CN105712841B - 一种从发酵液中分离提取1,3‑丙二醇的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种从发酵液中分离提取1,3‑丙二醇的方法,包括:(1)分离除去发酵液中固形物;(2)将发酵液加热浓缩蒸发,除去析出固形物,得到含1,3‑丙二醇浓缩液;(3)在浓缩液中加入芳香醛类溶剂,继续加热浓缩至水分全部除去,得到含1,3‑丙二醇有机溶液;(4)在有机溶液中加入催化剂进行缩醛化反应;(5)将步骤(4)反应液进行蒸馏,蒸出未反应芳香醛类溶剂;(6)步骤(5)产物中加入纯水及催化剂进行水解,芳香醛类溶剂为有机相层,1,3‑丙二醇进入下层水相层,对水相层过滤除去催化剂;(7)对步骤(6)水相层精馏脱水,收集1,3‑丙二醇馏分即为产品。本发明方法工艺简单、避免了有毒萃取剂的使用,分离得到的产品纯度高、收率高。
Description
技术领域
本发明属于生物技术领域,涉及微生物发酵产品的分离技术,特别涉及一种从发酵液中分离提取1,3-丙二醇的方法。
背景技术
1,3-丙二醇(1,3-PDO)是一种重要的化工原料,在制造聚酯纤维、聚氨酯、热熔胶、粉末涂料、抗冻剂、包装材料以及有机合成中间体等方面都有着广泛的应用,其中制造高性能的聚酯纤维PTT是目前主要的用途。1,3-丙二醇可通过化学法路线和生物法路线生产,采用生物技术生产1,3-丙二醇,以其绿色化学为特征,具有反应条件温和、操作简便、副产物少、环境污染小、可利用再生资源等特点,成为新世纪生物化工研究的热点之一。
1,3-丙二醇的发酵液是一个成份非常复杂的混合体系,主要包括产物1,3-丙二醇、微生物菌体、有机酸盐(包括乙酸盐、乳酸盐、琥珀酸盐)、无机盐、甘油、水、蛋白质及其它中间代谢产物等。由于产物1,3-丙二醇分子含有两个羟基,它的亲水性较乙醇更强,目前发酵液中产物的浓度为30~90 g/L,要从稀发酵液中分离回收产品就变得极为困难。
发酵液处理的第一步就是除去菌体得到澄清发酵液。由于菌体颗粒细小,发酵液外观呈乳状液形式,除含有颗粒细小的细菌细胞和细胞碎片外,还含有水溶性蛋白质和其它胶状物,目前多采用过滤、离心、膜过滤方法或外加絮凝剂的方法使菌体产生一定程度的絮凝,便于过滤除菌。离心除菌需要高速的离心设备,不能完全除菌,产品损失大。膜过滤存在的问题是分离能力小、分离时间长,易出现膜污染、堵塞等,需要频繁更换膜组件,且损失较大。外加絮凝剂只能使部分菌体产生絮凝沉淀,且发酵液中大量存在的盐类不会结晶析出,会给后续处理过程带来很大的困难。
在现有的1,3-丙二醇制备工艺中,发酵过程大都采用钠盐发酵工艺。在发酵过程中,细菌代谢产生大量的二氧化碳,为了控制发酵所需的条件,需要加入大量的KOH或NaOH以中和二氧化碳,这样发酵液中就存在大量的一价金属盐,分离过程难以除去,使得产品的分离变得更为困难,产品精馏时会产生严重的盐结晶和粘性物质阻碍蒸发的问题,产品收率低,而且分离成本很高。
由于发酵液中各种盐类、大分子蛋白及多糖类物质的大量存在,给分离工艺带来了极大的困难,需专门的手段和技术将这些杂质一步步脱除。现有工艺中也采用了许多技术进行脱除,如超滤、纳滤、醇沉工艺、电渗析及离子交换脱盐等,这些技术的应用,使1,3-丙二醇的分离提取过程变得更为复杂,操作成本高,产品损失大。
