【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于生物发酵法制备长碳链二元酸，尤其涉及一种长碳链二元酸的精制方法及其装置。
技术介绍
1、长碳链二元酸通常是指直碳链两端均为羧基的有机化合物，习惯上将碳原子数超过十的二元酸称为长碳链二元酸，是一类有着重要和广泛工业用途的精细化工产品。以长碳链二元酸为基础原料生产合成的高级香料、高性能工程塑料、高温电解质、高档热熔胶、耐寒增塑剂、高级润滑油、高级油漆和涂料等精细化工产品，被广泛应用于化工、轻工、农药、医药、液晶材料、军事工业等领域。由于长碳链二元酸应用广泛，下游产品性能优异，开发潜力广阔。国内外对长碳链二元酸的需求量将不断增加，其市场潜力极大。目前国内长碳链二元酸的生产方法主要采用生物发酵法，但发酵液中含有少量的菌体蛋白、色素以及其他种类的杂酸，严重影响产品的纯度和质量，因而二元酸的精制工艺是生物发酵法生产长碳链二元酸的重要技术环节，关系到生产工艺的收率和产品质量。
2、微生物发酵法生产的长碳链二元羧酸，主要采用溶剂法通过重结晶来进行提纯精制，溶剂主要采用乙酸、甲醇、乙醇、乙酸乙酯、乙酸丁酯等。试验表明，无论在精制收率、精制成本和产品质量上，乙酸都优于其它有机溶剂。
3、申请号为cn2014108346506的专利技术专利公开了一种长碳链二元酸提纯精制结晶母液的回收利用方法，采用的步骤为回收溶剂甲醇，蒸馏釜底残留物料溶解稀释，高温酸析结晶，烘干；本方案中回收溶剂甲醇，并经过酸析结晶，但是长碳链二元酸在甲醇中的溶解度远不如乙酸优异。
4、申请号为cn2014108305243的专利技术
5、申请号为cn2017114107224的中国专利技术专利公开了一种长碳链二元羧酸的精制提纯方法，本方案中的结晶滤饼首先乙酸淋洗，再经水淋洗，离心过滤，然后滤饼在环境温度下水洗涤，精制过程产生的乙酸溶剂采用共沸精馏的方法，此过程能量消耗极大，成本也很高。
6、申请号为cn2019105070978的中国专利技术专利公开了一种长碳链二元酸提纯精制废液的处理方法，本方案中也是采用甲醇溶剂和稀硫酸结晶的方式，弊端和缺点同上述。
7、现有技术中，申请公布号为cn101985416a的专利技术专利详细介绍了生物发酵法生产长碳链二元酸的精制工艺，申请人经过多年研发、多年技术创新实践验证，现将现有技术方案的不足之处做如下介绍。
8、该现有技术中，以发酵法制备的长碳链二元酸粗品为原料，采用90wt％以上的乙酸为溶剂，首先进行脱色、过滤，结晶分离，所得滤饼在70℃～100℃热水中保温120分钟，降温至30℃～50℃，离心分离，烘干；存在如下不足：
9、1、现有技术中，脱色罐内直接投入含水量5wt％～12wt％的长碳链二元酸粗品为原料，原料中带入的水分来自于提取工序中的结晶母液，因此水分含量越高，原料中所带的菌体蛋白杂质、色素杂质以及其他种类的杂酸杂质、各种水溶性杂质就越多，较多的杂质给精制工序对杂质的去除增加了难度，导致现有技术最终产品的杂质含量比本技术方案高。
10、2、现有技术中，溶剂乙酸浓度为90wt％以上，乙酸浓度越高，对长碳链二元酸的溶解度越大，因此会降低精制的收率。
11、3、高温水洗涤虽然能够去除掉部分乙酸残留，但是洗涤温度仅在70℃～100℃，未达到水的沸点（小于100℃下），没有达到共沸的状态，因此对长碳链二元酸湿品和乙酸之间的氢键结合力破坏不彻底，对乙酸残留的洗涤效果甚微；残留乙酸的存在对长碳链二元酸的应用带来不利的影响，特别是在生产尼龙聚合物时，残留的乙酸等一元酸将参与反应，阻止了聚合反应继续进行下去，降低了聚合物的分子量，现有技术最终产品的乙酸含量比本技术方案高。
