CN1880463A

CN1880463A - 微生物法生产丙烯酸的方法

Info

Publication number: CN1880463A
Application number: CN 200610043894
Authority: CN
Inventors: 夏春良; 吴时军; 刘皓; 周卫东; 孙中华; 付纲; 胡奎玲; 王曰鹏
Original assignee: BAOMO BIOCHEMICAL Co Ltd SHANDONG
Current assignee: BAOMO BIOCHEMICAL Co Ltd SHANDONG
Priority date: 2006-04-29
Filing date: 2006-04-29
Publication date: 2006-12-20

Abstract

本发明涉及一种生产丙烯酸的方法，特别涉及一种微生物法生产丙烯酸的方法。其技术方案是：该方法包括如下步骤：(1)利用丙酸棒杆菌培养产生腈水合酶；(2)利用腈水合酶作为催化剂，由丙烯腈水合反应生成低浓度丙烯酸铵溶液；(3)低浓度的丙烯酸铵溶液经过降膜蒸发浓缩后再进行酸化脱铵反应制备粗丙烯酸；(4)粗丙烯酸经乙醚低温萃取制备高浓度高纯度的丙烯酸。本发明的有益效果是：具有工艺流程简单、对设备要求低、能耗较低、转化率高、环保和对国外技术依赖性小等显著有益效果。

Description

微生物法生产丙烯酸的方法

一、技术领域：

本发明涉及一种生产丙烯酸的方法，特别涉及一种微生物法生产丙烯酸的方法。

二、背景技术：

我国丙烯酸生产始于上世纪60年代，装置当时均采用丙烯水解法，规模小，品种少。1984年，北京东方化工厂成套引进日本技术和设备，投产建成我国首套大型丙烯酸及酯生产装置。目前国内丙烯酸系列产品都采用丙烯二步氧化法，引进国外技术和设备，由于引进国外技术，对国外技术依赖性强，催化剂污染严重，设备投资大，工艺复杂，成本高等缺点。

三、发明内容：

本发明的目的就是针对现有技术存在的上述缺陷，提供一种解决传统化学法生产丙烯酸造成的各种污染和损耗的微生物法生产丙烯酸的方法。

其技术方案是：该方法包括如下步骤：(1)利用丙酸棒杆菌培养产生腈水合酶；(2)利用腈水合酶作为催化剂，由丙烯腈水合反应生成低浓度丙烯酸铵溶液；(3)低浓度的丙烯酸铵溶液经过降膜蒸发浓缩后再进行酸化脱铵反应制备粗丙烯酸；(4)粗丙烯酸经乙醚低温萃取制备高浓度高纯度的丙烯酸。

所述的内烯酸铵水溶液用刮板蒸发器浓缩丙烯酸铵溶液的浓度到60-80％。

较高浓度的丙烯酸铵溶液加磷酸酸化脱铵生成较高浓度的丙烯酸水溶液。

用有机溶剂萃取精制丙烯酸，再用空气分离溶剂和丙烯酸得到含少量水分的丙烯酸。丙烯酸离心、脱水然后干燥得到高纯度的丙烯酸晶体。

本发明的有益效果是：具有工艺流程简单、对设备要求低、能耗较低、转化率高、环保和对国外技术依赖性小等显著有益效果。

四、附图说明：

附图1是本发明的流程图。

五、具体实施方式：

参照附图，本生产工艺由丙烯腈水解反应经脱胺萃取后得到较高纯度的丙烯酸。其详细技术方案包括如下：

(1)产酶细胞菌种的筛选

从丙酸棒杆菌的菌种中筛选产生产酸的能力强的腈水合酶，再进行筛选产酶高的菌种培养放大得到本发明中所用的细胞菌种。

(2)产酶细胞的制备

在三角瓶中加入适量种子培养基(10％-50％)，灭菌后接入菌种(5％左右)，在20℃-40℃，旋转式摇床中100-600rpm振荡培养50-120小时，装瓶待用。在种子罐中加入适量种子培养基(10％-50％)，灭菌后接入菌种上述装瓶待用的菌种，在20℃-40℃的温度下，通气量1∶0.2-1∶1(V.V.M)；搅拌转速：50-400rpm，罐压0.04-0.06，发酵50-120小时；然后在发酵罐内加入培养基装入量40％-70％，实罐消毒后接入种子罐内种子液，在通气量1∶0.2-1∶1(V.V.M)，搅拌转速：50-400rpm，罐压0.04-0.06，发酵50-120小时。