为了能更有效地从发酵液中分离1,3-丙二醇产品,国内外科技工作者为此做出了不懈的努力,提出了许多工艺方法。如Janusz J等人采用液-液萃取方法从发酵液中分离1,3-丙二醇,并对其应用潜力作了评价(Biotechnology Techniques 1999 13:127-130)。向波涛等人(清华大学学报(自然科学版) 2001, Vol. 41, No.12)也提出了类似的方法,结果表明,难以选择到合适的溶剂,萃取达不到理想的分离效果。在这一研究基础上,他们又进一步研究了反应萃取分离1,3-丙二醇的方法。该方法是在酸催化剂存在下,1,3-丙二醇与乙醛反应生成缩合物,然后用苯类溶剂(如甲苯、乙苯、二甲苯等)萃取,再经脱除溶剂、水解得到1,3-丙二醇。这一过程步骤繁琐,所用反应试剂乙醛沸点低,挥发损失大,且需使用毒性大的苯类溶剂进行萃取分离反应物,产品收率也不高。
张慧敏等人(化学反应工程与工艺,2005年,第2卷第6期)对反应萃取耦合法分离1,3-丙二醇中缩醛反应进行了研究,在强酸性树脂催化下,通过乙醛与l,3-丙二醇可以发生可逆缩醛反应生成2MD,1,3-丙二醇的转化率只有90.02%。
基于上述情况,郝建等(Hao J,Liu H J,Liu D H,et al. Novel route ofreactive extraction to recover 1,3-propanediol from a dilute aqueous solution[J]. Ind. Eng. Chem. Res.,2005,44:4380-4385. )、(Hao J , Xu F , Liu H J , etal. Downstream processing of 1,3-propanediol fermentation broth[J]. J. Chem.Technol. Biotechnol. 2006,81:8-102.)研究了丙醛、丁醛和异丁醛同时充当反应剂和萃取剂来取代乙醛和有毒性的甲苯形成 1,3-二氧杂环乙烷。丙醛、丁醛和异丁醛均为部分溶于水,当过量的醛加入时,可形成有机相,无需再加入其它萃取剂。丙醛、丁醛和异丁醛的沸点分别为48℃,74.8℃和 64.5℃,通过精馏得到1,3-PDO 的收率分别为 65%、85%、87%。该方法尽管省去了溶剂萃取步骤,但仍然存在着溶剂挥发损失、溶解损失的问题,尤其是1,3-PDO的收率很低。
刘春生等人(化学试剂. 2005,27(4). 245-246)研究了苯甲醛与1,3-丙二醇在钒磷氧催化剂作用下的缩醛化反应,考察了反应时间、醇醛比、催化剂用量、带水剂种类和用量等因素对苯甲醛l,3-丙二醇缩醛收率的影响。该方法使用了带水剂,需要回收,且只适合于高纯度的试剂原料,收率只有92.4%。
CN1634823公开了一种从发酵液中分离提取1,3-丙二醇及其副产物的方法,利用精馏、复合絮凝、反应萃取和反应精馏法,从发酵液中分离提取1,3-丙二醇及其副产物乙醇、甘油和2,3-丁二醇。工艺过程为:1)将含1,3-丙二醇的发酵液通过精馏塔,分离出发酵液中的乙醇;2)发酵液加入50~400 ppm阳离子型絮凝剂和20~300 ppm的非离子型絮凝剂,除去菌体固形物和蛋白质;3)用酸调节发酵液的pH为1~3;4)发酵液用15wt%~40wt%丙醛、丁醛、异丁醛或异戊醛丁醛进行反应萃取,醇与醛发生缩醛反应形成缩醛,并被萃取到有机相;5)萃取相中加入5wt%~15wt%的水,通过填有固体酸的精馏塔进行反应精馏,醛类分离出后使得缩醛水解反应得以正向进行,得到1,3-丙二醇、甘油和2,3-丁二醇混合物,同时回收醛类;6)1,3-丙二醇、甘油和2,3-丁二醇混合物通过精馏分别获得1,3-丙二醇、甘油和2,3-丁二醇产品;7)萃余相用氢氧化钙或氢氧化钠中和后,其中过量的醛通过精馏回收。该工艺使用低沸点醛,且需使用萃取剂进行相分离,过程复杂,溶剂损失大。