12、4、高温水洗涤工艺需要升温、保温、降温等一系列过程，升温过程不仅用了大量的热能，这些热能还需要用循环水带走，提高了生产成本，整个工艺繁琐，周期较长，生产效率低，耗能高，现有技术最终产品的生产周期比本技术方案长很多，耗能高很多。
13、由于现有技术存在以上不足，所以精制后的长碳链二元酸产品单酸含量不够高、乙酸等一元酸残留高等问题，不能满足长碳链尼龙即生物基聚酰胺纤维行业对于长碳链二元酸产品纯度的苛刻要求，一种产品收率高、精制成本较低、高纯度、低乙酸残留的长碳链二元羧酸的精制提纯方法是人们所期待的。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于克服上述不足，提供一种产品收率高、精制成本较低、高纯度、低乙酸残留的一种长碳链二元酸的精制方法及其装置，以微生物发酵法生产的长碳链二元酸粗品为原料，以乙酸为溶剂，进行重结晶精制，在不改变长碳链二元酸晶体形态情况下，得到产品色泽好、晶体形态好、纯度高（对应杂质低）的高品质长碳链二元酸晶体。
2、一种长碳链二元酸的精制方法，包括以下步骤：
3、（a）脱色、过滤；
4、将长碳链二元酸粗品、乙酸、活性炭投入脱色罐内，在80-83℃下保温120min脱色，经压滤机，滤液进入到结晶罐；
5、二元酸粗品：溶剂（质量比）=1：2.5～3.0；
6、活性炭质量占整个脱色体系：0.2wt%～0.5wt%；
7、乙酸溶剂浓度在80wt%-89.99wt%；
8、（b）结晶；
9、将步骤（a）得到的二元酸清液在结晶罐内用冷却水强制降温到72-75℃，保温180min，保温结束后，强制降温到30-35℃出料，通过降温结晶，使得长碳链二元酸结晶析出；
10、（c）一次分离，得到长碳链二元酸结晶物料；
11、（d）长碳链二元酸结晶物料加水形成固液混合物，管道加热流动水洗涤共沸物，二次分离得到长碳链二元酸分离物料，具体来说如下：
12、（1）将步骤（c）得到的结晶物料放入定容罐内，加常温软化水定容到28-32吨，长碳链二元酸不溶于水，但乙酸溶于水，此时长碳链二元酸通过氢键与乙酸结合，乙酸目前仅小部分溶于水；
13、（2）将搅拌均匀的固液混合物连续不断地输送到换热器，进行预热；
14、（3）预热后的固液混合物输送到加热器，用112℃左右的饱和热水将长碳链二元酸固液混合物加热到103℃及以上（智能系统，103℃以下自动关闭去缓冲罐阀门，打开定容罐自身的循环阀门）；
15、（4）加热器中的固液混合物，经过加热后会通过温度计测量再输送回换热器，与待预热的固液混合物（这部分待预热的固液混合物是从定容罐中来）进行热交换，加热器和换热器中均是管式或者板式换热方式；
16、经过温度计测量，从加热器进入到换热器的这部分固液混合物（共沸物），在换热器中经过热交换前（进入换热器之前），若固液混合物的温度大于103℃，在换热后则通过控制第七控制阀门的通断，使其输送到缓冲罐（温度在42℃左右），最后再进入离心机分离。其中，温度本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种长碳链二元酸的精制方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种长碳链二元酸的精制方法，其特征在于，所述“二次分离”的方式为离心分离。
3.根据权利要求1所述的一种长碳链二元酸的精制方法，其特征在于，所述步骤（c）中，一次分离、清洗，得到长碳链二元酸结晶物料。