种子罐培养基组成：0.5-2％葡萄糖，0.1-1％酵母膏，0.01-0.1％氯化钠，0.01-0.1％磷酸氢二钾，0.01-0.05％硫酸镁，尿素0.1-1％，PH7.0-7.5。

发酵罐培养基组成：0.5-2％葡萄糖，0.1-1％酵母膏，0.01-0.1％氯化钠，0.01-0.1％磷酸氢二钾，0.01-0.1％磷酸二氢钾，0.01-0.05％硫酸镁，尿素0.1-2％，PH6.5-7.5。

(3)催化水合生产过程：

将发酵液在转速为3000rpm、离心分离，去上清夜，渣浆为腈水合酶细胞；用去离子水清洗干净后加入反应釜，发酵液与反应釜体积的比例维持在1∶1，在10℃-50℃温度下羟基乙腈水解生成丙烯酸铵水溶液，产物浓度在10-20％合格，底物丙烯腈浓度低于30ppm时，反应结束。

(4)蒸发浓缩脱铵

催化水合反应体系的丙烯酸铵水溶液，利用刮板蒸发器浓缩至浓度为40％-60％，降温并维持温度在0℃-10℃后加入磷酸酸化脱铵得到粗羟基乙酸溶液，离心去掉副产物磷铵，溶剂乙醚喷洗，磷铵中丙烯酸浓度降至合格后干燥，干燥过程蒸发蒸汽引入冷凝器和再冷器，回收乙醚放入乙醚中间槽；干燥后包装入库。离心液体项为粗丙烯酸溶液。

(5)萃取提纯丙烯酸

用乙醚做溶剂低温萃取粗丙烯酸水溶液，水相循环萃取第二次，醚相到气提蒸发釜蒸发去除溶剂提纯丙烯酸，所蒸发得到的气相，进入冷凝器和再冷器回收至乙醚中间槽。

(6)离心、脱水、干燥

从气提蒸发釜丙烯酸溶液打入装有脱水剂的离心机内，充分脱水后，开启离心机，得到高纯度、低阻聚集的丙烯酸。含丙烯酸的脱水剂从乙醚中间槽加入乙醚洗涤干燥剂去掉少量丙烯酸，洗涤液返回乙醚中间槽，循环使用。

Claims

1、一种微生物法生产丙烯酸的方法，其特征是该方法包括如下步骤：(1)利用丙酸棒杆菌培养产生腈水合酶；(2)利用腈水合酶作为催化剂，由丙烯腈水合反应生成低浓度丙烯酸铵溶液；(3)低浓度的丙烯酸铵溶液经过降膜蒸发浓缩后再进行酸化脱铵反应制备粗丙烯酸；(4)粗丙烯酸经乙醚低温萃取制备高浓度高纯度的丙烯酸。

2、根据权利要求1所述的微生物法生产丙烯酸的方法，其特征是：所述的丙烯酸铵水溶液用刮板蒸发器浓缩丙烯酸铵溶液的浓度到60-80％。

3、根据权利要求1所述的微生物法生产丙烯酸的方法，其特征是：较高浓度的丙烯酸铵溶液加磷酸酸化脱铵生成较高浓度的丙烯酸水溶液。

4、根据权利要求1所述的微生物法生产丙烯酸的方法，其特征是：用有机溶剂萃取精制丙烯酸，再用空气分离溶剂和丙烯酸得到含少量水分的丙烯酸。

5、根据权利要求1所述的微生物法生产丙烯酸的方法，其特征是：丙烯酸离心、脱水然后干燥得到高纯度的丙烯酸晶体。