CN1907929提出了一种从发酵液中连续分离提取1,3-丙二醇的方法,其包括如下步骤:(1)含有1,3-丙二醇的发酵液用硫酸或盐酸调节其pH值为1~5,加絮凝剂,过滤,得澄清、透明的滤液;(2)将步骤(1)中获得的滤液在精馏塔1中进行精馏,塔顶收集到 95v/v%的乙醇水溶液;(3)将步骤(2)中塔釜的液体,从上部进入反应萃取器,反应萃取器中有催化剂1,萃取剂和反应剂从反应萃取器的下部进入,在反应萃取器中完成1,3-丙二醇的萃取和分离,有机相从反应萃取器的上部流出,水相从反应萃取器的下部流出;(4)步骤(3)所得的有机相进入萃取剂精馏塔2进行精馏,从塔釜回收萃取剂,二噁烷从塔顶馏出; 步骤(3)所得的水相进入精馏塔3进行精馏,从塔顶回收未反应的反应剂;(5)将步骤(4)中的二噁烷置于水解反应器中、在催化剂的作用下进行水解反应,(6)将步骤(5)中所获的水解产物,从中部进入精馏塔4进行减压精馏,侧线出2,3-丁二醇,塔釜为1,3-丙二醇和甘油;(7)将步骤(6)中的塔釜料进入精馏塔5中进行减压精馏,塔顶出1,3-丙二醇产品,塔釜为甘油;所说的萃取剂为苯、或由C1~C6烷基或卤素取代的苯;所说的反应剂为C1~C10烷基醛。该方法使用低碳醛,工艺路线长,溶剂损失大,需要使用毒性大的苯类萃取剂,且工艺中有5步精馏,能耗非常高。
发明内容
为了克服现有技术中存在的不足,本发明提供了一种从发酵液中分离提取1,3-丙二醇的方法。该方法工艺简单、避免了有毒萃取剂的使用,分离得到的产品纯度高、收率高。
本发明从发酵液中分离提取1,3-丙二醇的方法,包括如下步骤:
(1)分离1,3-丙二醇发酵液,除去微生物菌体、部分盐类不溶性固形物;
(2)将步骤(1)所得发酵液进行加热浓缩蒸发,脱除其中大部分水分,料液中的各种盐类、大分子蛋白及多糖类物质被浓缩而沉淀出来,采用固液分离除去沉淀析出的固形不溶物,得到含1,3-丙二醇的浓缩液;
(3)搅拌下在步骤(2)所得的浓缩液中加入芳香醛类溶剂,继续加热浓缩除水,直至水分全部除去,固液分离后得到含1,3-丙二醇的有机溶液;
(4)在有机溶液中加入催化剂进行缩醛化反应,1,3-丙二醇被转化为缩醛;
(5)将步骤(4)的反应液进行蒸馏,蒸出未反应的芳香醛类溶剂;
(6)步骤(5)所得的缩醛化产物中加入纯水及水解催化剂,搅拌下进行水解,得到含1,3-丙二醇的水解液,静置分层,芳香醛类溶剂为有机相层,1,3-丙二醇进入下层的水相层,对下层的水相层进行过滤除去催化剂;
(7)对步骤(6)得到的水相层进行精馏脱水,再继续精馏收集1,3-丙二醇馏分即为产品。
本发明所处理的1,3-丙二醇发酵液为钙盐或钠盐发酵液,1,3-丙二醇的含量为30~100 g/L,发酵终止pH值为6.0~8.0。
本发明步骤(1)可采用普通过滤或离心的方法分离除去微生物菌体、部分盐类不溶性固形物。
本发明步骤(2)将步骤(1)所得1,3-丙二醇发酵液进行加热浓缩蒸发除去大部分水,可以采用过滤或离心进行固液分离除去沉淀析出的固形不溶物。在浓缩除水过程中,如果一次浓缩除去全部的水,形成的固形沉淀物量大,呈糊状,后期的浓缩难以正常进行,固液分离也非常困难,且损失很大。为了避免这一情况出现,本步骤浓缩除去70wt%~95wt%的水,优选除去85wt%~90wt%的水。
