PL219422B1 - Sposób wydzielania małocząsteczkowych kwasów organicznych hydrofobowymi ekstrahentami i ich mieszaninami - Google Patents
Sposób wydzielania małocząsteczkowych kwasów organicznych hydrofobowymi ekstrahentami i ich mieszaninamiInfo
- Publication number
- PL219422B1 PL219422B1 PL399519A PL39951912A PL219422B1 PL 219422 B1 PL219422 B1 PL 219422B1 PL 399519 A PL399519 A PL 399519A PL 39951912 A PL39951912 A PL 39951912A PL 219422 B1 PL219422 B1 PL 219422B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- extraction
- acid
- toa
- tbp
- molecular weight
- Prior art date
Links
- 238000000605 extraction Methods 0.000 title claims description 70
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims description 21
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 19
- 150000007524 organic acids Chemical class 0.000 title claims description 13
- 235000005985 organic acids Nutrition 0.000 title claims description 11
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 title claims description 6
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 title description 7
- XTAZYLNFDRKIHJ-UHFFFAOYSA-N n,n-dioctyloctan-1-amine Chemical compound CCCCCCCCN(CCCCCCCC)CCCCCCCC XTAZYLNFDRKIHJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 41
- STCOOQWBFONSKY-UHFFFAOYSA-N tributyl phosphate Chemical compound CCCCOP(=O)(OCCCC)OCCCC STCOOQWBFONSKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 38
- KBPLFHHGFOOTCA-UHFFFAOYSA-N 1-Octanol Chemical compound CCCCCCCCO KBPLFHHGFOOTCA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 20
- XKBGEWXEAPTVCK-UHFFFAOYSA-M methyltrioctylammonium chloride Chemical compound [Cl-].CCCCCCCC[N+](C)(CCCCCCCC)CCCCCCCC XKBGEWXEAPTVCK-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 11
- 239000012074 organic phase Substances 0.000 claims description 11
- 239000003085 diluting agent Substances 0.000 claims description 7
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 claims description 4
- 239000011734 sodium Substances 0.000 claims description 4
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- -1 (succinic Chemical class 0.000 claims description 3
- 150000001338 aliphatic hydrocarbons Chemical class 0.000 claims description 3
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 3
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims description 2
- VZCYOOQTPOCHFL-OWOJBTEDSA-N Fumaric acid Natural products OC(=O)\C=C\C(O)=O VZCYOOQTPOCHFL-OWOJBTEDSA-N 0.000 description 37
- 229940093635 tributyl phosphate Drugs 0.000 description 37
- KDYFGRWQOYBRFD-UHFFFAOYSA-N succinic acid Chemical compound OC(=O)CCC(O)=O KDYFGRWQOYBRFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 33
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 21
- 239000001530 fumaric acid Substances 0.000 description 19
- 235000011087 fumaric acid Nutrition 0.000 description 19
- VZCYOOQTPOCHFL-UHFFFAOYSA-N trans-butenedioic acid Natural products OC(=O)C=CC(O)=O VZCYOOQTPOCHFL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 19
- 235000011044 succinic acid Nutrition 0.000 description 17
- 239000001384 succinic acid Substances 0.000 description 16
- 238000005192 partition Methods 0.000 description 13
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 12
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 8
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 8
- 238000000855 fermentation Methods 0.000 description 7
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 6
- JVTAAEKCZFNVCJ-UHFFFAOYSA-N lactic acid Chemical compound CC(O)C(O)=O JVTAAEKCZFNVCJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 5
- 230000004151 fermentation Effects 0.000 description 4
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 4
- UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N Benzene Chemical compound C1=CC=CC=C1 UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- YMWUJEATGCHHMB-UHFFFAOYSA-N Dichloromethane Chemical compound ClCCl YMWUJEATGCHHMB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N Diethyl ether Chemical compound CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N Glycerine Chemical compound OCC(O)CO PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 description 3
