IT202100030572A1 - 1,3-butandiolo purificato da una miscela di dioli - Google Patents
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Description
1,3-BUTANDIOLO PURIFICATO DA UNA MISCELA DI DIOLI
DESCRIZIONE
La presente invenzione riguarda un processo per la purificazione simultanea di 1,3-butandiolo e 1,4-butandiolo a partire da una loro miscela ed una composizione che, attraverso tale processo, permette di ottenere contemporaneamente un elevato recupero di 1,4-BDO ed un incremento della purezza di 1,3-BG.
L?1,3-butandiolo (generalmente noto come BG, 1,3-BG, 1,3-BDO o 1,3-butilene glicole) ? un diolo a quattro atomi di carbonio che possiede due stereoisomeri: R-1,3-BDO e S-1,3-BDO. La miscela racemica ? comunemente utilizzata in molti processi industriali, ad esempio come solvente organico per agenti aromatizzanti alimentari o come reagente per la produzione di resine poliuretaniche e poliesteri. Grazie alla sua bassa tossicit? e alla elevata tollerabilit?, trova anche un crescente utilizzo nell'industria cosmetica in prodotti per la cura della persona, ad esempio nella formulazione di prodotti per capelli e bagno, trucco per occhi e viso, profumi, prodotti per la pulizia personale, per la rasatura e la cura della pelle. L'1,3-BDO otticamente attivo ? inoltre un componente molto utilizzato per antibiotici, feromoni, fragranze ed insetticidi.
L?1,4-butandiolo (generalmente noto come 1,4-BDO, 1,4-BD o 1,4-butilene glicole) ? ampiamente utilizzato come monomero per la produzione di varie tipologie di prodotti quali, ad esempio, poliesteri del tipo diacido-diolo o come intermedio per la sintesi di composti quali gamma-butirrolattone e tetraidrofurano. Poliesteri comprendenti unit? ripetitive derivanti da un acido dicarbossilico e un diolo sono ad oggi largamente utilizzati in ragione delle loro propriet? meccaniche e di lavorabilit?, in tutti i campi di impiego dei materiali polimerici termoplastici quali quello dei film, degli articoli stampati e soffiati nonch? delle fibre. E? preferibile, inoltre, che i poliesteri cos? ottenuti siano biodegradabili, in particolare secondo la norma EN 13432. La produzione chimica di dioli a catena corta C2-C4 da risorse fossili ? stata sviluppata e ottimizzata per decenni. L?1,3-BG viene tradizionalmente prodotto mediante un processo chimico che prevede l?idratazione di acetilene con formazione di acetaldeide, successivamente convertita in 3-idrossibutiraldeide e ridotta a formare 1,3-BG. In questo modo si ottiene di solito la forma racema.
L?1,4-BDO pu? essere sintetizzato attraverso vari processi chimici a partire da materie prime di origine petrolchimica: acetilene, via etinilazione con formaldeide; butadiene, via acetilazione o alogenazione; propilene, via epossidazione o ossoacetilazione; n-butano, via formazione di anidride maleica e sua successiva idrogenazione con diverse vie.
A causa della diminuzione delle risorse fossili, della fluttuazione di prezzi del petrolio e dei crescenti problemi ambientali, la produzione di dioli C2-C4 da fonti rinnovabili attraverso processi biologici ha suscitato notevole interesse.
1,3-BG e 1,4-BDO possono essere infatti prodotti attraverso processi di fermentazione a partire da fonti rinnovabili come carboidrati, quali zuccheri e biomasse lignocellulosiche, o da gas di sintesi (CO, CO2 e / o H2), direttamente (WO 2015/158716) o via formazione di acido biosuccinico (WO 2011/063055) e sua successiva idrogenazione o attraverso la formazione di poliidrossialcanoato (WO 2011/100601).
La domanda di brevetto WO 2015/158716 descrive un processo per la produzione di 1,4-BDO comprendente la fermentazione in un terreno di coltura da parte di un microrganismo dotato di almeno una via metabolica per la sintesi di 1,4-BDO, in cui detto terreno di coltura comprende una miscela di glucosio e saccarosio. Analogamente, WO 2010/127319 descrive un processo fermentativo per la produzione di 1,3-BG a partire da fonti rinnovabili.
L?1,3-BG e l?1,4-BDO prodotti da fonte rinnovabile tuttavia generalmente contengono impurezze, tra cui sottoprodotti derivanti direttamente dal processo di fermentazione e da processi di degradazione. La rimozione di tali impurezze diventa necessaria per garantire l?utilizzo di 1,3-BG e 1,4-BDO ad esempio nel settore cosmetico e nella sintesi di poliesteri del tipo diacido-diolo, dove sono richieste rispettivamente purezze superiori a 99% per 1,3-BG e superiori a 98%, preferibilmente anche superiori a 99% per 1,4-BDO. In questi settori, infatti, monomeri come 1,3-BG e l?1,4-BDO sono tanto pi? ricercati quanto maggiore ? il loro livello di purezza.
Inoltre, i processi di fermentazione sopra menzionati generalmente impiegano microorganismi differenti tra loro e portano alla produzione di 1,3-BG e 1,4-BDO caratterizzati da un diverso contenuto di impurezze, in termini sia qualitativi sia quantitativi.
Ad esempio, l?1,4-BDO prodotto per via fermentativa pu? contenere impurezze tra le quali 1,4-BDO monoacetato, 2- (4-idrossibutossi) tetraidrofurano, 2-pirrolidone, tetraidrofurano, 1,3-propandiolo, gamma-butirrolattone, 1,6-esandiolo. Processi di purificazione dell?1,4-BDO prodotto per via fermentativa vengono ad esempio descritti nelle domande di brevetto WO 2019/102030 e WO 2014/152665.
L?1,3-BDO prodotto per via fermentativa ? usualmente ottenuto in una singola forma enantiomerica, tipicamente la forma R, e pu? invece contenere impurezze tra le quali 3-idrossibutanale, 4-idrossi-2-butanone, 3-idrossibutossi-2-butanone, 1,2-propandiolo, 1,3-propandiolo, 2,3-butandiolo. Processi di purificazione dell?1,3-BG prodotto per via fermentativa vengono ad esempio descritti nella domanda di brevetto WO 2018/183628.
Ci? richiede di individuare e realizzare processi di purificazione che rispondano alle esigenze di ciascuno dei due dioli e che si adattino alle caratteristiche di ciascuno dei prodotti di fermentazione. I due dioli 1,3-BG e 1,4-BDO presentano infatti anche propriet? fisiche diverse e richiedono di conseguenza l?attuazione di differenti operazioni unitarie di separazione, o quantomeno una complessa regolazione delle condizioni operative di ciascuna di esse.
Per tale motivo, sebbene i processi fermentativi per la produzione dei due dioli siano analoghi e richiedano sostanzialmente le stesse apparecchiature, un processo ottimizzato per la purificazione di 1,3-BG non ? generalmente adatto alla purificazione di 1,4-BDO e viceversa. Il processo descritto nella domanda di brevetto IT 102020000013243 permette di purificare simultaneamente i due dioli da una loro miscela tramite un unico processo comprendente una fase di distillazione di una miscela comprendente 1,3-BG e 1,4 BDO ed una successiva fase di distillazione di una frazione comprendente 1,3-BG. Ci? permette di produrre i due dioli in contemporanea, in miscela o separatamente, nello stesso impianto produttivo, con un notevole vantaggio in termini di tempi, di costi, di flessibilit? nonch? di rese di prodotti (considerato il possibile deterioramento in caso di stoccaggio prolungato), rispetto alla conduzione di campagne di produzione e purificazione separate per 1,3-BG e 1,4-BDO nello stesso impianto, che richiederebbe invece fermi impianto significativi nel passaggio dall'una all'altra. Tale processo prevede la rimozione da una miscela comprendente 1,3-BG e 1,4 BDO, mediante una o pi? operazioni di distillazione, di solvente (i), di una frazione pesante (ii), di una frazione leggera (iii) e di una frazione comprendente 1,4-BDO (iv), in cui almeno una tra dette frazioni iii) e iv) comprende 1,3-BG. Detta frazione comprendente 1,3-BG ? successivamente sottoposta ad una ulteriore distillazione.