本发明步骤(2)加热浓缩时,可以采用普通的方式如常规闪蒸、旋转蒸发、蒸馏塔蒸馏、膜蒸发等方式,但由于料液含水量大、浓缩程度高,存在着产品携带损失大,或者浓缩效率低的问题,优选采用膜蒸发的方式,既可以采用常压操作,也可以在真空下减压操作。为了更快速地脱水,可以采用低真空条件浓缩,操作压力为80~10 kPa,优选为70~20kPa。本发明更优选采用快速高效的降膜-刮膜蒸发方式。
本发明步骤(3)在浓缩液中加入醛类溶剂继续加热浓缩除水,直至全部除去。此时溶液中的这些水溶性盐、蛋白、多糖类物质从有机相中完全沉淀出来,脱除比较彻底。通过过滤或离心的方法进行固液分离,得到含1,3-丙二醇的有机溶液。
本发明步骤(3)所使用的芳香醛类溶剂为苯甲醛、苯乙醛、苯丙醛中的一种或几种,优选使用苯甲醛。由于这些芳香醛沸点较高,挥发度小,所以使用过程溶剂损失小。为了使1,3-丙二醇能够反应完全,醛类溶剂的加入需要过量,加入量按照浓缩液中1,3-丙二醇的含量而定,醇醛摩尔比为1:1.1~1:2.0,优选为1:1.2~1:1.7。
本发明步骤(4)在有机溶液中加入催化剂,搅拌下进行缩醛化反应,反应温度为60~100℃,优选为80~95℃,反应时间为1.0~3.5 h,优选为1.5~3.0 h。该反应在溶剂相中进行,能达到较高转化率,且不需要额外添加萃取剂进行萃取。
本发明步骤(4)缩醛化反应所采用的催化剂为酸性催化剂,可从通用的强的质子酸(如硫酸、磷酸、对甲苯磺酸等)、非质子酸(如硫酸铝、硫酸铁铵、硫酸铜等)、固体酸(如强酸性离子交换树脂、固体超强酸、固载杂多酸等)、分子筛催化剂中进行选择,由于质子酸催化剂腐蚀性强,反应后难于分离除去,优先选择非质子酸、固体酸、分子筛催化剂。催化剂加入量为反应液质量的0.2%~2.0%,优选0.5%~1.5%。
本发明步骤(5)所述的蒸馏步骤除去未反应的芳香醛类溶剂,可采用常压蒸馏或减压蒸馏方式。因为芳香醛类溶剂沸点较高,优选采用减压蒸馏方式,操作压力为80~20kPa,优选为60~30 kPa。
本发明步骤(6)在所得的缩醛化产物中加入纯水及水解催化剂,搅拌下进行水解,得到含1,3-丙二醇水解液,1,3-丙二醇进水相层,芳香醛类溶剂为有机相层。纯水加入量与缩醛产物质量比为0.4:1~1:1,优选为0.6:1~0.8:1。水解温度30~70℃,优选35~60℃;水解时间2.0~10.0 h,为使水解更为完全优选为3.5~8.0 h。水解催化剂为酸性催化剂,从工艺的方便考虑,可从通用的非质子酸(如硫酸铝、硫酸铁铵、硫酸铜等)、固体酸(如强酸性离子交换树脂、固体超强酸、固载杂多酸等)、分子筛催化剂等中进行选择,优选固体酸、分子筛催化剂。催化剂加入量为缩醛产物质量的0.05%~1.2%,优选0.06%~1.0%。
本发明得到的水解液静置分层,上层有机相层为醛类溶剂,可不做处理直接循环使用。对下层的水相层进行过滤或离心除去催化剂,通过精馏,得到1,3-丙二醇产品。
本发明步骤(7)对得到的水相层进行精馏脱水,首先在在85~50 kPa压力下精馏脱水,因1,3-丙二醇沸点较高需要在减压下进行,然后在操作压力为0.05~3.0 kPa,优选为0.1~2.5 kPa下进一步精馏脱水,收集1,3-丙二醇产品馏分即为最终产品。
与现有技术相比,本发明方法具有以下优点:
