用于将甲酸与甲基四氢呋喃分离的方法
【专利说明】用于将甲酸与甲基四氨巧喃分离的方法
[0001] 本发明设及用于将甲酸与甲基四氨巧喃分离的方法。
[0002] 甲酸是所谓的平台分子，其被用在织物染色、抗菌中并被用作例如消毒剂、除垢 剂、皮革较制剂、青胆添加剂或防腐剂。
[0003] 可由生物质通过酸水解来生产甲酸。US8, 138, 371和US5, 608105中分别描述了运 类方法的实例。
[0004] 在由生物质生产甲酸的过程中，酸水解步骤之后是分离系列（train)。运可包 括萃取和蒸馈。例如，US8, 138, 371描述了：通过蒸汽冷凝从生物质水解物中分离甲酸。 W02009/130386公开了回收甲酸的方法，其设及使用辛醇和Ξ-2-乙基己基憐酸醋作为萃 取剂进行萃取。 阳0化]发明人已意识到：甲基四氨巧喃（MTH巧是用于从生物质水解物中萃取甲酸的极 好溶剂。由于经济原因，优选地：回收MTHFW再循环至萃取，且甲酸和乙酷丙酸作为有价 值的产物被回收。然而，当发明人尝试通过蒸馈分离甲酸和MTHF时，它们发现：已形成了 MTHF-甲酸共沸物。共沸物通常可通过一系列蒸馈被破坏，但运设及高的能量和设备成本。
[0006] 本发明的一个目标是从甲酸中回收MTHF。
[0007] 因此，在第一方面，本发明提供用于将甲酸与MTHF分离的方法，所述方法包括：使 包含甲酸和MTHF的组合物经受蒸馈，其特征在于：所述方法包括向所述蒸馈中加入水。
[0008] 水可与组合物（作为组合物的一部分）一起加入蒸馈中；例如，可在将组合物供应 给蒸馈之前，向所述组合物中加入水。然而，必须要注意：向组合物中加入水不导致双相溶 液的形成。组合物在蒸馈之前是单相溶液很重要。如果优选地水将作为组合物的一部分被 加入，那么本领域技术人员能够简单地进行实验室实验或中试实验W确定可被加入到组合 物中W使得组合物仍然呈现单相溶液的最大水量。
[0009] 或者，水可W与组合物分开地加入到蒸馈中，即，水和组合物分开地加入到蒸馈 中。优选地，在蒸馈的顶部加入水，甚至更优选地通过回流。
[0010] 组合物可包含甲酸-MTHF共沸物。换言之，组合物中的至少一部分甲酸可与组合 物中的至少一部分MTHF形成共沸物。因此，本发明还提供从甲酸-MTHF共沸物中分离MTHF 的方法，所述方法包括：使所述甲酸-MTHF共沸物经受蒸馈，其特征在于：所述方法包括向 所述蒸馈中加入水。
[0011] 蒸馈可W是适合将高沸点物化oiler)与具有低沸点的化合物分离的任何常规塔 型蒸馈。
[0012] 要加入蒸馈中的水量优选地为至少形成水-MTHF共沸物和水-甲酸共沸物所需的 量。共沸物中不同组分的比率在本领域是已知的，且已知运可取决于溫度，并因此还取决于 压力。例如，在0.化ar( = 80°C)下，MTHF-甲酸共沸物包含43重量％的MTHF(剩余物是甲 酸）；同样，在化ar(= 100. 8°C)下，甲酸-水共沸物包含22. 6重量％的水；且在化ar( = 7rC)下，MTHF-水共沸物包含10. 6重量％的水。因此，本领域技术人员在知道蒸馈前组 合物中的甲酸和MTHF的量的情况下，能够容易地计算出要加入蒸馈中的合适水量。上限不 太关键，但水量优选地不要比形成水-MTHF共沸物和水-甲酸共沸物所需的量高太多，因为 加入太多水可导致提高的能量消耗，从而使方法不太经济。
[0013] 加入蒸馈中的水量为优选地至少6重量％、更优选地至少7重量％、至少8重 量％、至少9重量％、至少10重量％、至少11重量％、至少12重量％、至少13重量％、至 少14重量％、至少15重量％、至少16重量％、至少17重量％、至少18重量％、至少19重 量％、至少20重量％、至少21重量％、至少22重量％、至少23重量％、至少24重量％、至 少25重量％、至少26重量％、至少27重量％、至少28重量％、至少29重量％、至少30重 量％、至少31重量％、至少32重量％、至少33重量％、至少34重量％、至少35重量％、至少 36重量％、至少37重量％、至少38重量％、至少39重量％、甚至更优选地至少40重量％， 所有均基于加入蒸馈中的组合物的总重量。
[0014] 上限不太关键，但水量优选地不要比形成水-MTHF共沸物和水-甲酸共沸物所需 的量高太多，因为加入太多水可导致提高的能量消耗，从而使方法不太经济。