Tuttavia, la frazione leggera (iii) e/o la frazione (iv) comprendenti 1,3-butandiolo ottenute nella fase a) di tale processo comprendono impurezze, come i sottoprodotti derivanti da processi di fermentazione e degradazione o formati durante le operazioni di distillazione, che possono formare azeotropi con i due dioli, ostacolandone la purificazione sino ai livelli richiesti.
In particolare si ? osservato che alcune impurezze di 1,4-BDO formano azeotropi con 1,3-BG; ad esempio, ? stato verificato che l?1,4-BDO monoacetato (di seguito butandiolo monoacetato), una tra le impurezze tipiche di 1,4-BDO, forma un azeotropo con 1,3-butandiolo. La presenza di tali impurezze non permette pertanto di raggiungere i livelli di purezza desiderati di 1,3-BG mediante semplice distillazione.
Si ? ora invece individuato un processo che permette di migliorare la separazione di 1,3-BG e 1,4-BDO da altri composti presenti in una loro miscela e che possono avere propriet? fisiche simili all?1,3-BG e 1,4-BDO, inclusi un punto di ebollizione superiore all'acqua (> 100 ? C), la solubilit? in acqua o entrambe le propriet?, grazie alla introduzione di una fase di idrolisi di una frazione distillata comprendente 1,3-BG. Detto processo, oltre ad agevolare la purificazione, presenta il vantaggio di massimizzare le rese di recupero del prodotto.
La presente invenzione riguarda pertanto un processo per la separazione di 1,3-butandiolo e 1,4-butandiolo a partire da una loro una miscela, comprendente le fasi di:
a) rimuovere da detta miscela, mediante una o pi? operazioni di distillazione,
i. il solvente
ii. una frazione pesante
iii. una frazione leggera
iv. una frazione comprendente 1,4-BDO,
in cui almeno una tra dette frazioni iii) e iv) comprende 1,3-butandiolo e una quantit? di 1,4-butandiolo monoacetato superiore a 1 ppm, preferibilmente superiore a 100 ppm e inferiore a 10%, preferibilmente inferiore al 9% in peso rispetto al peso della composizione; b) sottoporre ad un almeno una reazione di idrolisi almeno una tra dette frazioni iii) e iv) comprendente 1,3-butandiolo e 1,4-butandiolo monoacetato;
c) sottoporre a distillazione almeno una di dette frazioni iii) e iv) idrolizzate nella fase b). La presente invenzione riguarda inoltre una composizione di 1,3-butandiolo comprendente butandiolo monoacetato in quantit? superiori a 1 ppm, preferibilmente superiore a 100 ppm e inferiore a 10%, preferibilmente inferiore al 9% in peso rispetto al peso della composizione. La composizione di 1,3-BG ottenuta al termine della fase c) del processo secondo l?invenzione ha una concentrazione di detto 1,3-BG vantaggiosamente superiore al 99% in peso e ancora pi? vantaggiosamente superiore al 99,5% in peso. Secondo un aspetto, l?1,3-BG ottenuto ? un racemo. Secondo un aspetto alternativo, l?1,3-BG ottenuto ha un contenuto di enantiomero R superiore rispetto all?enantiomero S.
La composizione di 1,4-BDO ottenuta nella frazione (iv) della fase a) o al termine della fase c) presenta vantaggiosamente una concentrazione di detto 1,4-BDO superiore al 98% in peso, pi? preferibilmente superiore al 99% in peso, ancor pi? preferibilmente superiore al 99,5% in peso. La miscela comprendente 1,3-BG e 1,4-BDO alimentata al presente processo ? ottenuta mediante una preliminare miscelazione dei prodotti di sintesi di 1,3-butandiolo e dei prodotti di sintesi di 1,4-butandiolo.
Il numero di operazioni di distillazione ed il numero di colonne per ciascuna operazione in ciascuna fase del processo dell?invenzione non ? particolarmente limitante.
Il processo secondo l?invenzione verr? descritto di seguito pi? in dettaglio.
La fase a) pu? essere condotta dimensionando opportunamente il sistema di distillazione per separare efficacemente miscele con diversi rapporti tra 1,3-BG ed 1,4-BDO. Vantaggiosamente, la miscela alimentata alla fase a) del processo secondo l?invenzione comprende 1,3-BG e 1,4-BDO con rapporti in peso 1,3-BG/1,4-BDO superiori a 1/99, preferibilmente superiori a 1/33, preferibilmente superiori a 1/24, pi? preferibilmente superiori a 1/15, ancor pi? preferibilmente superiori a 1/10 ed inferiori a 99/1, preferibilmente inferiori a 3/1, preferibilmente inferiori a 1/1, pi? preferibilmente inferiori a 1/2, ancora pi? preferibilmente inferiori a 1/5.
Il processo comprende, prima della fase a), una fase di miscelazione preliminare dei prodotti di sintesi di 1,3-BG e 1,4-BDO, entrambi comprendenti, oltre a detti 1,3-BG e 1,4-BDO, sottoprodotti di reazione e/o impurezze ed opzionalmente un solvente. Parte di detti sottoprodotti e/o impurezze e/o solvente vengono vantaggiosamente separati dalla miscela di 1,3-BG e 1,4-BDO prima della fase a) del processo.
Secondo una forma di realizzazione preferita dell?invenzione, la miscela comprendente 1,3-BG e 1,4-BDO sottoposta alla fase a) del processo secondo l?invenzione deriva dalla produzione di 1,3-BG e 1,4-BDO per via fermentativa. Tale produzione fermentativa pu? avvenire in fermentatori separati, contemporaneamente o in tempi diversi, dando luogo alla formazione di una miscela grezza di fermentazione; preferibilmente la produzione dei due dioli avviene in contemporanea in fermentatori separati.
Secondo un aspetto preferito, il processo comprende pertanto prima della fase a) una fase di miscelazione dei brodi (c.d. miscele grezze) derivanti dalla produzione fermentativa di 1,3-BG e 1,4-BDO, ottenendo una miscela grezza comprendente 1,3-BG e 1,4-BDO.
In tale caso, il processo preferibilmente comprende inoltre opzionalmente, prima della fase a) e vantaggiosamente dopo la fase preliminare di miscelazione 1), una fase di separazione di una o pi? frazioni contenenti sottoprodotti ed impurezze dalla miscela grezza comprendente 1,3-BG e 1,4-BDO, ottenendo una miscela comprendente 1,3-BG e 1,4-BDO.
Secondo una forma di realizzazione preferita, il processo per la separazione di 1,3-BG e 1,4-BDO da una loro miscela pertanto ? preceduto dalle fasi di:
1) miscelare i brodi derivanti dalla produzione fermentativa di 1,3-BG e 1,4-BDO, ottenendo una miscela grezza comprendente 1,3-BG e 1,4-BDO,
2) separare una o pi? frazioni comprendenti solvente, sottoprodotti e/o impurezze da detta miscela grezza, ottenendo una miscela comprendente 1,3-BG e 1,4-BDO.
Risulta particolarmente vantaggioso alimentare alla suddetta fase 2) del processo secondo l?invenzione una miscela omogenea dei due dioli.
La produzione di 1,4-BDO da fonte rinnovabile per via fermentativa ? condotta per esempio, secondo il processo descritto in WO 2015/158716.
In WO 2015/158716 il brodo di fermentazione comprendente 1,4-BDO da fonte rinnovabile e acqua ? ottenuto generalmente attraverso un processo di fermentazione a partire da un terreno di coltura contenente almeno uno zucchero, preferibilmente glucosio e, opzionalmente, uno o pi? zuccheri differenti dal glucosio, in presenza di uno o pi? microrganismi dotati di almeno una via metabolica per la sintesi di 1,4-BDO.