1、本发明通过加热浓缩除去大部分水分和沉淀析出的固形物,然后加入芳香醛类溶剂继续加热浓缩直至水分全部除去,固液分离后对产物进行缩醛化反应,最终分离得到的1,3-丙二醇产品纯度高、收率高。本发明工艺省去了如超滤、纳滤、醇沉、电渗析及离子交换脱盐等过程,使得1,3-丙二醇的分离工艺得以简化,解决了常规发酵液存在的盐类、大分子蛋白及多糖物质难以脱除、减压蒸馏过程出现的盐结晶和粘性物质阻碍蒸发的问题;
2、本发明在脱水步骤加入芳香醛类溶剂,不仅解决了减压蒸馏过程出现的盐结晶和粘性物质阻碍蒸发的问题,而且可以不使用沸点低的低碳醛,避免了加热浓缩和后续使用过程反应试剂的过度挥发损失,降低了成本,分离得到的产品纯度高、收率高;
3、本发明避免了有毒芳烃萃取剂的使用以及萃取过程,改善了操作环境、减小了对人体造成的损害,相对绿色、环保。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明作进一步的详述,本发明中wt%为质量分数。
实施例1
本实施例所处理的发酵液是以甘油为底物,采用克雷伯氏菌发酵而得到的1,3-丙二醇发酵液,1,3-丙二醇的含量为78.5 g/L,发酵终止pH值为7.0。
取20 L上述发酵液,过滤除去菌体及沉淀物,得到过滤清液,然后采用常压降膜-刮膜蒸发方式进行浓缩除水,浓缩除去清液中82wt%的水,其中的大部分盐呈结晶状析出,部分大分子蛋白及多糖类物质被浓缩而沉淀出来,离心分离除去沉淀物,得到含有1,3-丙二醇的浓缩液。
搅拌下在上述浓缩液中加入2.65kg苯甲醛,继续进行加热浓缩除水,直至水被完全除去,过滤进行固液分离。在滤液中加入64.0 g ZMS-5分子筛催化剂,进行缩醛化反应,1,3-丙二醇被转化为苯甲醛缩1,3-丙二醇缩醛。反应温度为80℃,反应时间为2.5 h。反应结束后再次过滤除去催化剂。
在72 kPa的压力下,进行减压蒸馏,分离出过量的苯甲醛溶剂,釜底为缩醛产物组分。此时加入纯水1.8 kg、水解催化剂硫酸铝4.0 g,搅拌下进行水解,得到含1,3-丙二醇及溶剂的水解溶液,静置分层,上层为水解出来的苯甲醛溶剂,1,3-丙二醇进入水相层。水解温度60℃,水解时间5.5 h。
对上述水解步骤得到的下层水相层进行过滤分离,除去催化剂后精馏处理,在85kPa的压力下先蒸出水分,0.1 kPa的压力下继续精馏,收集100~106℃的1,3-丙二醇馏分,得到产品的纯度为99.1%,回收率96.2%。
实施例2
本实施例中所用的1,3-丙二醇发酵液同实施例1。
取20 L上述发酵液,过滤除去菌体及沉淀物,得到过滤清液,然后采用减压降膜-刮膜蒸发方式进行浓缩除水,浓缩除去清液中的90wt%的水,操作压力为50kPa,其中的大部分盐呈结晶状析出,部分大分子蛋白及多糖类物质被浓缩而沉淀出来,离心分离除去结晶出的盐及沉淀物,得到含有1,3-丙二醇的浓缩液。
搅拌下在上述浓缩液中加入4.2 kg苯乙醛,继续浓缩脱除剩余的水,离心分离除去沉淀出的不溶物。滤液中加入70.0 g D72强酸树脂,进行缩醛化反应,1,3-丙二醇被转化为苯乙醛缩1,3-丙二醇缩醛。反应温度为86℃,反应时间为1.5 h。反应结束后,离心分离析出的沉淀物。
在30 kPa的压力下,进行减压蒸馏,蒸馏分离出过量的苯乙醛溶剂,釜底为缩醛产物组分。此时加入纯水2.67kg、水解催化剂33.0g 001×7树脂,搅拌下进行水解,得到含1,3-丙二醇的及溶剂的水解溶液,静置分层,上层为水解出来的苯乙醛溶剂,1,3-丙二醇进入水相层。水解温度45℃,水解时间8.0 h。
对上述水解步骤得到的下层水相层进行离心分离,除去催化剂后精馏处理,在50kPa的压力下先蒸出水分,再继续精馏,在0.5 kPa的压力下减压蒸馏,收集110~115℃的1,3-丙二醇馏分,得到产品的纯度为99.4%,回收率97.8%。