- 239000008346 aqueous phase Substances 0.000 description 3
- 239000004310 lactic acid Substances 0.000 description 3
- 235000014655 lactic acid Nutrition 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N n-Hexane Chemical compound CCCCCC VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 3
- HEDRZPFGACZZDS-UHFFFAOYSA-N Chloroform Chemical compound ClC(Cl)Cl HEDRZPFGACZZDS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- IMNFDUFMRHMDMM-UHFFFAOYSA-N N-Heptane Chemical compound CCCCCCC IMNFDUFMRHMDMM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 description 2
- SNRUBQQJIBEYMU-UHFFFAOYSA-N dodecane Chemical compound CCCCCCCCCCCC SNRUBQQJIBEYMU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 235000013305 food Nutrition 0.000 description 2
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 2
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 2
- 238000000638 solvent extraction Methods 0.000 description 2
- 230000002195 synergetic effect Effects 0.000 description 2
- QISOBCMNUJQOJU-UHFFFAOYSA-N 4-bromo-1h-pyrazole-5-carboxylic acid Chemical compound OC(=O)C=1NN=CC=1Br QISOBCMNUJQOJU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZAFNJMIOTHYJRJ-UHFFFAOYSA-N Diisopropyl ether Chemical compound CC(C)OC(C)C ZAFNJMIOTHYJRJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000003863 ammonium salts Chemical class 0.000 description 1
- 150000001450 anions Chemical class 0.000 description 1
- 235000010633 broth Nutrition 0.000 description 1
- KDYFGRWQOYBRFD-NUQCWPJISA-N butanedioic acid Chemical compound O[14C](=O)CC[14C](O)=O KDYFGRWQOYBRFD-NUQCWPJISA-N 0.000 description 1
- 150000001735 carboxylic acids Chemical class 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000000839 emulsion Substances 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 150000002238 fumaric acids Chemical class 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 1
- 150000007529 inorganic bases Chemical class 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 150000007530 organic bases Chemical class 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 238000005191 phase separation Methods 0.000 description 1
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 1
- ULWHHBHJGPPBCO-UHFFFAOYSA-N propane-1,1-diol Chemical compound CCC(O)O ULWHHBHJGPPBCO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000003242 quaternary ammonium salts Chemical class 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 150000003444 succinic acids Chemical class 0.000 description 1
Landscapes
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
Description
Opis wynalazku
Przedmiotem wynalazku jest sposób wydzielania małocząsteczkowych kwasów organicznych (bursztynowego, fumarowego, mlekowego i octowego) hydrofobowymi ekstrahentami zasadowymi i solwatującymi oraz ich mieszaninami, mający zastosowanie w wielu gałęziach przemysłu m. in. chemicznym, farmaceutycznym, spożywczym.
Technologia procesu fermentacji przy produkcji chemikaliów, a w szczególności kwasów organicznych, cieszy się ostatnio szczególnym zainteresowaniem ze względu na wzrastające zapotrzebowanie na materiały przyjazne środowisku, co opisano w M. Matsumoto, T. Otono, K. Kondo, Sep. Purif. Technol., 24 (2001) 337-342, T. Hano, M. Matsumoto, T. Othake, K. Sasaki, F. Hori, Y. Kawano, J. Chem. Eng. Jpn, 23(6) (1990) 735-738, A. S. Kertes, C. J. King, Biotechnol. Bioeng., XXVIII (1986) 269-2821. Szczególną uwagę zwrócono na biologiczną produkcję kwasów organicznych w procesie fermentacji ze względu na szerokie zastosowanie w przemyśle spożywczym, chemicznym i farmaceutycznym. Korzystanie z tej technologii jest obecnie nadal ograniczone przez trudności z odzyskiwaniem produktów z brzeczki pofermentacyjnej, co przedstawiają A. F. Morales, J. Albet, G. Kyuchoukov, G. Malmary, J. Molinier, J. Chem. Eng. Data, 48 (2003) 874-886.
Jedną z metod wydzielania wybranych kwasów karboksylowych z fazy wodnej jest ekstrakcja reaktywna. Najistotniejszą kwestię stanowi jednak konieczność selektywnego rozdziału poszczególnych kwasów z mieszaniny zawierającej wiele różnych substancji. Przykładowy skład brzeczki pofermentacyjnej przedstawiono w tabeli 1.