Il terreno di coltura pu? comprendere altre sostanze necessarie per la crescita ed il sostentamento del microrganismo durante la fase di fermentazione, come elementi quali C, H, O, N, K, S, P, Fe, Ca, Co, Mn, Mg. Tipicamente, il terreno di coltura pu? comprendere uno o pi? componenti selezionati nel gruppo che consiste di zuccheri differenti dal glucosio, idrolizzati proteici, proteine, amminoacidi, acidi organici, vitamine, sali minerali, estratti di lievito, e microelementi quali ad esempio Cobalto, Calcio e Rame. Cobalto, Calcio e Rame possono essere dosati nel terreno di coltura, ad esempio, come sali quali Cobalto cloruro, Calcio cloruro e Rame cloruro. Generalmente, il terreno di coltura comprende almeno uno zucchero, generalmente glucosio e, opzionalmente, uno o pi? zuccheri differenti dal glucosio, in concentrazione compresa tra 10 e 100 g/L. Poich? durante la fase di fermentazione del presente processo il microrganismo consuma uno o pi? zuccheri, ? generalmente necessario reintegrare detti zuccheri all?interno di un reattore di fermentazione. Detta reintroduzione pu? essere effettuata con una modalit? continua o discontinua, secondo modalit? note al tecnico del settore. I componenti del terreno di coltura, tra cui zuccheri, idrolizzati proteici, proteine, amminoacidi, acidi organici, vitamine, sali minerali, estratti di lievito e microelementi vengono tipicamente aggiunti in eccesso rispetto alle reali necessit? del microrganismo e, pertanto, non vengono completamente utilizzati e rimangono nel brodo al termine della fermentazione, sotto forma di impurezze.
Per limitare il contenuto di zuccheri inutilizzati e, quindi, ottimizzare l?economicit? del processo, l?alimentazione di uno o pi? zuccheri viene vantaggiosamente interrotta o gradualmente diminuita prima della fine della fermentazione. Per quanto riguarda eventuali altri componenti del terreno di coltura, il terreno di coltura in genere contiene sali, minerali essenziali, e agenti antischiuma. Il terreno di coltura pu? essere preparato secondo una qualsiasi modalit? nota al tecnico del ramo, ad esempio miscelando tutti i suoi componenti insieme oppure pre-miscelando tutti i componenti con l?esclusione di glucosio ed aggiungendo questi ultimi in un secondo momento, singolarmente o gi? premiscelati a loro volta. ? altres? possibile utilizzare come base di partenza un terreno di coltura disponibile in commercio ed opportunamente modificarne la composizione in un secondo momento, per esempio al momento di mettere in contatto il terreno di coltura con il microrganismo dotato di almeno una via metabolica per la sintesi di 1,4-BDO da fonte rinnovabile. Durante la fermentazione, l?insieme costituito dal microrganismo e dal terreno di coltura comprendente uno o pi? zuccheri ? mantenuto in condizioni idonee a sfruttare la via metabolica di sintesi di 1,4-BDO da fonte rinnovabile. Il tecnico del ramo ? peraltro in grado di verificare nel corso della fermentazione lo stato di avanzamento del processo, ad esempio monitorando uno o pi? parametri e eventualmente intervenendo su di essi per riportare il processo in condizioni idonee alla produzione di 1,4-BDO.
La produzione di 1,3-BG da fonte rinnovabile per via fermentativa ? condotta per esempio secondo il processo descritto in WO 2010/127319.
Il brodo di fermentazione comprendente 1,3-BG da fonte rinnovabile ? ottenuto generalmente attraverso un processo di fermentazione a partire da un terreno di coltura noto nell'arte per sostenere la crescita di uno o pi? microrganismi, dotati di almeno una via metabolica per la sintesi di 1,3-BG, in condizioni anaerobiche o micro-aerobiche. La fermentazione viene eseguita in batch, in fed-batch o modo continuo. Le condizioni anaerobiche vengono mantenute spargendo prima il terreno con azoto mentre le condizioni micro-aerobiche possono anche essere ottenute con un piccolo foro per un'aerazione limitata. Il pH del mezzo viene mantenuto tipicamente a un pH ottimale mediante aggiunta di una base, come NaOH o altre basi, o di un acido.
Per quanto riguarda le vie metaboliche di sintesi di 1,3-BG e 1,4-BDO, queste possono essere presenti nel microrganismo allo stato naturale o possono essere create artificialmente, ad esempio alterando, modificando, amplificando, eliminando, limitando vie metaboliche gi? esistenti nel microrganismo, inserendo in esso materiale genetico proveniente da uno o pi? altri organismi, inducendo mutazioni genetiche spontanee, aggiungendo, durante il processo, composti chimici che inibiscono o stimolano detta via metabolica o comunque sfruttando una qualsiasi tecnica di ingegneria genetica. Microrganismi dotati di vie metaboliche per la sintesi di 1,4-BDO sono noti al tecnico del ramo e sono, per esempio, descritti in Nature Chemical Biology, Vol.7, July 2011, pag.445-452 (da qui in avanti ) e nelle domande di brevetto WO 2008/115840, WO 2009/023493, WO 2010/030711, WO 2010/071697, WO 2010/141780, WO 2010/141920, WO 2011/031897, WO 2011/047101, WO 2011/066076, WO 2012/177943, AU 2013/3204409, AU 2013/3204038, AU 2013/202623, AU 2013/203176, AU 2013/203177, AU 2013/203342, AU 2013/203440, AU 2013/203480, AU 2013/203163.
Microrganismi dotati di vie metaboliche per la sintesi di 1,3-BG sono noti al tecnico del ramo e sono, per esempio, descritti in , 2014, Vol 78, pag. 695?700 e nella domanda di brevetto WO 2010/127319.
La conversione degli zuccheri in 1,3-BG e 1,4-BDO ? tipicamente inferiore al 100% poich?, oltre ai due dioli menzionati, vengono prodotti anche degli intermedi (sottoprodotti) delle vie metaboliche utilizzate dai microrganismi per la produzione di 1,3-BG e 1,4-BDO.
Al termine della fermentazione gli organismi o le cellule che compongono la biomassa cellulare presente nel brodo di fermentazione possono essere sottoposti a disattivazione o uccisione. La disattivazione della biomassa o l'uccisione delle cellule pu? avvenire per via termica, nel qual caso viene tipicamente eseguita a una temperatura da circa 50 ? C a 80 ? C, preferibilmente da circa 60 ? C a 70 ? C, almeno a circa 60 ? C, o almeno a circa 70 ? C, per una durata da circa 1 minuto a 10 minuti, preferibilmente da 2 minuti a 5 minuti, da 2 minuti a 3 minuti, almeno 2 minuti o almeno 2,5 minuti. Tale disattivazione o uccisione a cui viene sottoposta la biomassa cellulare causa il rilascio nel brodo di fermentazione di residui e metaboliti cellulari.
I brodi derivanti dalla produzione fermentativa di 1,3-BG e 1,4-BDO ottenuti separatamente vengono miscelati (fase 1), ottenendo una miscela grezza comprendente 1,3-BG e 1,4-BDO. Il termine "miscela grezza" ai sensi della presente invenzione indica un brodo derivante da processi di fermentazione di 1,3-BG e/o 1,4-BDO.
La miscela grezza comprendente 1,3-BG e 1,4-BDO comprende ad esempio, rispetto al peso totale di detta miscela, circa dal 1% al 20% in peso della somma di 1,3-BG e 1,4-BDO e dal 80% al 99% in peso della somma di acqua ed una o pi? impurezze (e.g. cellule, sali, proteine, zuccheri non convertiti, tra quelle sopra citate) derivate dai processi di fermentazione.
