
CA3006439A1 (en) 2017-06-08
US20180326323A1 (en) 2018-11-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5176832A (en) Chromatographic separation of sugars using porous gel resins
EP0481603A1 (en) Separation of weak organic acids from liquid mixtures
US2813838A (en) Boron-adsorbing resin and process for removing boron compounds from fluids
KR20110126672A (ko) 3급 아민을 사용하는 비닐 방향족 중합체의 아민화
BR112018011184B1 (pt) Método para separar cromatograficamente ácido propiônico de uma mistura de alimentação líquida
US20060199892A1 (en) Method for producing monodisperse gel-type ion exchangers
JP2004131695A (ja) ゲル型カチオン交換体の製造法およびそのような交換体
EA001922B1 (ru) Способ получения монодисперсных гелеобразных анионитов
JP5443682B2 (ja) ヒドロキシ基又は第1級アミノ基を有する多孔質樹脂粒子とその製造方法
BRPI0919985B1 (pt) método para remover cromo de uma fonte de água
EP3268102B1 (en) Chromatographic separation of saccharides using strong acid exchange resin incorporating precipitated barium sulfate
BR112018010803B1 (pt) Método para separar cromatograficamente uma primeira classe de ácidos orgânicos de uma segunda classe de ácidos
Borhan et al. Suspension copolymerization as a route to trityl-functionalized polystyrene polymers
US4614751A (en) Process for preparing improved weak acid resins and porous weak acid resins
WO2017095686A1 (en) Chromatographic separation of organic acids using resin having strong and weak base anion exchange capacity
JP2790300B2 (ja) イオン交換樹脂を用いるクロマトグラフィー分離
WO2014058756A1 (en) Water insoluble copolymer including pendant aryl epoxide groups
US20190152805A1 (en) Removal of phosphorous from water using weak base anion exchange resin loaded with alumina
US20180001228A1 (en) Chromatographic separation of saccharides using whole cracked beads of gel-type strong acid exchange resin
CN110088172B (zh) 树脂珠以及在处理水性溶液中的用途
SU169785A1 (ru) Способ получения анионитов
RU2478103C1 (ru) Способ получения сетчатого полимерного сорбента для селективного выделения антибиотика эритромицина
JP2002030112A (ja) アニオン交換樹脂、その製法及びこれを用いるクランピング防止方法
JPS60232254A (ja) 球状イオン交換体
JPH03188942A (ja) イオン交換樹脂

Legal Events

Date Code Title Description
B06U Preliminary requirement: requests with searches performed by other patent offices: procedure suspended [chapter 6.21 patent gazette]
B350 Update of information on the portal [chapter 15.35 patent gazette]
B09A Decision: intention to grant [chapter 9.1 patent gazette]
B16A Patent or certificate of addition of invention granted [chapter 16.1 patent gazette]

Free format text: PRAZO DE VALIDADE: 20 (VINTE) ANOS CONTADOS A PARTIR DE 22/11/2016, OBSERVADAS AS CONDICOES LEGAIS