T a b e l a 1. Przykładowy skład brzeczki pofermentacyjnej
| Składnik | g/dm3 |
| Propandiol | 9,49 |
| Butandiol | 2,13 |
| Kwas octowy | 1,02 |
| Kwas mlekowy | 0,67 |
| Kwas bursztynowy | 0,60 |
| Etanol | 0,90 |
| Glicerol | 1,14 |
Ekstrakcja rozpuszczalnikowa jest jedną z najczęściej stosowanych oraz bardzo obiecujących i atrakcyjnych metod odzyskiwania kwasów organicznych z roztworów wodnych o niskich stężeniach, pod warunkiem zastosowania odpowiedniego układu ekstrakcyjnego. Odpowiedni układ ekstrakcyjny to taki, który spełnia dwa zasadnicze wymagania: duży współczynnik podziału substancji między fazę organiczną i wodną oraz dużą selektywność względem danego małocząsteczkowego kwasu organicznego. Ponadto ekstrakcja reaktywna nie wymaga nadmiernego zużycia energii, co stanowi o jej ekonomicznej atrakcyjności, co zostało przedstawione w M. Jung, B, Schierbaum, H. Vogel, Chem. Eng. Technol., 23 (2000) 70-74, T. Eggeman, D. Verser, Appl. Biochem. Biotech., 121-124 (2005) 605-618, D. Achour, B. Abdi, J.R. Molinier, Afinidad, VIII(492) (2001) 112-114.
Do chwili obecnej zaproponowano różne ekstrahenty do odzysku małocząsteczkowych kwasów organicznych m.in. ekstrahenty solwatujące, które zostały opisane w T. KasprzyckaGuttman, B. Semeniuk, Przem. Chem., 72/8 (1993) 308-311, M. N. Ingale, V. V. Mahajani, Sep.
Technol., 6 (1996) 1-7, Y. S. Asci, I. Inci, J. Chem. Eng. Data, 55 (2010) 847-851, zasadowe, które zostały przedstawione w Y. K. Hong, W. H. Kong, Bioproc. Eng., 22 (2000) 477-481, S.T. Yang, S. A. White, S. T. Hsu, Ind. Eng. Chem. Res., 30 (1991) 1335-1342, 13. Y. K. Hong, W. H. Kong, Bioproc. Eng., 23 (2000) 555-538, Y. S. Huh, Y. S. Yun, Y. K. Hong, H. Song., S. Y. Lee, W.H. Hong, Process Biochem., 41 (2006) 1461-1465, mieszaninę ekstrahentów solwatujących i zasadowych, o których mowa w K. Schϋgerl, W. Degener, Sep. Tech. Eng. Found. Conf. (1987) 336, K. Schugerl, W. Degener, Chem. Ing. Tech., 61 (1989) 796 czy ciekłe membrany emulsyjne, jak podają autorzy S. C. Lee, K. S. Hyun, J. Membrane Sci., 350 (2010) 333-339.
PL 219 422 B1
Ekstrakcja rozpuszczalnikowa była przedmiotem wielu publikacji naukowych, dotyczących ekstrakcji kwasu fumarowego i bursztynowego za pomocą ekstrahentów solwatujących i zasadowych, jednakże stosowane jak dotąd układy ekstrakcyjne nie pozwalają na uzyskanie dużych wartości współczynnika podziału, co przedstawiono w S. Kertes, C. J. King, Biotechnol. Bioeng., 103 (3) (2009) 432-445. Stąd powszechne poszukiwanie nowych i dobrych układów ekstrakcyjnych, cechujących się wysoką selektywnością, dużą wartością współczynnika podziału, nieszkodliwością dla zdrowia i biologiczną degradowalnością oraz niską ceną. Dlatego w ekstrakcji reaktywnej, ważny jest dobór odpowiedniego rozpuszczalnika dla ekstrahenta, który poprawia właściwości ekstrakcyjne fazy organicznej, jest ekonomiczny i przyjazny względem środowiska naturalnego.
Zdolność ekstrakcyjna ekstrahentów solwatujących (S) zależy od polarności wiązania P=O i wzrasta wraz z rosnącą liczbą wiązań węgiel-fosfor w szeregu; (RO)3PO < (RO)2RPO < (RO)R2PO < R3PO. Szereg ten odpowiada również rosnącej rozpuszczalności w wodzie, ze względu na wzrastającą polarność grupy fosforylowej w cząsteczce. W roztworach kwasów rozpuszczalność tych reagentów wzrasta z rosnącym stężeniem kwasu. Elektroujemność podstawników wokół fosforu w bardzo dużym stopniu wpływa na pojemność ekstrakcyjną reagenta. Bardziej elektrododatnia grupa zmniejsza dostępność elektronów tlenu fosforylowego i jego zdolności do tworzenia wiązań wodorowych, przez co cząsteczka staje się słabszym ekstrahentem. Ekstrakcja przy użyciu tego rodzaju ekstrahenta przebiega w dwóch etapach. Pierwszy proces polega na powstaniu solwatowanego kationu hydroksoniowego, a następnie wytworzeniu kationu hydroksoniowego z odpowiednim anionem w postaci pary jonowej. Obrazuje to poniższa reakcja:
[H(H2O)nS]+ + [A-] [H(H2O)nS]+[A]-
Jednym z przykładów takiego reagenta jest fosforan tributylu (TBP), który wykazuje lepsze właściwości ekstrakcyjne niż szeroko używane reagenty takie jak benzen, toluen, chloroform, o czym mowa w McGraw-Hill Book Co., International Critical Tables, 3 (1928) 442, eter izopropylowy, co opisano w C. H. Werkman, Ind. Eng. Chem., Anal. Ed., 2 (1930) 302 czy eter etylowy, co podano w pracy O. C. Dermer, V. H. Dermer, J. Am. Chem. Soc., 65 (1943) 65.