Secondo un aspetto preferito, la miscela grezza comprende, rispetto al peso totale di detta miscela, circa dal 5% al 18% in peso della somma di 1,3-BG e 1,4-BDO e dal 82% al 95% in peso della somma di acqua ed una o pi? impurezze derivate da un processo di fermentazione. Secondo un aspetto pi? preferito, la miscela grezza comprende, rispetto al peso totale di detta miscela, circa dall'10% al 15% in peso della somma di 1,3-BG e 1,4-BDO e dall'85% al 90% in peso della somma di acqua ed una o pi? impurezze derivate da un processo di fermentazione. All?interno della miscela grezza, i rapporti tra 1,3-BG e 1,4-BDO sono vantaggiosamente fissati in base al rapporto tra le quantit? prodotte dai relativi processi di fermentazione.
Le impurezze contenute nella miscela grezza comprendono ad esempio uno o pi? elementi tra: uno o pi? microorganismi, residui cellulari, eventuali zuccheri non reagiti, sottoprodotti, sali minerali, metaboliti e componenti del terreno di coltura non assimilati o metabolizzati da detti microrganismi.
Al fine di allontanare una o pi? delle impurezze sopra descritte, nella fase opzionale di separazione (fase 2) del processo secondo la forma di realizzazione preferita dell?invenzione sopra descritta, la miscela grezza subisce uno o pi? trattamenti scelti tra decantazione, centrifugazione, filtrazione, microfiltrazione, nanofiltrazione, ultrafiltrazione, scambio ionico, osmosi, altre idonee tecniche di separazione solido/liquido e loro combinazioni.
Ad esempio, detta miscela grezza pu? essere prima centrifugata e successivamente filtrata, microfiltrata, nanofiltrata, trattata con resine a scambio ionico ed infine osmotizzata.
Secondo un aspetto dell?invenzione, la fase opzionale di separazione 2) comprende una o pi? operazioni di passaggio su una o pi? resine a scambio ionico.
Detta fase di separazione opzionale 2) comprende preferibilmente una o pi? operazioni di passaggio su resine a scambio cationico fino ad ottenere un pH tra 4 e 2 in uscita, e una o pi? operazioni di passaggio su resine a scambio anionico fino ad ottenere un pH in uscita compreso tra 8 e 11, come descritto nella domanda di brevetto WO 2019/102030.
Detta resina di scambio cationico viene generalmente selezionata nel gruppo che consiste di resine derivanti da acidi forti (ad esempio gruppi solfonati) o acidi deboli (ad esempio gruppi carbossilati). La resina a scambio cationico contiene preferibilmente gruppi funzionali selezionati tra i gruppi solfonati. Esempi non limitativi di resine a scambio ionico cationico che sono utili nel processo secondo l'invenzione includono, ad esempio, la resina disponibile in commercio con il marchio DOWEX? 88 o DOWEX? 88 MB.
Detta resina a scambio anionico viene generalmente selezionata dal gruppo costituito da resine derivanti da basi forti (ad esempio gruppi di ammine quaternarie) o basi deboli (ad esempio gruppi di ammine terziarie). La resina a scambio anionico contiene preferibilmente gruppi funzionali selezionati tra i gruppi di ammine quaternarie. Esempi non limitativi di resine a scambio anionico che sono utili nel processo secondo l'invenzione includono, ad esempio, la resina disponibile in commercio con il marchio DOWEX? 22.
L?ordine di successione dei passaggi sulle resine a scambio cationico e anionico non ? particolarmente limitante. Uno o pi? passaggi sulle resine a scambio cationico possono precedere o succedere ad uno o pi? passaggi sulle resine a scambio anionico. Preferibilmente, uno o pi? passaggi sulle resine a scambio cationico precedono uno o pi? passaggi sulle resine a scambio anionico.
Tra le operazioni della fase opzionale 2) possono essere effettuate operazioni volte a modificare il contenuto di solvente (e.g. acqua) della miscela grezza o delle frazioni intermedie comprendenti 1,3-BG e 1,4-BDO. Tali operazioni sono ad esempio scelte tra evaporazione e osmosi inversa.
Alla fase a) del processo secondo la presente invenzione viene alimentata una miscela comprendente 1,3-BG e 1,4-BDO, opzionalmente ottenuta secondo le fasi 1) e 2) sopra descritte, comprendente principalmente 1,3-BG, 1,4-BDO e acqua. In essa, i rapporti tra 1,3-BG e 1,4-BDO sono vantaggiosamente fissati in base al rapporto tra le quantit? prodotte dai relativi processi fermentativi. Vantaggiosamente detta miscela comprende, rispetto al suo peso totale, circa dal 50% al 95% in peso della somma di 1,3-BG e 1,4-BDO e dal 5% al 50% in peso di acqua ed una o pi? impurezze derivate dai processi di fermentazione.
In alcune forme di realizzazione, la miscela comprende, rispetto al suo peso totale, circa dal 70% al 90% in peso della somma di 1,3-BG e 1,4-BDO e dal 10% al 30% in peso di acqua ed una o pi? impurezze derivate da un processo di fermentazione.
In alcune forme di realizzazione, la miscela comprende, rispetto al suo peso totale, circa dal 75% all?85% in peso della somma di 1,3-BG e 1,4-BDO e dall'15% al 25% in peso di acqua ed una o pi? impurezze derivate da un processo di fermentazione.
Tali impurezze sono ed esempio scelte nel gruppo costituito da: uno o pi? microorganismi, residui cellulari, eventuali zuccheri non reagiti, sottoprodotti, sali minerali, metaboliti ed eventuali componenti del terreno di coltura non assimilati o metabolizzati da detto microrganismo.
Ciascuna delle operazioni di distillazione delle fasi a) e c) secondo la presente invenzione pu? essere condotta indipendentemente impiegando diversi tipi e configurazioni di colonne di distillazione. Ad esempio, le colonne di distillazione del processo possono comprendere sezioni a riempimento casuale, a riempimento strutturato, a piatti, a riempimento casuale e strutturato, a riempimento casuale e piatti, o riempimento strutturato e piatti. Sono preferite colonne a riempimento, vantaggiosamente a riempimento strutturato.
Ciascuna delle operazioni di distillazione pu? essere condotta attraverso una colonna o un treno di colonne semplici, oppure attraverso configurazioni pi? integrate che permettono di ottenere pi? di due correnti da ogni colonna, ad esempio con estrazioni laterali di prodotto o con l?inserimento di setti verticali per minimizzare il numero di colonne e apparecchiature accessorie.
Le operazioni di distillazione secondo il presente processo sono preferibilmente svolte riducendo o minimizzando l?esposizione dei composti alle alte temperature. Sia i prodotti e sia le impurezze in essi presenti, infatti, possono subire degradazione termica o chimica a causa del riscaldamento durante la distillazione. Il funzionamento delle colonne di distillazione a pressione ridotta (inferiore rispetto alla pressione atmosferica) o il vuoto sono preferibili in quanto abbassano la temperatura di ebollizione della miscela nella colonna di distillazione e consentono di far funzionare la colonna di distillazione a temperature pi? basse. Un sistema di vuoto comune pu? essere utilizzato con alcune o tutte le colonne di distillazione per ottenere una pressione ridotta, oppure ogni colonna pu? avere il proprio sistema di vuoto.
La pressione di una colonna di distillazione pu? essere misurata nella parte superiore o nel condensatore, nella parte inferiore o nella base o ovunque nel mezzo. Le diverse colonne di distillazione del processo secondo l?invenzione possono operare a pressioni diverse.
E? possibile adeguare in ciascuna fase del processo le condizioni operative alla tipologia di colonna o di colonne utilizzate.
Le operazioni di distillazione nella fase a) del processo secondo l?invenzione permettono la rimozione del solvente (i), la rimozione di una frazione comprendente composti pesanti (ii, c.d. frazione pesante), la rimozione di una frazione comprendente composti leggeri (iii, c.d. frazione leggera) e la rimozione di una frazione comprendente 1,4-BDO (iv).