实施例3
本实施例中所用的1,3-丙二醇发酵液同实施例1。
取20 L上述发酵液,过滤除去菌体及沉淀物,得到过滤清液。清液送入间歇蒸馏塔进行浓缩除水,浓缩除去清液中的86wt%的水,常压操作,理论塔板数10块。其中的大部分盐、多糖及蛋白质以结晶、沉淀方式析出,离心分离除去这些固体不溶物,得到含有1,3-丙二醇的浓缩液。
搅拌下在上述浓缩液中加入4.1kg苯丙醛,继续浓缩脱除剩余的水,离心分离除去沉淀出的不溶物。滤液中加入46.0g D62强酸树脂,进行缩醛化反应,1,3-丙二醇被转化为苯丙醛缩1,3-丙二醇缩醛。反应温度为95℃,反应时间为3.0 h。反应结束后,离心分离析出的沉淀物。
在30 kPa的压力下,进行减压蒸馏,蒸馏分离出过量的苯乙醛溶剂,釜底为缩醛产物组分。此时加入纯水2.55 kg、水解催化剂18.2g 001×7树脂,搅拌下进行水解,得到含1,3-丙二醇的及溶剂的水解溶液,静置分层,上层为水解出来的苯丙醛溶剂,1,3-丙二醇进入水相层。水解温度30℃,水解时间3.5h。
对上述水解步骤得到的下层水相层进行离心分离,除去催化剂后精馏处理,在65kPa的压力下先蒸出水分,再继续精馏,在2.5 kPa的压力下减压蒸馏,收集117~121℃的1,3-丙二醇馏分,得到产品的纯度为99.1%,回收率96.9%。
比较例1
本比较例中所用的1,3-丙二醇发酵液同实施例1。
取20 L上述发酵液,过滤除去菌体及沉淀物,得到过滤清液,然后采用减压降膜-刮膜蒸发方式进行浓缩除水,操作压力为50kPa,浓缩除去清液中的全部水份。发酵液中的1,3-丙二醇浓度较低,含量只有78.5g/L,其中含有大量的有机盐、无机盐类、大分子蛋白及多糖类物质,且均具有较强的水溶性。随着浓缩除水过程的进行,其中的盐呈结晶状析出,大分子蛋白及多糖类物质被浓缩而沉淀出来。由于1,3-丙二醇本身具有较大的粘度,且浓度低,当浓缩除水量超过90wt%时,大量的这些杂质固形物沉淀出来,产生粘壁现象,物料失去流动性甚至碳化,以致过程无法进行。
比较例2
本比较例中所用的1,3-丙二醇发酵液及工艺条件同实施例1。不同之处在于用低碳醛代替苯甲醛进行缩缩化反应。采用的低碳醛有乙醛(沸点20.8℃)、丙醛(沸点49℃)、正丁醛(沸点74.8℃)、异丁醛(沸点64℃),异戊醛(沸点90℃),由于低碳醛沸点低于水的沸点,除水过程中这些醛被大量蒸出,才能蒸出水。所以采用低碳醛达不到除水目的,不能实施本发明过程,也不能达到本发明的目的。
Claims (13)
1.一种从发酵液中分离提取1,3-丙二醇的方法,其特征在于包括如下步骤:
(1)分离1,3-丙二醇发酵液,除去微生物菌体、部分盐类不溶性固形物;
(2)将步骤(1)所得发酵液进行加热浓缩蒸发,脱除其中大部分水分,料液中的各种盐类、大分子蛋白及多糖类物质被浓缩而沉淀出来,采用固液分离除去沉淀析出的固形不溶物,得到含1,3-丙二醇的浓缩液;
(3)搅拌下在步骤(2)所得的浓缩液中加入芳香醛类溶剂,继续加热浓缩除水,直至水分全部除去,固液分离后得到含1,3-丙二醇的有机溶液;
(4)在有机溶液中加入催化剂进行缩醛化反应,1,3-丙二醇被转化为缩醛;
(5)将步骤(4)的反应液进行蒸馏,蒸出未反应的芳香醛类溶剂;
(6)步骤(5)所得的缩醛化产物中加入纯水及水解催化剂,搅拌下进行水解,得到含1,3-丙二醇的水解液,静置分层,芳香醛类溶剂为有机相层,1,3-丙二醇进入下层的水相层,对下层的水相层进行过滤除去催化剂;
