专利名称：一种连续制备丁二酸的方法
技术领域：
本发明涉及食品化工领域，具体地说，涉及一种釆用连续进行反 应和降温结晶制备丁 二酸的方法。
背景技术：
丁二酸又称为琥珀酸，是一种二元有机酸，它是一种重要的C4 平台化合物，可作为合成复杂有机化合物的中间体，广泛应用于制药、 食品加工、合成塑料、橡胶、防护涂料、染料和其它工业中。
目前，传统的丁二酸盐与无机酸反应、结晶均采用批次操作，生 产的结晶体细小、比表面积大、杂质含量高，从而导致丁二酸收率低、 产品质量差、辅料消耗高、能源消耗大等问题。
因此，需要寻找一种收率高、能源消耗低、辅料消耗低的丁二酸 盐反应结晶方法。
发明内容
本发明的目的是提供一种收率高、能源消耗低、辅料消耗低的丁 二酸反应结晶方法。
为了实现本发明目的，本发明提供了一种连续制备丁二酸的方法
包括如下步骤
1) 一级反应将丁二酸盐与无机酸加入主反应器进行反应，pH 值为l-5;
2) 二级反应将一级反应的反应产物引入副反应器进行反应， 加入丁二酸盐与无机酸控制反应的pH值为0.5-4;
3) 三级反应将二级反应的反应产物引入三级反应器进行反应， 加入丁二酸盐与无机酸控制反应pH值为1.5-2.5;
4) 固液分离将三级反应的反应产物进行固液分离。
3其中，步骤l)中所述的无机酸为硫酸和/或盐酸和/或磷酸和/或 硝酸等。
步骤l)中所述的丁二酸盐为丁二酸镁、丁二酸钠、丁二酸铵中 的一种或多种，优选丁二酸生产过程中产生的丁二酸盐。
步骤l)中反应温度为30-95'C。 步骤2)中反应温度为10-8(TC。 步骤3)中反应温度为0-90。C。
本发明中，步骤3)(和步骤2))的反应温度根据选择的丁二酸盐 和无机酸的种类，以及公知的所生成的反应产物的溶解度来确定，如 反应生成难溶解的沉淀，则反应温度保持在4(TC以上，优选5(TC以上，
反应产物引入步骤4)进行固液分离后，得到丁二酸溶液；如反应不 生成难溶解的沉淀，则将反应温度保持在40。C以下，优选25'C以下，
使丁二酸结晶，固液分离后得到纯度较高的丁二酸晶体。
上述各级反应的反应器(主反应器、副反应器、三级反应器)的
个数可多于l个，优选l-25个。
本发明提供的连续制备丁二酸的方法，通过对反应器内物料pH
值、温度的分段控制，逐步生成结晶体，使结晶体颗粒较大、粒度均
勾、比表面积小、杂质含量低。其优点在于
1. 结晶收率高；
2. 产品质量好；
3. 能源消耗低；
4. 辅料消耗少。
具体实施例方式
以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。 实施例l
从丁二酸镁盐连续制备丁二酸的方法，包括如下步骤
1.先将2立方米丁二酸浓度为6%的丁二酸镁盐发酵液70匸下用截留分子量为150KD的陶瓷膜过滤，得到2.15立方浓度为5.5%清液。
2. 清液用RO膜浓缩到10。/。后，用热力蒸发系统浓缩到浓度30%。
3. 浓度30%的浓缩液与浓盐酸同时加入到一级反应器中反应， 反应温度40'C，控制pH-3;当一级反应器内的溶液体积达到容器容 积的50%，物料由一级反应器向二级反应器出料，控制出料速度，保 持一级反应器液位不变。
4. 二级反应器中加入浓盐酸,控制反应pH-2.0,温度25。C;当 二级反应器内的溶液体积达到容器容积的50 %后，物料由二级反应器 向三级反应器出料，控制出料速度，保持二级反应器液位不变。
5. 三级反应器中控制pH-2.0，温度10。C;当三级反应器内的溶 液体积达到容器容积的50%后，物料由三级反应器向离心机出料，控 制出料速度，保持三级反应器液位不变。