La rimozione di tali componenti (i)-(iv) pu? essere effettuata mediante una o pi? operazioni di distillazione.
Preferibilmente il solvente (i) ? acqua.
Durante il processo di fermentazione per la produzione di 1,3-BG e 1,4-BDO vengono anche prodotti degli intermedi (c.d. sottoprodotti) delle vie metaboliche utilizzate dai microrganismi, che rimangono nel brodo al termine della fermentazione insieme ad altri composti organici quali zuccheri, idrolizzati proteici, proteine, amminoacidi, acidi organici ed estratti di lievito (che vengono tipicamente aggiunti in eccesso rispetto alle reali necessit? del microrganismo e, pertanto, non vengono completamente utilizzati) e possono subire processi di degradazione. Tra detti composti organici vi sono i composti ?pesanti? e ?leggeri?.
Per ?pesanti? si intendono composti con punto di ebollizione superiore rispetto a quello di 1,4-BDO. Esempi di composti pesanti sono composti organici che possono aver subito un processo di degradazione, 2-pirrolidone e 1,6-esandiolo.
Per ?leggeri? si intendono composti con punto di ebollizione inferiore rispetto a quello di 1,3-BG. Esempi di composti leggeri sono 3-idrossi-butanale, 4-idrossi-2-butanone, 3-idrossibutossi-2-butanone, 1,2-propandiolo, 2,3-butandiolo e gamma-butirrolattone.
La pressione di esercizio delle colonne di distillazione si intende misurata nella presente domanda in millibar assoluti (mbar).1 mbar corrisponde a 100 Pascal.
Nella fase a) del processo dell?invenzione, secondo un primo aspetto il solvente (i) ed opzionalmente tracce di composti leggeri vengono rimossi da una miscela comprendente, rispetto al suo peso totale, il 60-97% in peso, preferibilmente l?80-90% in peso della somma di 1,3-BG e 1,4-BDO, con rapporti in peso 1,3-BG/1,4-BDO superiori a 1/99, preferibilmente superiori a 1/33, preferibilmente superiori a 1/24, pi? preferibilmente superiori a 1/15, ancor pi? preferibilmente superiori a 1/10 ed inferiori a 99/1, preferibilmente inferiori a 3/1, preferibilmente inferiori a 1/1, pi? preferibilmente inferiori a 1/2, ancora pi? preferibilmente inferiori a 1/5 e tra il 3% e 40% in peso, preferibilmente tra 10 e 20% in peso, di solvente (i), attraverso un?operazione di distillazione ad una temperatura tra 20 e 170?C ed una pressione di testa tra 10 e 200 mbar, preferibilmente tra 80 e 120 mbar. Il solvente (i) e opzionalmente tracce di composti leggeri (iii) vengono separati dalla testa. La miscela estratta dal fondo comprende preferibilmente una quantit? di acqua inferiore a 2000 ppm, pi? preferibilmente inferiore a 500 ppm e ancora pi? preferibilmente inferiore a 200 ppm.
Secondo un altro aspetto, nella fase a) la frazione pesante (ii) viene rimossa da una miscela comprendente 1,3-BG e 1,4-BDO con rapporti in peso 1,3-BG/1,4-BDO superiori a 1/99, preferibilmente superiori a 1/33, preferibilmente superiori a 1/24, pi? preferibilmente superiori a 1/15, ancor pi? preferibilmente superiori a 1/10 ed inferiori a 99/1, preferibilmente inferiori a 3/1, preferibilmente inferiori a 1/1, pi? preferibilmente inferiori a 1/2, ancora pi? preferibilmente inferiori a 1/5 e con una quantit? d?acqua preferibilmente inferiore a 2000 ppm, pi? preferibilmente inferiore a 500 ppm e ancora pi? preferibilmente inferiore a 200 ppm, attraverso un?operazione di distillazione ad una temperatura tra 100 e 170?C, ed una pressione di testa tra 10 e 70 mbar, preferibilmente tra 20 e 50 mbar. Tale operazione permette di rimuovere dal fondo la frazione pesante (ii), che comprende almeno il 50% in peso di composti pesanti e pu? comprendere fino al 50% in peso di 1,4-BDO. Tale frazione pu? essere trattata in un ulteriore stadio per recuperare l?1-4 BDO in essa contenuto. La testa della colonna contiene la corrente comprendente 1,3-BG e 1,4-BDO purificata dalla frazione pesante (ii).
Secondo un ulteriore aspetto, nella fase a) la frazione leggera (iii) viene rimossa da una miscela comprendente 1,3-BG e 1,4-BDO in rapporti in peso 1,3-BG/1,4-BDO superiori a 1/99, preferibilmente superiori a 1/33, preferibilmente superiori a 1/24, pi? preferibilmente superiori a 1/15, ancor pi? preferibilmente superiori a 1/10 ed inferiori a 99/1, preferibilmente inferiori a 3/1, preferibilmente inferiori a 1/1, pi? preferibilmente inferiori a 1/2, ancora pi? preferibilmente inferiori a 1/5, vantaggiosamente attraverso un?operazione di distillazione ad una temperatura tra 100 e 170?C, ed una pressione di testa tra 10 e 70 mbar, preferibilmente tra 20 e 50 mbar. Tale operazione permette di rimuovere la frazione leggera (iii), che contiene almeno l?1% in peso di impurezze e pu? comprendere fino al 99% in peso di 1,3-BG. Detta frazione leggera (iii) comprende preferibilmente tra il 2 e 50% in peso di leggeri e tra il 50 e 98% in peso di 1,3-BG. Il fondo della colonna contiene principalmente 1,4-BDO purificato (iv), con purezza >95%, preferibilmente >98%, pi? preferibilmente > 99% e ancora pi? preferibilmente > 99,5% in peso. La colonna di distillazione pu? essere opportunamente dotata di una estrazione laterale per permettere la purga di eventuali frazioni con punto di ebollizione compreso tra 1,4-BDO e 1,3-BG.
Nella fase c) del processo secondo l?invenzione, l?eventuale frazione leggera (iii) comprendente 1,3-BG viene vantaggiosamente sottoposta a distillazione ad una temperatura tra 20 e 170?C, ed una pressione di testa tra 10 e 100 mbar, preferibilmente tra 30 e 60 mbar. Tale operazione permette di ottenere dal fondo una corrente con una composizione di 1,3-BG superiore al 95%, preferibilmente superiore al 99% e ancora pi? preferibilmente superiore al 99,5% in peso. La testa della distillazione ? costituita principalmente da composti leggeri e pu? essere ulteriormente trattata per incrementare il recupero di 1,3-BG.
Alternativamente, nella fase a) la frazione leggera (iii) viene rimossa da una miscela comprendente 1,3-BG e 1,4-BDO in rapporti in peso 1,3-BG/1,4-BDO superiori a 1/99, preferibilmente superiori a 1/33, preferibilmente superiori a 1/24, pi? preferibilmente superiori a 1/15, ancor pi? preferibilmente superiori a 1/10 ed inferiori a 99/1, preferibilmente inferiori a 3/1, preferibilmente inferiori a 1/1, pi? preferibilmente inferiori a 1/2, ancora pi? preferibilmente inferiori a 1/5, vantaggiosamente attraverso una operazione di distillazione ad una temperatura tra 100 e 170?C, ed una pressione di testa tra 10 e 100 mbar, preferibilmente tra 20 e 50 mbar. Tale operazione permette di rimuovere la frazione leggera (iii), che pu? comprendere fino al 95% in peso di 1,3-BG. Il fondo della colonna comprende 1,3-BG e 1,4-BDO.