Ekstrahenty zasadowe: są to I, II, III rzędowe aminy oraz IV rzędowe sole amonowe. Silne wzajemne oddziaływanie aminy z kwasem tworzy kompleks amina-kwas, co w efekcie daje duże wartości współczynnika podziału. Dodatkowo silne powinowactwo kwasu organicznego i aminy powoduje, że ekstrakcja jest selektywna względem danego kwasu w mieszaninie. Ekstrakcji przebiega według schematu:
R2NH + HA R2NH2+A-
Ekstrakcją małocząsteczkowych kwasów organicznych ekstrahentami zasadowymi zajmowało się wiele grup badawczych, co przedstawiono w J. A. Tamada, C. J. King, Ind. Eng. Chem. Res., 29 (1990) 1319-1326, J. A. Tamada, C. J. King, Ind., Eng. Chem. Res., 29 (1990) 1327-1333, J. A. Tamada, C. J. King, Ind. Eng. Chem. Res., 29 (1990) 1333-1338, J. Hartl, R. Marr, Sep. Sci. Technol., 28 (1-3) (1993) 805-819. Badania te obejmowały wpływ różnych parametrów na proces ekstrakcji przy użyciu czwartorzędowej soli amoniowej - Alamine 336, używając jako rozcieńczalniki reagenty takie jak chlorek metylenu, heptan czy heksan. Mimo że bardzo ważną kwestią jest zastosowanie właściwego rozpuszczalnika, poprawiającego właściwości ekstrakcyjne zastosowanego ekstrahenta, to istnieją tylko nieliczne doniesienia literaturowe, jak na przykład S.T. Yang, S. A. White, S. T. Hsu, Ind. Eng. Chem. Res., 30 (1991) 1335-1342 dotyczące ekstrakcji małocząsteczkowych kwasów organicznych za pomocą ekstrahenta chlorek metylotrioktyloamoniowy (Aliquat 336) i trioktyloaminy (TOA) w oktanolu czy Exxsolu D220/230 (będącym mieszaniną węglowodorów alifatycznych), szeroko natomiast stosowany jest dodekan.
Na podstawie przeprowadzonych przez nas badań, których wyniki przedstawiono w dalszej części patentu, stwierdzono, że ekstrakcja kwasów fumarowego i bursztynowego używając ekstrahentów zasadowych i solwatujących rozpuszczonych w oktanolu jest bardzo wydajna. Zaproponowano wydzielenie tych kwasów z roztworów wodnych za pomocą fosforanu tributylu (TBP), trioktyloaminy (TOA), jak również mieszaniny tych dwóch reagentów oraz ekstrahenta Aliquat 336.
Kolejnym etapem ekstrakcji jest wydzielenie z fazy organicznej kwasu, który wskutek zachodzącej reakcji jest silnie związany z fazą organiczną. Przykładem tego procesu jest reekstrakcja kwasów
PL 219 422 B1 organicznych z naładowanego ekstrahenta np.: za pomocą roztworów zasad nieorganicznych lub organicznych.
Istotą wynalazku jest sposób ekstrakcyjnego wydzielania małocząsteczkowych kwasów organicznych (bursztynowego, fumarowego, mlekowego i octowego) hydrofobowymi ekstrahentami zasadowymi i solwatującymi oraz ich mieszaninami, polegający na tym, że do ekstrakcji stosuje się ekstrahenty, bądź ich mieszaninę z rozcieńczalnikiem, którym jest mieszanina węglowodorów alifatycznych (Exxsol D220/230) lub oktanol o stężeniach co najmniej 0,0025 do 1 M, korzystnie 0,1 M, a stosunek objętościowy fazy wodnej do organicznej jest równy od 0,1 do 10, korzystnie 0,1; przy czym reekstrakcję przeprowadza się z użyciem 0,1 M zasady sodowej.