4.根据权利要求1所述的一种长碳链二元酸的精制方法，其特征在于，所述步骤（c）中，将一次分离得到的结晶滤饼进行甩干，用软化水在位清洗结晶滤饼，通过水洗回收结晶滤饼中的乙酸，清洗掉了残留在结晶长碳链二元酸湿品上的大部分乙酸，并且将这部分乙酸回收到了离心母液中，得到长碳链二元酸结晶物料。
5.根据权利要求1所述的一种长碳链二元酸的精制方法，其特征在于，在脱色、过滤步骤（a）中，长碳链二元酸粗品水分含量为0.01wt%-4.99wt%。
6.根据权利要求5所述的一种长碳链二元酸的精制方法，其特征在于，在脱色、过滤步骤（a）中，长碳链二元酸粗品水分含量为小于等于1wt%。
7.根据权利要求1所述的一种长碳链二元酸的精制方法，其特征在于，
8.一种采用如权利要求1-7任一项所述的长碳链二元酸的精制方法的精制装置，其特征在于，包括定容罐（12）、换热器（7）、加热器（6）、蒸汽加热装置、缓冲罐（16），蒸汽加热装置与加热器（6）连接，蒸汽加热装置提供的热蒸汽为加热器（6）提供热源，定容罐（12）内的低温物料通过第二离心泵（10）打入换热器（7），定容罐（12）输送的低温物料与加热器（6）输送的高温物料换热，加热器（6）输送的高温物料降温后到达第七控制阀门（14），第七控制阀门（14）连接缓冲罐（16）和定容罐（12），定容罐（12）输送到换热器（7）的低温物料经换热升温后到达加热器（6）进行加热，所述加热器（6）和所述换热器（7）之间设置有温度计（18）。
9.根据权利要求8所述的长碳链二元酸的精制装置，其特征在于，所述蒸汽加热装置包括热水罐（1）、第一离心泵（3）、蒸汽喷射器（5），蒸汽喷射器（5）与加热器（6）连接。
10.根据权利要求8所述的长碳链二元酸的精制装置，其特征在于，所述加热器（6）中通过蒸汽加热水到工艺设定的水温，经过蒸汽加热且达到工艺温度的热水将长碳链二元酸结晶物料加水形成的固液混合物加热到工艺设定的物料温度。
11.根据权利要求8所述的长碳链二元酸的精制装置，其特征在于，所述加热器（6）中通过蒸汽加热直接将长碳链二元酸结晶物料加水形成的固液混合物加热到工艺设定的物料温度。
...【技术特征摘要】
1.一种长碳链二元酸的精制方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种长碳链二元酸的精制方法，其特征在于，所述“二次分离”的方式为离心分离。
3.根据权利要求1所述的一种长碳链二元酸的精制方法，其特征在于，所述步骤（c）中，一次分离、清洗，得到长碳链二元酸结晶物料。
4.根据权利要求1所述的一种长碳链二元酸的精制方法，其特征在于，所述步骤（c）中，将一次分离得到的结晶滤饼进行甩干，用软化水在位清洗结晶滤饼，通过水洗回收结晶滤饼中的乙酸，清洗掉了残留在结晶长碳链二元酸湿品上的大部分乙酸，并且将这部分乙酸回收到了离心母液中，得到长碳链二元酸结晶物料。
5.根据权利要求1所述的一种长碳链二元酸的精制方法，其特征在于，在脱色、过滤步骤（a）中，长碳链二元酸粗品水分含量为0.01wt%-4.99wt%。
6.根据权利要求5所述的一种长碳链二元酸的精制方法，其特征在于，在脱色、过滤步骤（a）中，长碳链二元酸粗品水分含量为小于等于1wt%。
7.根据权利要求1所述的一种长碳链二元酸的精制方法，其特征在于，所述长碳链二元酸为c10-c18直链二元羧酸。
8.一种采用如权利要求1-7任一项所述的长碳链二元酸的精制方法的精制装置，其特...
【专利技术属性】
技术研发人员：郭启健，孙健，
申请(专利权)人：山东归源生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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