Nella fase c) del processo secondo l?invenzione, l?eventuale frazione (iv) comprendente 1,4-BDO e 1,3-BG viene vantaggiosamente sottoposta a distillazione ad una temperatura tra 100 e 170?C, ed una pressione di testa tra 10 e 100 mbar, preferibilmente tra 20 e 70 mbar. Tale operazione permette di ottenere dal fondo una corrente con una composizione di 1,4-BDO superiore al 98%, preferibilmente superiore al 99% e ancora pi? preferibilmente superiore al 99,5% in peso. La testa della distillazione ? costituita principalmente da 1,3-BG con una purezza superiore al 95%, preferibilmente superiore al 98% e ancora pi? preferibilmente superiore al 99% in peso.
La colonna di distillazione pu? essere opportunamente dotata di una estrazione laterale per permettere la purga di eventuali frazioni con punto di ebollizione compreso tra quello di 1,4-BDO e quello di 1,3-BG.
In una forma di realizzazione preferita, la fase a) del processo secondo l?invenzione comprende le operazioni di:
a.1) rimuovere il solvente (i) mediante una prima distillazione,
a.2) rimuovere la frazione pesante (ii) mediante una seconda distillazione, a.3) rimuovere la frazione leggera (iii) mediante una terza distillazione, ottenendo una frazione comprendente 1,4-BDO (iv),
in cui almeno una tra dette frazioni iii) e iv) comprende 1,3-BG.
Secondo un aspetto preferito, detta frazione leggera (iii) comprende 1,3-BG.
Secondo un aspetto alternativo, detta frazione comprendente 1,4-BDO (iv) comprende 1,3-BG. Detta frazione leggera (iii) e/o detta frazione pesante (iv) comprendono impurezze, come i sottoprodotti derivanti da processi di fermentazione e degradazione o formati durante le operazioni di distillazione della fase a), nella forma ad esempio di acetali e/o esteri.
Una di tali impurezze ? il butandiolo monoacetato, presente nella frazione leggera (iii) in quantit? superiori a 1 ppm, preferibilmente superiore a 100 ppm e vantaggiosamente inferiore a 10%, preferibilmente inferiore al 9% in peso.
Il processo della presente invenzione comprende pertanto una fase b) di idrolisi della frazione (iii) comprendente 1,3-BG o della frazione (iv) comprendente 1,3-BG separate nella fase a). L?idrolisi della frazione (iii) ? preferita.
Alcune delle impurezze di dette frazioni comprendenti 1,3 BG separate nello stadio a), nella forma ad esempio di acetali e/o esteri, quando sottoposti ad idrolisi formano le relative aldeidi e/o chetoni ed i relativi alcoli.
Preferibilmente, le aldeidi e/o i chetoni cos? ottenuti vengono successivamente ridotti ad alcoli mediante trattamento con un agente riducente, ad es. secondo il procedimento descritto nella domanda di brevetto italiana 102020000031979.
Gli alcoli ottenuti dopo idrolisi di detti acetali e/o esteri, e/o ottenuti dopo la riduzione di detti aldeidi e chetoni, sono costituiti principalmente da 1,3-BG e/o 1,4-BDO. Ad esempio, dall'idrolisi del 2-(4-idrossibutossi)-tetraidrofurano si formano il 4-idrossibutanale e l'1,4-BDO Il processo secondo la presente invenzione ? pertanto particolarmente vantaggioso in quanto consente di ridurre o addirittura eliminare le impurezze che formano azeotropo con 1,3-BG e 1,4-BDO, come il butandiolo monoacetato e il 2-(4-idrossibutossi)-tetraidrofurano, contribuendo nel contempo ad aumentare ulteriormente le rese di recupero.
Inaspettatamente si ? osservato che, alimentando alla fase b) del presente processo una composizione comprendente 1,3-butandiolo e una quantit? di butandiolo monoacetato superiore a 1 ppm, preferibilmente superiore a 100 ppm e vantaggiosamente inferiore a 10%, preferibilmente inferiore al 9% in peso rispetto al peso della composizione, si ottengono contemporaneamente un elevato recupero di 1,4-BDO ed un incremento della purezza di 1,3-BG. La composizione di 1,3-BG cos? ottenuta al termine della fase c) del processo di separazione, presenta una purezza anche superiore al 99% in peso, vantaggiosamente superiore al 99,5% in peso. Secondo un aspetto, il contenuto in butandiolo monoacetato della composizione di 1,3-BDO ottenuta al termine della fase c) del processo ? inferiore a 1000 ppm. Oggetto della presente invenzione ? pertanto anche una composizione di 1,3-butandiolo comprendente butandiolo monoacetato in quantit? superiori a 1 ppm, preferibilmente superiore a 100 ppm e vantaggiosamente inferiore a 10%, preferibilmente inferiore al 9% in peso rispetto al peso della composizione.
Detta composizione ? vantaggiosamente ottenuta a partire da una miscela di prodotti di sintesi per via fermentativa di 1,3-butandiolo e 1,4-butandiolo, dopo rimozione del solvente e di una frazione pesante, ad esempio per distillazione; preferibilmente detta composizione ? ottenuta attraverso la fase a) del processo per la separazione di 1,3-butandiolo e 1,4-butandiolo a partire da una loro miscela sopra descritto.
La reazione di idrolisi nel processo dell?invenzione pu? essere condotta secondo tecniche note all'esperto del ramo, ad esempio solo con acqua, catalizzata da acido, da base o catalizzata dall'aggiunta di uno o pi? enzimi.
Nel caso di idrolisi con sola acqua, la reazione viene vantaggiosamente condotta ad alte temperature e/o pressioni. L'idrolisi catalizzata da acido e l'idrolisi catalizzata da base vengono vantaggiosamente eseguite ad esempio con l'aggiunta rispettivamente di acidi e basi, o tramite resine a scambio ionico.
L'acido aggiunto ? preferibilmente un acido minerale forte, che pu? essere scelto ad esempio tra acido ortofosforico, acido solforico e acido cloridrico.
La base aggiunta ? preferibilmente una base forte, che pu? essere scelta ad esempio tra NaOH, LiOH, KOH e loro miscele. Preferibilmente la base aggiunta ? NaOH.
Secondo un aspetto della presente forma di realizzazione, viene eseguita almeno un'idrolisi catalizzata da basi. Secondo un altro aspetto della presente forma di realizzazione, vengono eseguite almeno un'idrolisi catalizzata da acidi e almeno un'idrolisi catalizzata da basi.
Preferibilmente, la reazione di idrolisi viene condotta in presenza di acqua in quantit? maggiore del 50% in peso, ad esempio dal 50 al 99% in peso, preferibilmente dal 55 al 95% in peso, pi? preferibilmente dal 75 al 90% in peso, rispetto al peso totale della soluzione acquosa. Elevate quantit? di acqua favoriscono la reazione di idrolisi, ma tutta l'acqua deve poi essere rimossa successivamente, con i relativi costi di rimozione.
Secondo un aspetto, l'idrolisi viene condotta in presenza di un acido o di una base mantenendo la soluzione acquosa sotto agitazione, preferibilmente ad una temperatura compresa tra 25 e 170?C, preferibilmente tra 50 e 100?C, ancor pi? preferibilmente tra 70 e 95?C, per un tempo compreso tra 1 minuto e 240 minuti, preferibilmente tra 5 minuti e 120 minuti, ancor pi? preferibilmente tra 15 minuti e 40 minuti.
La soluzione acquosa ottenuta al termine della reazione di idrolisi viene vantaggiosamente trattata per eliminare acqua e sottoprodotti di idrolisi, ad esempio attraverso uno o pi? trattamenti selezionati tra: passaggio su un letto di resine a scambio ionico, carbone attivo, filtrazione su membrana, elettrodialisi, distillazione flash.
Ad esempio, per eliminare le specie ioniche, la soluzione acquosa ottenuta dopo la reazione di idrolisi pu? essere sottoposta ad uno o pi? trattamenti con resine scambiatrici di ioni, ad es. come descritto sopra per la fase di separazione opzionale 2). L'esperto del ramo ? in grado di scegliere il tipo di resina da utilizzare in base alle condizioni di idrolisi adottate.