Korzystnym jest, gdy hydrofobowymi ekstrahentami zasadowymi są trioktyloamina lub chlorek metylotrioktyloamoniowy a ekstrahentem solwatującym fosforan tributylu.
Dzięki zastosowaniu rozwiązania według wynalazku uzyskano następujące efekty technicznoużytkowe:
- ekstrakcja małocząsteczkowych kwasów organicznych - proponowany sposób, zwiększa wydajność tego procesu
- znaczne obniżenie kosztów produkcji tych kwasów, co stanowi o ekonomicznej atrakcyjności proponowanej metody wydzielania ich z brzeczek pofermentacyjnych.
Nowość zaproponowanego rozwiązania polega na zastosowaniu mieszanin ekstrakcyjnych zawierających ekstrahenty zasadowe lub solwatujące oraz ich mieszaninę do ekstrakcji wybranych kwasów (fumarowego, bursztynowego, octowego i mlekowego) występujących w brzeczce pofermentacyjnej. Doniesienia literaturowe nie opisują kompleksowo skutecznego sposobu ekstrakcji tych wybranych kwasów.
Wynalazek ilustrują poniższe przykłady:
P r z y k ł a d 1
Ekstrakcja kwasu fumarowego za pomocą 0,1 M fosforanu tributylu (TBP) i 0,1 M trioktyloaminy (TOA) w rozcieńczalniku Exxsol D220/230.
Badania wykonywano dla różnych stężeń kwasu fumarowego. Maksymalne stężenie kwasu fumarowego jakie było możliwe do uzyskania to 0,05 M, ze względu na niską rozpuszczalność tego 3 kwasu w wodzie. Najniższe uzyskane stężenie wynosiło 0,0025 M. Próbki o objętości 5 cm3 przeniesiono do rozdzielacza, w którym umieszczano taką samą objętość ekstrahenta. Ekstrahenty te dodano do układu w objętości 5 cm . Tak przygotowane fazy umieszczano w wytrząsarce. Proces prowadzono w różnych odstępach czasu od 1 do 30 minut. Po określonym czasie ekstrakcji rozdzielacze z próbami odstawiano na ok. 2 minuty, do całkowitego rozdziału faz. Fazy wodne miareczkowano 0,1 M NaOH. Dzięki temu określono stężenie badanego kwasów w fazie organicznej.
Dla kwasu fumarowego równowaga ekstrakcji ustala się bardzo szybko, po około 15 minutach. Największą wydajność ekstrakcji uzyskano dla kwasu fumarowego używając trioktyloaminy (TOA) jako ekstrahenta i wynosiła ona około 70%. Wyniki przedstawiono w tabeli 2.
T a b e l a 2. Wydajność ekstrakcji, czas ekstrakcji dla kwasu fumarowego za pomocą fosforanu tributylu (TBP) i trioktyloaminy (TOA) w rozcieńczalniku Exxsol D220/230
| Czas ekstrakcji [min] | Wydajność ekstrakcji [%] | |
| Kwas fumarowy | ||
| TBP 0,1 M | TOA 0,1 M | |
| 1 | 29,4 | 72,2 |
| 5 | 30,2 | 70,6 |
| 10 | 30,2 | 70,6 |
| 20 | 30,2 | 70,6 |
| 30 | 31,0 | 69,1 |
P r z y k ł a d 2
Ekstrakcja kwasu bursztynowego za pomocą 0,1 M fosforanu tri butylu (TBP) i 0,1 M trioktyloaminy (TOA) w rozcieńczalniku Exxsol D220/230.
PL 219 422 B1
Badania wykonywano w sposób jak w przykładzie 1. Proces prowadzono w różnych odstępach czasu, od 1 minuty do 3 godzin. W przypadku kwasu bursztynowego nie występują znaczące różnice po zastosowaniu trioktyloaminy (TOA) i fosforanu tri butylu (TBP), w obydwu przypadkach wydajność ekstrakcji wynosi około 50%. Wyniki przedstawiono w tabeli 3.
