专利名称：丁醇的制造方法
技术领域：
本发明涉及通过从含有丁醇的溶液中分离丁醇来制造丁醇的方法。
背景技术：
丁醇作为化学品和医药品的原料、溶剂、燃料，在工业上是非常重要的化合物。丁醇通常是通过以丙烯为原料的化学合成法来制造的(羰基合成法)，但是近年来，由于原油资源的减少和价格飞涨、GHG (温室效应气体)排放限制的问题，利用以作为非化石燃料的生物质为原料的微生物发酵的丁醇生产技术备受关注，并被多次报告(例如，专利文献I)。但是，通常利用微生物发酵的丁醇生产由于丁醇对微生物的生长阻碍，发酵液中的丁醇浓度仅能够蓄积广3重量％的程度。因此，为了从发酵液中精制纯丁醇，需要除去发酵液中的大量水。作为除去水的方法，通常可列举加热减压法，但由于丁醇具有易于与水共沸的性质， 因此水的除去较困难。在专利文献2中，作为从通过微生物发酵而生成的含有丁醇的溶液中分离精制丁醇的方法，公开了在利用反渗透膜浓缩发酵液后，对2相分离后的浓缩液的丁醇相进行蒸馏，从而回收丁醇的方法。但是，通常在发酵液中含有来自于发酵培养基的无机盐、糖类、蛋白质、作为副产品的酒精或有机酸等杂质，由于它们的影响，膜容易产生污垢，于是渗透压升高，为了进行浓缩直至2相分离，需要进一步提高压力，并且在存在消泡剂等具有表面活性效果的杂质时，具有2相难以分离的问题，另外，由于在丁醇相中含有着色成分等杂质，虽然考虑到通过蒸馏操作来精制着色度小、纯度高的丁醇会有困难的问题，但是由于专利文献2中没有关于使用反渗透膜的实施例或者关于通过反渗透膜浓缩时由杂质带来的影响的记载，因此不清楚专利文献2所记载的方法是否适用于丁醇的制造。此外，专利文献3中公开了利用纳滤膜来回收稀水溶液中所含的溶剂的方法，作为溶剂的具体例子，列举了丁醇。本方法的目的是从纳滤膜的非透过侧回收丁醇等溶剂，对于本领域技术人员而言，本方法的丁醇回收机理教导了丁醇不是纳滤膜透过性的。另外，在专利文献3中，实际上没有公开关于用纳滤膜对含有丁醇的溶液进行过滤的例子，也没有关于回收后的丁醇水溶液的2相分离性的记载。现有技术文献专利文献专利文献I :日本特表第2009-539407号公报专利文献2 :W02009/086391专利文献3 :日本特开第2006-151821号公报
发明内容
发明要解决的问题本发明的目的是提供解决上述问题的方法，即从含有丁醇的溶液中分离高纯度丁醇的方法。
解决问题的手段本发明人为了解决上述问题，在进行专心研究的过程中，发现与预想相反的是，丁醇具有纳滤膜透过性。于是，发现了 通过用纳滤膜过滤含有丁醇的溶液，从透过侧回收含有丁醇的溶液，并使所得到的含有丁醇的溶液通过反渗透膜以升高丁醇浓度，由此能够抑制投入能量，并且能高效地回收高纯度的丁醇，从而完成了本发明。SP，本发明由以下(I) (11)构成。(I) 一种丁醇的制造方法，包括使含有丁醇的溶液通过纳滤膜进行过滤，并从透过侧回收含有丁醇的溶液的工序A ;使通过工序A所得到的含有丁醇的溶液通过反渗透膜进行浓缩，使丁醇相和水相2相分离的工序B ；以及从通过工序B所得到的丁醇相中回收丁醇的工序C。 (2)上述(I)中所述的丁醇的制造方法，其中，所述丁醇为正丁醇或异丁醇。(3)上述(I)或(2)中所述的丁醇的制造方法，所述含有丁醇的溶液为通过微生物发酵而得到的培养液。(4)上述(I)至(3)中任意一项所述的丁醇的制造方法，其中，所述纳滤膜的功能
层含有聚酰胺。(5)上述(I)至(4)中任意一项所述的丁醇的制造方法，其特征在于，所述聚酰胺以交联哌嗪为主要成分并且含有化学式I所表示的构成成分，[化学式I]
权利要求
1.一种丁醇的制造方法，包括 使含有丁醇的溶液通过纳滤膜进行过滤，并从透过侧回收含有丁醇的溶液的工序A ；使通过工序A所得到的含有丁醇的溶液通过反渗透膜进行浓缩，使丁醇相和水相2相分离的工序B ;以及 从通过工序B所得到的丁醇相中回收丁醇的工序C。
2.权利要求I所述的丁醇的制造方法，其中，所述丁醇为正丁醇或异丁醇。
3.权利要求I或2所述的丁醇的制造方法，其中，所述含有丁醇的溶液为通过微生物发酵而得到的培养液。
4.权利要求I至3中任意一项所述的丁醇的制造方法，其中，所述纳滤膜的功能层含有聚酰胺。
5.权利要求I至4中任意一项所述的丁醇的制造方法，其特征在于，所述聚酰胺以交联哌嗪为主要成分并且含有化学式I所表示的构成成分， [化学式I]
6.权利要求I至5中任意一项所述的丁醇的制造方法，其中，在工序B中，浓缩时含有丁醇的溶液的温度范围为4°C 60°C。
7.权利要求I至6中任意一项所述的丁醇的制造方法，其中，在工序B中，进行浓缩使得浓缩液的丁醇浓度为8重量％以上。
8.权利要求I至7中任意一项所述的丁醇的制造方法，其中，使所述水相循环回到通向工序A的纳滤膜和/或工序B的反渗透膜的液流中。
9.权利要求I至8中任意一项所述的丁醇的制造方法，其中，在工序C中，对所回收的丁醇相进行蒸馏精制。
10.权利要求9所述的丁醇的制造方法，其中，使在所述蒸馏精制中从蒸气侧回收的含有丁醇的溶液循环回到通向工序A的纳滤膜和/或工序B的反渗透膜的液流中。
11.权利要求9或10所述的丁醇的制造方法，其中，对在所述蒸馏精制中从液体侧回收的含有丁醇的溶液进一步进行蒸馏精制，并从蒸气侧回收丁醇。
全文摘要
通过以下所述的丁醇制造方法，能够制造高纯度的丁醇，该方法包括使含有丁醇的溶液通过纳滤膜进行过滤，并从透过侧回收含有丁醇的溶液的工序A；使通过工序A所得到的含有丁醇的溶液通过反渗透膜进行浓缩，使丁醇相和水相2相分离的工序B；以及从通过工序B所得到的丁醇相中回收丁醇的工序C。
文档编号B01D71/56GK102803190SQ201180014258
公开日2012年11月28日 申请日期2011年3月16日 优先权日2010年3月17日
发明者伊藤正照, 守田泉, 山根深一, 山田胜成 申请人:东丽株式会社