Vantaggiosamente vengono utilizzate resine a scambio cationico, resine a scambio anionico o una loro combinazione. Le resine sono generalmente scelte dai gruppi sopra elencati per la fase di separazione opzionale 2).
La soluzione acquosa ottenuta al termine della reazione di idrolisi o, preferibilmente, ottenuta dopo il passaggio sulle resine a scambio ionico o tra i diversi passaggi su dette resine, viene poi vantaggiosamente sottoposta ad una fase di concentrazione per allontanare l'acqua presente. Tale eventuale fase di concentrazione pu? essere eseguita secondo tecniche note. Allo scopo possono essere vantaggiosamente utilizzate una o pi? operazioni scelte tra osmosi inversa, pervaporazione, evaporazione, distillazione, ad esempio evaporazione per termocompressione o evaporazione a multiplo effetto. Tecniche preferite sono l'evaporazione o comunque tecniche che non richiedono il raggiungimento di temperature troppo elevate che possono deteriorare il prodotto.
Secondo una forma di realizzazione preferita, almeno una delle frazioni (iii) e (iv) comprendente 1,3-BG ottenute con il passaggio a) viene sottoposta, nella fase b), ad idrolisi in presenza di una base, ottenendo una soluzione acquosa di 1,3-BG comprendente specie ioniche. Secondo tale forma di realizzazione, prima della fase c) il processo comprende le ulteriori fasi di:
I. sottoporre opzionalmente detta soluzione acquosa ad uno o pi? trattamenti con resine a scambio ionico per rimuovere specie ioniche dalla soluzione acquosa 1,3-BG e II. concentrare la soluzione acquosa di 1,3-BG.
Nella presente domanda, le concentrazioni delle diverse componenti sono espresse come % in peso.
Claims (9)
1. Composizione di 1,3-butandiolo comprendente butandiolo monoacetato in quantit? superiori a 1 ppm e inferiori a 10% in peso, rispetto al peso della composizione.
2. Composizione secondo la rivendicazione 1 comprendente butandiolo monoacetato in quantit? superiori a 100 ppm e inferiori al 9% in peso, rispetto al peso della composizione.
3. Processo per la separazione di 1,3-butandiolo e 1,4-butandiolo a partire da una loro miscela, comprendente le fasi di:
a) rimuovere da detta miscela, mediante una o pi? operazioni di distillazione,
i. il solvente
ii. una frazione pesante
iii. una frazione leggera
iv. una frazione comprendente 1,4-butandiolo,
in cui almeno una tra dette frazioni iii) e iv) comprende 1,3-butandiolo e una quantit? di 1,4-butandiolo monoacetato superiore a 1 ppm e inferiore a 10% in peso rispetto al peso della composizione;
b) sottoporre ad un almeno una reazione di idrolisi almeno una tra dette frazioni iii) e iv) comprendente 1,3-butandiolo e 1,4-butandiolo monoacetato;
c) sottoporre a distillazione almeno una di dette frazioni iii) e iv) idrolizzate nella fase b)).
4. Processo secondo la rivendicazione 3 in cui detti prodotti di sintesi derivano dalla produzione per via fermentativa di 1,3-butandiolo e 1,4-butandiolo.
5. Processo secondo la rivendicazione 4 comprendente, prima della fase a), una fase preliminare di miscelazione dei brodi derivanti dalla produzione fermentativa di 1,3-butandiolo e 1,4-butandiolo (c.d. miscela grezza), una fase di separazione di una o pi? frazioni comprendenti solvente, sottoprodotti e/o impurezze, ottenendo una miscela comprendente 1,3-butandiolo e 1,4-butandiolo.
6. Processo secondo una o pi? delle rivendicazioni 3-5 in cui dalla fase c) si ottiene 1,3-butandiolo avente una purezza superiore al 99% in peso, preferibilmente superiore al 99,5% in peso.
7. Processo secondo una o pi? delle rivendicazioni 3-6 in cui il solvente (i) ? acqua.
8. Processo secondo una o pi? delle rivendicazioni 3-7, in cui la frazione leggera (iii) comprende inoltre 3-idrossi-butanale, 4-idrossi-2-butanone, 3-idrossibutossi-2-butanone, 1,2-propandiolo, 2,3-butandiolo e/o gamma-butirrolattone.
9. Processo secondo una o pi? delle rivendicazioni 3-8 in cui la fase a) comprende le operazioni di:
a.1) rimuovere il solvente (i) mediante una prima distillazione, a.2) rimuovere la frazione pesante (ii) mediante una seconda distillazione, a.3) rimuovere la frazione leggera (iii) mediante una terza distillazione, ottenendo una frazione comprendente 1,4-butandiolo (iv),
in cui la frazione iii) comprende 1,3-butandiolo.
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IT (1) | IT202100030572A1 (it) |
WO (1) | WO2023099650A1 (it) |
Citations (27)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0601571B1 (en) * | 1992-12-10 | 1997-06-04 | Mitsubishi Chemical Corporation | Method for purifying 1,4-butanediol, by hydrogenation and distillation |
WO2008115840A2 (en) | 2007-03-16 | 2008-09-25 | Genomatica, Inc. | Compositions and methods for the biosynthesis of 1,4-butanediol and its precursors |
WO2009023493A1 (en) | 2007-08-10 | 2009-02-19 | Genomatica, Inc. | Methods and organisms for the growth-coupled production of 1,4-butanediol |
WO2010030711A2 (en) | 2008-09-10 | 2010-03-18 | Genomatica, Inc. | Microorganisms for the production of 1,4-butanediol |
WO2010071697A1 (en) | 2008-12-16 | 2010-06-24 | Genomatica, Inc. | Microorganisms and methods for conversion of syngas and other carbon sources to useful products |
WO2010127319A2 (en) | 2009-04-30 | 2010-11-04 | Genomatica, Inc. | Organisms for the production of 1,3-butanediol |
WO2010141920A2 (en) | 2009-06-04 | 2010-12-09 | Genomatica, Inc. | Microorganisms for the production of 1,4-butanediol and related methods |
WO2010141780A1 (en) | 2009-06-04 | 2010-12-09 | Genomatica, Inc. | Process of separating components of a fermentation broth |
WO2011031897A1 (en) | 2009-09-09 | 2011-03-17 | Genomatica, Inc. | Microorganisms and methods for the co-production of isopropanol with primary alcohols, diols and acids |
WO2011047101A1 (en) | 2009-10-13 | 2011-04-21 | Genomatica, Inc. | Microorganisms for the production of 1,4-butanediol, 4-hydroxybutanal, 4-hydroxybutyryl-coa, putrescine and related compounds, and methods related thereto |
WO2011063055A2 (en) | 2009-11-18 | 2011-05-26 | Myriant Technologies Llc | Engineering microbes for efficient production of chemicals |
WO2011066076A1 (en) | 2009-11-25 | 2011-06-03 | Genomatica, Inc. | Microorganisms and methods for the coproduction of 1,4-butanediol and gamma-butyrolactone |
WO2011100601A1 (en) | 2010-02-11 | 2011-08-18 | Metabolix, Inc. | Process for gamma-butyrolactone production |
WO2012177943A1 (en) | 2011-06-22 | 2012-12-27 | Genomatica, Inc. | Microorganisms for producing 1,4-butanediol and methods related thereto |
AU2013203440A1 (en) | 2007-08-10 | 2013-05-02 | Genomatica, Inc. | Methods and organisms for the growth-coupled production of 1,4-butanediol |
AU2013203163A1 (en) | 2011-06-22 | 2013-05-02 | Genomatica, Inc. | Microorganisms for producing 1,4-butanediol and methods related thereto |