[0015] 加入蒸馈中的水量为优选地60重量％或更低、更优选地59重量％或更低、58重 量％或更低、57重量％或更低、56重量％或更低、55重量％或更低、54重量％或更低、53重 量％或更低、52重量％或更低、51重量％或更低、50重量％或更低、49重量％或更低、48重 量％或更低、47重量％或更低、46重量％或更低、45重量％或更低、44重量％或更低、43重 量％或更低、42重量％或更低、41重量％或更低、40重量％或更低、39重量％或更低、38重 量％或更低、37重量％或更低、36重量％或更低、35重量％或更低、34重量％或更低、33重 量％或更低、32重量％或更低、31重量％或更低、30重量％或更低、29重量％或更低、28重 量％或更低、27重量％或更低、26重量％或更低、25重量％或更低、24重量％或更低、23重 量％或更低、22重量％或更低、21重量％或更低、甚至更优选地20重量％或更低，所有均相 对于加入蒸馈中的组合物的总重量。
[0016] 合适的水量在6-60重量％之间、7-60重量％之间、8-60重量％之间、9-60重量％ 之间、10-60重量％之间、11-60重量％之间、12-60重量％之间、13-60重量％之间、14-60 重量％之间、15-60重量％之间、16-60重量％之间、18-60重量％之间、20-60重量％之间、 22-60重量％之间、24-60重量％之间、26-60重量％之间、28-60重量％之间、30-60重量％ 之间；或者6-50重量％之间、7-50重量％之间、8-50重量％之间、9-50重量％之间、10-50 重量％之间、11-50重量％之间、12-50重量％之间、13-50重量％之间、14-50重量％之间、 15-50重量％之间、16-50重量％之间、18-50重量％之间、20-50重量％之间、22-50重量％ 之间、24-50重量％之间、26-50重量％之间、28-50重量％之间、30-50重量％之间；或者 6-40重量％之间、7-40重量％之间、8-40重量％之间、9-40重量％之间、10-40重量％之间、 11-40重量％之间、12-40重量％之间、13-40重量％之间、14-40重量％之间、15-40重量％ 之间、16-40重量％之间、18-40重量％之间、20-40重量％之间、22-40重量％之间、24-40 重量％之间、26-40重量％之间、28-40重量％之间、30-40重量％之间；或者6-35重量％之 间、7-35重量％之间、8-35重量％之间、9-35重量％之间、10-35重量％之间、11-35重量％ 之间、12-35重量％之间、13-35重量％之间、14-35重量％之间、15-35重量％之间、16-35 重量％之间、18-35重量％之间、20-35重量％之间、22-35重量％之间、24-35重量％之间、 26-35重量％之间、28-35重量％之间、30-35重量％之间；或者6-30重量％之间、7-30重 量％之间、8-30重量％之间、9-30重量％之间、10-30重量％之间、11-30重量％之间、12-30 重量％之间、13-30重量％之间、14-30重量％之间、15-30重量％之间、16-30重量％之间、 18-30重量％之间、20-30重量％之间、22-30重量％之间、24-30重量％之间、26-30重量％ 之间、28-30重量％之间；或者30-40重量％之间的范围内，所有均相对于加入蒸馈中的组 合物的总重量。
[0017] 蒸馈溫度并不关键，且可依赖于施加的压力。在大气压下，塔/柱（column)顶端 的溫度可在60°C-100°C范围内，更优选地在70°C-80°C之间，运是MTHF-水共沸物沸点的 溫度范围。
[0018] 组合物优选地还包含乙酷丙酸。乙酷丙酸是合成已知作为燃料添加剂的醋类的起 始分子，已知其作为塑化剂和溶剂有用。乙酷丙酸可被用于合成MTHF或者可被用作溶剂。 乙酷丙酸的其它应用为例如，合成用作除草剂和杀虫剂的δ-氨基乙酷丙酸、用于合成聚 碳酸醋的双酪酸和用于制造聚醋的班巧酸。乙酷丙酸还可被用于生产丫-戊内醋巧-甲基 下内醋），丫-戊内醋反过来可被用于生产肥酸（1，6-己二酸）。在由生物质生产乙酷丙酸 的过程中，甲酸作为副产物产生，反之亦然。组合物中的其它可能组分是乙酸和/或慷醒。
[0019] 在一个实施方式中，所述方法包括：作为馈出物回收MTHF和作为蒸馈残余物回收 甲酸。回收的MTHF的形式可W是水-MTHF共沸物。所述方法还可包括：从所述水-MTHF共 沸物中分隔出MTHF。可将回收的MTHF再循环至萃取步骤。
[0020] 在一个实施方式中，回收的甲酸的形式是水-甲酸共沸物。所述方法可包括：从所 述水-甲酸共沸物中分隔出甲酸。
[0021] 在一个实施方式中，组合物包含通过萃取获得的有机相。萃取利用各进料组分 的化学性质差异（例如极性和疏水性/亲水性特征的差异）来分离它们化C.化ank，L. Dahuron,B.S.Holden,W.D.Prince,A.F.Seibert,L.C.Wilson,Perry'SChemical EngineeringHandbook,第 8 片反，第 15 部分中Liquid-liquidextractionando