T a b e l a 3. Wydajność ekstrakcji, czas ekstrakcji dla kwasu bursztynowego za pomocą fosforanu tributylu (TBP) i trioktyloaminy (TOA) w rozcieńczalniku Exxsol D220/230
| Czas ekstrakcji [min] | Wydajność ekstrakcji [%] | |
| Kwas bursztynowy | ||
| TBP 0,1 M | TOA 0,1 M | |
| 1 | 5,6 | 24,0 |
| 5 | 16,0 | 18,4 |
| 15 | 22,4 | 25,6 |
| 30 | 30,4 | 28,8 |
| 60 | 47,2 | 48,0 |
| 120 | 46,4 | 49,6 |
| 180 | 46,4 | 48,8 |
P r z y k ł a d 3
Reekstrakcja kwasu fumarowego z fazy organicznej z użyciem 0,1 M NaOH.
Reekstrakcja przebiegała z użyciem 0,1 M roztworu zasady sodowej. Procent reekstrakcji kwasu fumarowego z naładowanego fosforanu tributylu (TBP) wynosi około 6%. Równowaga reekstrakcji dla tego kwasu ustala się po czasie 10 minut. W przypadku reekstrakcji tego kwasu z naładowanej trioktyloaminy (TOA), wynosi ok. 7%. Równowaga reekstrakcji w tym przypadku ustala się po około 15 minutach. Wydajność reekstrakcji kwasu jest niewielka. Wyniki przedstawiono w tabeli 4.
T a b e l a 4. Wydajność reekstrakcji kwasu fumarowego z fazy organicznej za pomocą 0,1 M
| Czas reekstrakcji [min] | Wydajność reekstrakcji [%] | |
| Kwas fumarowy | ||
| TBP 0,1 M | TOA 0,1 M | |
| 1 | 4,6 | 0,0 |
| 5 | 5,8 | 1,1 |
| 10 | 6,9 | 4,4 |
| 20 | 6,9 | 6,7 |
| 30 | 6,9 | 6,7 |
P r z y k ł a d 4
Reekstrakcja kwasu bursztynowego z fazy organicznej z użyciem 0,1 M NaOH.
Reekstrakcja przebiegała z użyciem 0,1 M roztworu zasady sodowej. Procent reekstrakcji kwasu bursztynowego z naładowanego fosforanu tributylu (TBP) wynosi około 8%. Równowaga reekstrakcji dla tego kwasu ustala się po czasie 10 minut. W przypadku reekstrakcji tego kwasu z naładowanej trioktyloaminy (TOA), procent reekstrakcji dla kwasu bursztynowego wynosi około 6%. Równowaga reekstrakcji ustala się po około 15 minutach. Wydajność reekstrakcji kwasu jest niewielka. Wyniki przedstawiono w tabeli 5.
PL 219 422 B1
T a b e l a 5. Wydajność reekstrakcji kwasów z fazy organicznej za pomocą 0,1 M NaOH
| Czas reekstrakcji [min] | Wydajność reekstrakcji [%] | |
| Kwas bursztynowy | ||
| TBP 0,1 M | TOA 0,1 M | |
| 1 | 7,1 | - - |
| 5 | 8,3 | 3,6 |
| 15 | 8,3 | 6,0 |
| 30 | 8,3 | 6,0 |
| 60 | 8,3 | 6,0 |
P r z y k ł a d 5
Ekstrakcja kwasu fumarowego 0,1 M fosforanem tributylu (TBP), 0,1 M trioktyloaminą (TOA), 0,1 M chlorkiem metylotrioktyloamoniowym (Aliquat 336) oraz mieszaniną TBP z TOA w Exxsolu D220/230 oraz oktanolu przy różnych wartościach siły jonowej.
Chlorek sodu został dodany do fazy wodnej, celem uzyskania tych samych wartości siły jonowej dla dwóch różnych stężeń kwasu fumarowego. Nie występują znaczące różnice w wartości współczynnika podziału dla tych dwóch stężeń kwasu fumarowego. Stwierdzono pojawienie się efektu synergistycznego, gdy zastosowano mieszaninę ekstrahentów TBP i TOA. Wyniki przedstawiono w tabeli 6.