6. 离心分离时，加入料液体积5%的5卩低温水洗涤晶体后，得 到纯度大于96%的丁二酸晶体。
实施例2
从丁二酸盐连续制备丁二酸的方法，包括如下步骤
1. 将2立方米丁二酸浓度为6%的含丁二酸镆盐、丁二酸钠盐的 发酵液，7(TC下用截留分子量为300KD的陶瓷膜过滤，得到2.14立方 浓度为5.5%清液。
2. 清液用RO膜浓缩到12。/。后，用热力蒸发系统浓缩到浓度30%。
3. 浓度30%的浓缩液与浓硫酸同时加入到一级反应器中反应， 反应温度5(TC,控制pH-3.5;当 一级反应器内的溶液体积达到容器 容积的70%,物料由一级反应器向二级反应器出料，控制出料速度， 保持一级反应器液位不变。
4. 二级反应器中加入浓硫酸，控制反应pH:2.5，温度35'C;当 二级反应器内的溶液体积达到容器容积的70 % ,物料由二级反应器向 三级反应器出料，控制出料速度，保持二级反应器液位不变。酸,控制pH:2.0，温度15。C;当三级 反应器内的溶液体积达到容器容积的70 %后，物料由三级反应器向离 心机出料，控制出料速度，保持三级反应器液位不变。
6. 离心分离时，加入料液体积5%的51:低温水洗涤晶体后，得 到纯度大于96%的丁二酸晶体。
实施例3
从丁二酸盐连续制备丁二酸的方法，包括如下步骤
1. 将2立方米丁二酸浓度为6%的含丁二酸镁盐、丁二酸铵盐的 发酵液，75。C下用截留分子量为150KD的陶瓷膜过滤，得到2.14立方 浓度为5.5%清液。
2. 清液用RO膜浓缩到10。/。后，用热力蒸发系统浓缩到浓度35%。
3. 浓度30%的浓缩液与浓硝酸同时加入到一级反应器中反应， 反应温度6(TC,控制pH:4.5;当 一级反应器内的溶液体积达到容器 容积的40%,物料由一级反应器向二级反应器出料，控制出料速度， 保持一级反应器液位不变。
4. 二级反应器中加入浓硝酸,控制反应pH-3.0，温度35。C;当 二级反应器内的溶液体积达到容器容积的50 %后，物料由二级反应器
向三级反应器出料，控制出料速度，保持二级反应器液位不变。
5. 三级反应器中加入浓硝酸,控制pH-1.8,温度15。C;当三级 反应器内的溶液体积达到容器容积的60 %后，物料由三级反应器向离 心机出料，控制出料速度，保持三级反应器液位不变。
6. 离心分离时，加入料液体积5%的5卩低温水洗涤晶体后，得 到纯度大于96%的丁二酸晶体。
实施例4
从丁二酸盐连续制备丁二酸的方法，包括如下步骤 1.将2立方米丁二酸浓度为6%的含丁二酸钠盐的发酵液，70°C 下用截留分子量为150KD的陶瓷膜过滤，得到2.16立方，浓度为5.4%清液。
2. 清液用RO膜浓缩到12。/。后，用热力蒸发系统浓缩到浓度30%。
3. 浓度30%的浓缩液与浓硫酸同时加入到一级反应器中反应， 反应温度55'C,控制pH值为5.0;当 一级反应器内的溶液体积达到容 器容积的50 % ，物料由 一级反应器向二级反应器出料，控制出料速度， 保持一级反应器的液位不变。
4. 二级反应器中加入浓硫酸，控制反应pt^3.5，温度3(TC;当二 级反应器器内的溶液体积达到容器容积的50%后，物料由二级反应器 向三级反应器出料，控制出料速度，保持二级反应器的液位不变。
5. 三级反应器中加入浓硫酸,控制pH4.5，温度2(TC;当三级反 应器内的溶液体积达到容器容积的50%，物料由三级反应器向离心机 出料，控制出料速度，保持三级反应器的液位不变。
6. 离心分离时，加入料液体积5%的5汇低温水洗涤晶体后，得 到纯度大于96%的丁二酸晶体。
实施例5
