[发明专利]从丁醇、水和有机萃取剂的混合物中回收丁醇

说明书

相关申请的交叉引用

本专利申请要求2009年11月23日提交的美国临时专利申请序列号61/263502的优先权，将所述文献全文以引用方式并入本文。

发明领域

本发明提供了从包含丁醇的有机相中回收丁醇的方法，所述有机相获自萃取发酵工艺。具体地讲，本发明提供了通过蒸馏并且使用夹带剂，从包含丁醇、水、与水不混溶的有机萃取剂、以及任选的不可凝气体的混合物中分离出丁醇的方法。

发明背景

丁醇是一种重要的具有多种应用的工业化学品，例如用作燃料添加剂，用作柴油燃料的共混组分，在塑料工业中用作化学原料，以及在食品和香料工业中用作食品级萃取剂。每年，通过石化方法生产出100至120亿磅丁醇。随着对丁醇的预期需求增加，对通过发酵由可再生资源如玉米、甘蔗或纤维质进料生产丁醇的关注不断增加。

在制备丁醇的发酵工艺中，就地产物移出有利地降低了丁醇对微生物的抑制，并且通过控制发酵液中的丁醇浓度改善了发酵速率。就地产物移出技术包括反萃取、吸附、全蒸发、膜溶剂萃取和液-液萃取。在液-液萃取中，使萃取剂与发酵液接触以使丁醇分区在发酵液与萃取相之间。由分离工艺例如通过蒸馏来回收丁醇和萃取剂。在回收工艺中，丁醇还能够与任何水、不可凝气体、和/或发酵副产物分离，所述发酵副产物通过使用萃取剂可能已从发酵液中移除。

2009年6月4日提交的美国专利申请12/478,389公开了从发酵液中制备并且回收丁醇的方法，所述方法包括使发酵液接触与水不混溶的有机萃取剂以形成包含水相和含丁醇有机相的两相混合物的步骤，所述有机萃取剂选自C₁₂-C₂₂脂肪醇、C₁₂-C₂₂脂肪酸、C₁₂-C₂₂脂肪酸的酯、C₁₂-C₂₂脂肪醛、以及它们的混合物。

2009年4月13日同时提交的美国专利申请号61/168,640；61/168,642；和61/168,645；以及2009年8月6日同时提交的美国专利申请号61/231,697；61/231,698；和61/231,699公开了从发酵培养基中制备并且回收丁醇的方法，所述方法包括使所述发酵培养基接触与水不混溶的有机萃取剂以形成包含水相和含丁醇有机相的两相混合物的步骤，所述有机萃取剂包含第一溶剂和第二溶剂，所述第一溶剂选自C₁₂-C₂₂脂肪醇、C₁₂-C₂₂脂肪酸、C₁₂-C₂₂脂肪酸的酯、C₁₂-C₂₂脂肪醛、以及它们的混合物，并且所述第二溶剂选自C₇-C₁₁醇、C₇-C₁₁羧酸、C₇-C₁₁羧酸的酯、C₇-C₁₁醛、以及它们的混合物。

2009年7月15日同时提交的美国专利申请号61/225,659和61/225,662公开了从包含丁醇、水、与水不混溶的有机萃取剂、以及任选的不可凝气体的混合物中分离出丁醇的方法。

持续寻求从包含丁醇的萃取剂相中回收丁醇的方法，所述萃取相通过从发酵液中就地移出产物而获得。期望回收基本上不含水并且基本上不含萃取剂的丁醇的经济型方法。还期望使萃取剂降解最小化的分离方法以及向所期望分离提供改善的效率的方法。

发明概述

本发明提供了从包含与水不混溶的有机萃取剂、水、丁醇和任选的不可凝气体的进料中分离出丁醇和/或其异构体的方法，所述丁醇选自1-丁醇、2-丁醇、异丁醇、以及它们的混合物。通过蒸馏、滗析以及使用夹带剂的组合进行分离。

在一个方面，本发明为包括以下步骤的方法：

a)在反萃取段上方的引入点处将进料引入到第一蒸馏塔中，所述进料

包含：

(i)与水不混溶的有机萃取剂，

(ii)水，

(iii)至少一种丁醇异构体；和

(iv)任选的不可凝气体，