T a b e l a 6. Współczynnik podziału kwasu fumarowego w zależności od siły jonowej roztworu
| Kwas fumarowy 0,05 M | ||||||
| I[M] | Współczynnik podziału | |||||
| Exxsol D220/230 | Oktanol | |||||
| TOA | TBP | TBP+TOA | Aliquat 336 | TOA | - - | |
| 0,200 | 1,6 | 2,6 | 2,7 | 5,3 | 2,6 | 0,0 |
| 0,250 | 2,2 | 2,4 | 10,8 | 6,2 | 12,4 | 0,0 |
| 0,300 | 2,0 | 2,8 | 9,7 | 6,0 | 3,9 | 0,1 |
| Kwas fumarowy 0,005 M | ||||||
| 0,020 | 1,5 | 1,0 | 3,6 | 3,6 | 0,7 | 0,4 |
| 0,250 | 1,2 | 1,2 | 4,0 | 3,0 | 0,4 | 0,4 |
| 0,300 | 1,0 | 1,1 | 4,6 | 4,2 | 0,8 | 0,4 |
P r z y k ł a d 6
Ekstrakcja kwasu bursztynowego 0,1 M fosforanem tributylu (TBP), 0,1 M trioktyloaminą (TOA), 0,1 M chlorkiem metylotrioktyloamoniowym (Aliquat 336) oraz mieszaniną TBP z TOA w Exxsolu D220/230 oraz oktanolu przy różnych wartościach siły jonowej.
Chlorek sodu został dodany do fazy wodnej, celem uzyskania tych samych wartości siły jonowej dla dwóch różnych stężeń kwasu bursztynowego. Nie występują znaczące różnice w wartości współczynnika podziału dla tych dwóch stężeń kwasu bursztynowego. Stwierdzono pojawienie się efektu synergistycznego, gdy zastosowano mieszaninę ekstrahentów TBP i TOA. Wartości współczynnika podziału dla kwasu bursztynowego są stosunkowo niższe niż w przypadku kwasu fumarowego. Wyniki przedstawiono w tabeli 7.
PL 219 422 B1
T a b e l a 7. Współczynnik podziału kwasu bursztynowego w zależności od siły jonowej roztworu
| Kwas bursztynowy 0,1 M | ||||||
| [M] | Współczynnik podziału | |||||
| Exxsol D220/230 | Oktanol | |||||
| TOA | TBP | TBP+TOA | Aliquat 336 | TOA | - - | |
| 0,400 | 1,0 | 0,6 | 2,6 | 1,0 | 0,8 | 0,0 |
| 0,410 | 0,6 | 0,7 | 2,8 | 1,7 | 1,0 | 0,1 |
| 0,500 | 0,8 | 0,7 | 2,4 | 1,1 | 0,8 | 0,0 |
| Kwas bursztynowy 0,01 M | ||||||
| 0,040 | 0,57 | 0,64 | 1,12 | 1,57 | 0,89 | 0,03 |
| 0,410 | 0,59 | 0,5 | 0,93 | 0,93 | 0,8 | 0,04 |
| 0,500 | 0,45 | 0,39 | 1,13 | 1,29 | 1 | 0,1 |
P r z y k ł a d 7
Ekstrakcja kwasu mlekowego o stężeniu 0,1 M za pomocą 0,1 M fosforanu tributylu (TBP) w oktanolu z dodatkiem 0,1 M NaCl.
Badania wykonano w sposób jak w przykładzie 1. Proces prowadzono w różnych odstępach czasu od 1 do 30 minut, celem określenia czasu ustalenia się stanu równowagi ekstrakcji.
Wyniki przedstawiono w tabeli 8.
T a b e l a 8. Wydajność ekstrakcji kwasów mlekowego
| Czas ekstrakcji [min] | Współczynnik podziału | Procent ekstrakcji [%] |
| 1 | 6,5 | 86,7 |
| 10 | 7,2 | 87,8 |
| 15 | 9,0 | 90,0 |
| 20 | 9,0 | 90,0 |
| 25 | 11,9 | 92,2 |
| 30 | 14,0 | 93,3 |
P r z y k ł a d 8
Ekstrakcja kwasu octowego za pomocą 0,1 M TOA w oktanolu z dodatkiem 0,1 M NaCl.
Badania wykonano w sposób jak w przykładzie 1. Proces prowadzono w różnych odstępach czasu od 1 do 30 minut, celem określenia czasu ustalenia się stanu równowagi ekstrakcji. Wyniki przedstawiono w tabeli 9.
T a b e l a 9. Wydajność ekstrakcji kwasu octowego
| Czas ekstrakcji [min] | Współczynnik podziału | Procent ekstrakcji [%] |
| 1 | 0,8 | 45,1 |
| 10 | 1,8 | 64,7 |
| 15 | 1,9 | 65,7 |
| 20 | 1,6 | 61,8 |
| 25 | 1,7 | 62,7 |
| 30 | 1,7 | 62,7 |
Claims (2)
1. Sposób ekstrakcyjnego wydzielania małocząsteczkowych kwasów organicznych takich jak: (bursztynowego, fumarowego, mlekowego i octowego) hydrofobowymi ekstrahentami zasadowymi i solwatującymi oraz ich mieszaninami, znamienny tym, że do ekstrakcji stosuje się ekstrahenty, bądź ich mieszaninę z rozcieńczalnikiem, którym jest mieszanina węglowodorów alifatycznych lub oktanol o stężeniach co najmniej 0,0025 do 1 M, korzystnie 0,1 M, a stosunek objętościowy fazy wodnej do organicznej jest równy od 0,1 do 10, korzystnie 0,1; przy czym reekstrakcję przeprowadza się z użyciem 0,1 M zasady sodowej.