AU2013204038A1 (en) | 2007-03-16 | 2013-05-02 | Genomatica, Inc. | Compositions and methods for the biosynthesis of 1,4-butanediol and its precursors |
AU2013202623A1 (en) | 2008-12-16 | 2013-05-02 | Genomatica, Inc. | Microorganisms and methods for conversion of syngas and other carbon sources to useful products |
AU2013203342A1 (en) | 2009-06-04 | 2013-05-02 | Genomatica, Inc. | Process of separating components of a fermentation broth |
AU2013203176A1 (en) | 2009-10-13 | 2013-05-02 | Genomatica, Inc. | Microorganisms for the production of 1,4-butanediol,4-hydroxybutanal, 4-hydroxy-butyryl-coa, putrescine and related compounds, and methods related thereto |
AU2013203480A1 (en) | 2008-09-10 | 2013-05-02 | Genomatica, Inc. | Microorganisms for the production of 1,4-butanediol |
AU2013203177A1 (en) | 2009-06-04 | 2013-05-02 | Genomatica, Inc. | Microorganisms for the production of 1,4-butanediol and related methods |
WO2014152665A1 (en) | 2013-03-15 | 2014-09-25 | Genomatica, Inc. | Process and systems for obtaining 1,4-butanediol from fermentation broths |
WO2015158716A1 (en) | 2014-04-16 | 2015-10-22 | Novamont S.P.A. | Process for the production of 1,4-butanediol |
WO2018183628A1 (en) | 2017-03-31 | 2018-10-04 | Genomatica, Inc. | Process and systems for obtaining 1,3-butanediol from fermentation broths |
WO2019102030A1 (en) | 2017-11-27 | 2019-05-31 | Novamont S.P.A. | Process for the production of 1,4-butanediol from renewable sources and polyesters obtained therefrom |
WO2021245228A2 (en) * | 2020-06-04 | 2021-12-09 | Novamont S.P.A. | Process for purifying a mixture of diols |
-
2021
- 2021-12-02 IT IT102021000030572A patent/IT202100030572A1/it unknown
-
2022
- 2022-12-01 WO PCT/EP2022/084013 patent/WO2023099650A1/en unknown
- 2022-12-01 CN CN202280086112.6A patent/CN118510744A/zh active Pending
- 2022-12-01 EP EP22829721.4A patent/EP4441021A1/en active Pending
- 2022-12-01 CA CA3241082A patent/CA3241082A1/en active Pending
Patent Citations (30)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0601571B1 (en) * | 1992-12-10 | 1997-06-04 | Mitsubishi Chemical Corporation | Method for purifying 1,4-butanediol, by hydrogenation and distillation |
WO2008115840A2 (en) | 2007-03-16 | 2008-09-25 | Genomatica, Inc. | Compositions and methods for the biosynthesis of 1,4-butanediol and its precursors |
AU2013204409A1 (en) | 2007-03-16 | 2013-05-09 | Genomatica, Inc. | Compositions and methods for the biosynthesis of 1,4-butanediol and its precursors |
AU2013204038A1 (en) | 2007-03-16 | 2013-05-02 | Genomatica, Inc. | Compositions and methods for the biosynthesis of 1,4-butanediol and its precursors |
AU2013203440A1 (en) | 2007-08-10 | 2013-05-02 | Genomatica, Inc. | Methods and organisms for the growth-coupled production of 1,4-butanediol |
WO2009023493A1 (en) | 2007-08-10 | 2009-02-19 | Genomatica, Inc. | Methods and organisms for the growth-coupled production of 1,4-butanediol |
WO2010030711A2 (en) | 2008-09-10 | 2010-03-18 | Genomatica, Inc. | Microorganisms for the production of 1,4-butanediol |
AU2013203480A1 (en) | 2008-09-10 | 2013-05-02 | Genomatica, Inc. | Microorganisms for the production of 1,4-butanediol |
WO2010071697A1 (en) | 2008-12-16 | 2010-06-24 | Genomatica, Inc. | Microorganisms and methods for conversion of syngas and other carbon sources to useful products |
AU2013202623A1 (en) | 2008-12-16 | 2013-05-02 | Genomatica, Inc. | Microorganisms and methods for conversion of syngas and other carbon sources to useful products |
WO2010127319A2 (en) | 2009-04-30 | 2010-11-04 | Genomatica, Inc. | Organisms for the production of 1,3-butanediol |
WO2010141780A1 (en) | 2009-06-04 | 2010-12-09 | Genomatica, Inc. | Process of separating components of a fermentation broth |
AU2013203342A1 (en) | 2009-06-04 | 2013-05-02 | Genomatica, Inc. | Process of separating components of a fermentation broth |
WO2010141920A2 (en) | 2009-06-04 | 2010-12-09 | Genomatica, Inc. | Microorganisms for the production of 1,4-butanediol and related methods |
AU2013203177A1 (en) | 2009-06-04 | 2013-05-02 | Genomatica, Inc. | Microorganisms for the production of 1,4-butanediol and related methods |
WO2011031897A1 (en) | 2009-09-09 | 2011-03-17 | Genomatica, Inc. | Microorganisms and methods for the co-production of isopropanol with primary alcohols, diols and acids |
AU2013203176A1 (en) | 2009-10-13 | 2013-05-02 | Genomatica, Inc. | Microorganisms for the production of 1,4-butanediol,4-hydroxybutanal, 4-hydroxy-butyryl-coa, putrescine and related compounds, and methods related thereto |
WO2011047101A1 (en) | 2009-10-13 | 2011-04-21 | Genomatica, Inc. | Microorganisms for the production of 1,4-butanediol, 4-hydroxybutanal, 4-hydroxybutyryl-coa, putrescine and related compounds, and methods related thereto |
WO2011063055A2 (en) | 2009-11-18 | 2011-05-26 | Myriant Technologies Llc | Engineering microbes for efficient production of chemicals |
WO2011066076A1 (en) | 2009-11-25 | 2011-06-03 | Genomatica, Inc. | Microorganisms and methods for the coproduction of 1,4-butanediol and gamma-butyrolactone |
WO2011100601A1 (en) | 2010-02-11 | 2011-08-18 | Metabolix, Inc. | Process for gamma-butyrolactone production |
AU2013203163A1 (en) | 2011-06-22 | 2013-05-02 | Genomatica, Inc. | Microorganisms for producing 1,4-butanediol and methods related thereto |
WO2012177943A1 (en) | 2011-06-22 | 2012-12-27 | Genomatica, Inc. | Microorganisms for producing 1,4-butanediol and methods related thereto |
WO2014152665A1 (en) | 2013-03-15 | 2014-09-25 | Genomatica, Inc. | Process and systems for obtaining 1,4-butanediol from fermentation broths |
US20160031778A1 (en) * | 2013-03-15 | 2016-02-04 | Genomatica, Inc. | Process and systems for obtaining 1,4-butanediol from fermentation broths |
WO2015158716A1 (en) | 2014-04-16 | 2015-10-22 | Novamont S.P.A. | Process for the production of 1,4-butanediol |
WO2018183628A1 (en) | 2017-03-31 | 2018-10-04 | Genomatica, Inc. | Process and systems for obtaining 1,3-butanediol from fermentation broths |
US20210101855A1 (en) * | 2017-03-31 | 2021-04-08 | Genomatica, Inc. | Process and systems for obtaining 1,3-butanediol from fermentation broths |
WO2019102030A1 (en) | 2017-11-27 | 2019-05-31 | Novamont S.P.A. | Process for the production of 1,4-butanediol from renewable sources and polyesters obtained therefrom |
WO2021245228A2 (en) * | 2020-06-04 | 2021-12-09 | Novamont S.P.A. | Process for purifying a mixture of diols |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
KATAOKA N ET AL., BIOSCI. BIOTECHNOL. BIOCHEM., vol. 78, 2014, pages 695 - 700 |
YIM H. ET AL., NATURE CHEMICAL BIOLOGY, 7 July 2011 (2011-07-07), pages 445 - 452 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP4441021A1 (en) | 2024-10-09 |
CN118510744A (zh) | 2024-08-16 |
CA3241082A1 (en) | 2023-06-08 |
WO2023099650A1 (en) | 2023-06-08 |
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