从丁二酸盐连续制备丁二酸的方法，包括如下步骤
1. 丁二酸钙盐与浓硫酸同时加入到一级反应器中反应，反应温 度85'C，控制pH值为3.5;当 一级反应器内的溶液体积达到容器容积 的70%，物料由一级反应器向二级反应器出料，控制出料速度，保持 一级反应器液位不变。
2. 二级反应器中加入浓硫酸,控制反应pH-2.5,温度85。C;当二 级反应器内的溶液体积达到容器容积的60 %后，物料由二级反应器向 三级反应器出料，控制出料速度，保持二级反应器的液位不变。。
3. 三级反应器中加入浓硫酸,控制pH-2.0，温度85。C;当三级反 应器内的溶液体积达到容器容积的50 %后，物料由三级反应器向离心 机出料，控制出料速度，保持三级反应器的液位不变。
4. 离心分离时，加入料液体积5%的温度85^;的水洗涤晶体后，得到硫酸钙晶体和丁二酸溶液。
5. 丁二酸溶液通过活性炭脱色、阴阳离子交换树脂脱灰后降温结
曰曰曰。
6. 离心分离晶浆液，得到纯度大于98.5%的丁二酸晶体。
虽然，上文中已经用 一般性说明及具体实施方案对本发明作了详 尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本 领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础 上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。
权利要求
1、一种连续制备丁二酸的方法，包括如下步骤1)一级反应将丁二酸盐与无机酸加入主反应器进行反应，pH值为1-5；2)二级反应将一级反应的反应产物引入副反应器进行反应，加入丁二酸盐与无机酸控制反应的pH值为0.5-4；3)三级反应将二级反应的反应产物引入三级反应器进行反应，加入丁二酸盐与无机酸控制反应pH值为1.5-2.5；4)固液分离将三级反应的反应产物进行固液分离。
2、 如权利要求l所述的方法，其特征在于，步骤l)中所述的无 机酸为硫酸和/或盐酸和/或磷酸和/或硝酸。
3、 如权利要求l所述的方法，其特征在于，步骤l)中所述的丁 二酸盐为丁二酸镁、丁二酸钠、丁二酸铵中的一种或多种。
4、 如权利要求l所述的方法，其特征在于，步骤l)中所述一级 反应的反应温度为30-95'C。
5、 如权利要求1或4所述的方法，其特征在于，步骤2)中所述二 级反应的反应温度为10-8(TC。
6、 如权利要求1或5所述的方法，其特征在于，步骤3)中所 述反应温度为0-9(TC。
7、 如权利要求l所述的方法，其特征在于，所述主反应器、副 反应器、三级反应器的个数都分别多于l个。
8、 如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述个数为1-25个。
全文摘要
本发明提供了一种连续制备丁二酸的方法，包括如下步骤将丁二酸盐与无机酸加入到一级反应器中，控制温度为30-95℃、pH值为1-5进行反应，反应产物向二级反应器溢流，二级反应器中加入丁二酸盐或无机酸，控制温度为10-80℃、pH值为0.5-4，二级反应产物向三级反应器溢流，通过加入丁二酸盐或无机酸，控制温度为0-90℃、pH为1.5-2.5，三级反应器出料进入固液分离装置，得到丁二酸。该方法具有收率高、产品质量好、能源消耗低等优点。
文档编号C07C55/10GK101550079SQ20091008402
公开日2009年10月7日 申请日期2009年5月12日 优先权日2009年5月12日
发明者尚海涛, 李荣杰, 潘声龙 申请人:安徽丰原发酵技术工程研究有限公司