(7)对步骤(6)得到的水相层进行精馏脱水,再继续精馏收集1,3-丙二醇馏分即为产品。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:所处理的1,3-丙二醇发酵液为钙盐或钠盐发酵液,1,3-丙二醇的含量为30~100 g/L,发酵终止pH值为6.0~8.0。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:步骤(2)浓缩除去70wt%~95wt%的水。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:步骤(2)加热浓缩采用闪蒸、旋转蒸发、蒸馏塔蒸馏或膜蒸发,操作压力为80~10kPa。
5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于:步骤(2)加热浓缩采用降膜-刮膜蒸发方式,操作压力为70~20kPa。
6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:步骤(3)使用的芳香醛类溶剂为苯甲醛、苯乙醛、苯丙醛中的一种或几种,加入量按照浓缩液中1,3-丙二醇的含量而定,醇醛摩尔比为1:1.1~1:2.0。
7.根据权利要求6所述的方法,其特征在于:步骤(3)使用的芳香醛类溶剂为苯甲醛,醇醛摩尔比为1:1.2~1:1.7。
8.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:步骤(4)缩醛化反应所采用的催化剂为酸性催化剂,加入量为反应液质量的0.2%~2.0%;缩醛化反应温度为60~100℃,反应时间为1.0~3.5 h。
9.根据权利要求8所述的方法,其特征在于:步骤(4)缩醛化反应所采用的催化剂为非质子酸、固体酸或分子筛催化剂,加入量为反应液质量的0.5%~1.5%;缩醛化反应温度为80~95℃,反应时间为1.5~3.0 h。
10.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:步骤(5)所述的蒸馏采用减压蒸馏方式,操作压力为80~20 kPa。
11.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:步骤(6)纯水加入量与缩醛产物质量比为0.4:1~1:1,水解温度30~70℃,水解时间为2.0~10.0 h;水解催化剂为酸性催化剂,催化剂加入量为缩醛产物质量的0.05%~1.2%。
12.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:步骤(6)纯水加入量与缩醛产物质量比为0.6:1~0.8:1,水解温度35~60℃,水解时间3.5~8.0 h;水解催化剂为固体酸或分子筛催化剂,催化剂加入量为缩醛产物质量的0.06%~1.0%。
13.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:步骤(7)对得到的水相层进行精馏脱水,首先在85~50kPa压力下精馏脱水,然后在操作压力0.05~3.0kPa下进一步精馏脱水,收集1,3-丙二醇产品馏分即为最终产品。
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