2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że hydrofobowymi ekstrahentami zasadowymi są trioktyloamina lub chlorek metylotrioktyloamoniowy a ekstrahentem solwatującym fosforan tributylu.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL399519A PL219422B1 (pl) | 2012-06-14 | 2012-06-14 | Sposób wydzielania małocząsteczkowych kwasów organicznych hydrofobowymi ekstrahentami i ich mieszaninami |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL399519A PL219422B1 (pl) | 2012-06-14 | 2012-06-14 | Sposób wydzielania małocząsteczkowych kwasów organicznych hydrofobowymi ekstrahentami i ich mieszaninami |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL399519A1 PL399519A1 (pl) | 2013-12-23 |
| PL219422B1 true PL219422B1 (pl) | 2015-04-30 |
Family
ID=49767809
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL399519A PL219422B1 (pl) | 2012-06-14 | 2012-06-14 | Sposób wydzielania małocząsteczkowych kwasów organicznych hydrofobowymi ekstrahentami i ich mieszaninami |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| PL (1) | PL219422B1 (pl) |
-
2012
- 2012-06-14 PL PL399519A patent/PL219422B1/pl unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| PL399519A1 (pl) | 2013-12-23 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Tonova et al. | Hydrophobic 3-alkyl-1-methylimidazolium saccharinates as extractants for L-lactic acid recovery | |
| EP0750603B1 (en) | A process and extractant composition for extracting acids | |
| US4275234A (en) | Recovery of acids from aqueous solutions | |
| Maria et al. | Improving the selective extraction of lanthanides by using functionalised ionic liquids | |
| JP5499353B2 (ja) | 希土類元素の抽出・分離方法 | |
| JP5392828B2 (ja) | 希土類元素の抽出・分離方法 | |
| CN114672650A (zh) | 一种利用双膦酸萃取剂从钛白废酸中提取钪的方法 | |
| Esteves et al. | A study on lupin beans process wastewater nanofiltration treatment and lupanine recovery | |
| JP2002542925A (ja) | 水性混合物から有機物質を分離する方法 | |
| CN103122410A (zh) | 一种多稀土复杂溶液萃取分组分离轻中重稀土元素的方法 | |
| Othman et al. | Ionic liquid-based process development for cobalt recovery from aqueous streams | |
| PL219422B1 (pl) | Sposób wydzielania małocząsteczkowych kwasów organicznych hydrofobowymi ekstrahentami i ich mieszaninami | |
| Ismail et al. | Experimental and theoretical study on Sm/Eu-Gd extraction by P204 and [A336][P204] | |
| KR100738506B1 (ko) | 반도체 및 엘시디 에칭과정의 혼합폐산액으로부터 각 산을 분리 회수하는 방법 | |
| Nurulashikin et al. | Synergistic organic liquid formulation for succinic acid extraction from simulated aqueous solution | |
| Nhan et al. | Solvent extraction of hydrochloric acid using commercial extractants and synthesized ionic liquids | |
| CN108220632B (zh) | 一种稀土回收富集工艺 | |
| Inci et al. | Reactive Extraction of L (+) Tartaric Acid by Amberlite LA‐2 in Different Solvents | |
| Ismail et al. | Separation of Sm-Eu-Gd mixed solutions using bifunctional ionic liquid [A336][P204] | |
| EP1659197A1 (en) | Process for the recovery of acids | |
| US3812238A (en) | Extraction of boron from aqueous solutions with salicyc acid derivatives and isoamyl alcohol | |
| ES2896359T3 (es) | Extracción de ácidos carboxílicos de una corriente acuosa diluida | |
| Aisha et al. | Maleic Acid Separation from Aqueous Solutions Utilizing Amberlite LA-2 | |
| Nasruddin et al. | Liquid membrane component selection for succinic acid extraction | |
| Manzak et al. | Investigation of the oxalic acid extraction with different extractant in the emulsion type liquid membrane |