離心萃取機(jī)采用溶劑萃取技術(shù)應(yīng)用于化工行業(yè)提取衣康酸

衣康酸又名亞甲基丁二酸、亞甲基琥珀酸、亞叉丁二酸或分解烏頭酸，是一種不飽和的二元有機(jī)酸。目前工業(yè)生產(chǎn)衣康酸的方法有合成法和發(fā)酵法，合成法又分檸檬酸和順酐兩種工藝路線，常用的提取工藝有重結(jié)晶法和離子交換法，這兩種提取工藝的最大缺點是能耗大、工藝復(fù)雜、操作不方便，為了克服如上缺點，天一萃取研究了用CWL-M型離心萃取機(jī)溶劑萃取法提取和分離衣康酸的新工藝，實驗表明，溶劑萃取法具有能耗低、收率高、操作簡單的特點。

1、實驗方法

1.1 ?試劑和分析方法

實驗用衣康酸發(fā)酵液取自中國微生物研究所，衣康酸晶體為市售標(biāo)準(zhǔn)品，其他試劑均為分析純，用作萃取稀釋劑的煤油為加氫煤油工業(yè)品，水相中衣康酸濃度檢測用氫氧化鈉滴定法，有機(jī)相中衣康酸濃度用碘量法進(jìn)行氧化還原滴定。

1.2 ?實驗方法

實驗中采用衣康酸標(biāo)準(zhǔn)品配制模擬料液，再用 發(fā)酵液濾液進(jìn)行驗證，取定量的發(fā)酵液濾液（或衣康酸模擬料液），與溶媒加入到分液漏斗中，在常溫或水浴恒溫條件下，振蕩D34-，達(dá)萃取平衡后，靜置分層，取出水相和有機(jī)相，分別檢測水相和有機(jī)相中的衣康酸濃度。

2、實驗結(jié)果

2.1 ?萃取溶劑的選擇

選擇了6種不同類型的萃取劑，分屬碳氧、硫 氧、磷氧型中性絡(luò)合萃取劑和胺類萃取劑，實驗測得了衣康酸在,50%有機(jī)溶劑-水相體系中的分配系數(shù)，結(jié)果表示衣康酸在三烷基氧磷 和三烷基胺中的萃取分配系數(shù)最大，在磷酸三丁酯、二異辛基亞砜和丁醇中分配系數(shù)亦大于1，但二異辛基亞砜價格昂貴，丁醇沸點低，均不作進(jìn)一步研究，進(jìn)而研究了TBP，TRPO，N₂₃₅的萃取性能。

2.2 ??TBP，TRPO和N₂₃₅濃度對衣康酸萃取分配系數(shù)的影響

實驗采用模擬料液，濃度為0.3219mol/L^-1；萃取溫度16.5℃；相比（O/W）=1:1；振蕩時間3min，實驗結(jié)果表中[B]₀ 表示萃取劑在有機(jī)相中平衡時體積分?jǐn)?shù)。

在以上3個體系中，分配系數(shù)均隨萃取劑濃度增加而增加，其中TRPO具有最佳的萃取性能，約為TBP的5倍，但價格昂貴；TBP雖較便宜，但萃取性能較差；N₂₃₅則兼有萃取性能好和價廉的優(yōu)點，因而可作為衣康酸的首選萃取劑。

2.3 ?衣康酸濃度和萃取溫度對衣康酸萃取分配的影響

進(jìn)一步研究了N₂₃₅萃取體系中溫度對衣康酸萃取的影響，分別測定了16.5℃、27℃條件下，O/W=1:1，振蕩時間3min時，不同濃度衣康酸配制料液N₂₃₅-水相體系中衣康酸萃取的溫度效應(yīng)。

結(jié)果表明，在同一有機(jī)相濃度條件下，分配系數(shù)隨溫度升高而下降，即此萃取反應(yīng)為放熱反應(yīng)?？紤]到混合叔胺與N₂₃₅性能相近，且價格便宜，因此下述實驗用混合叔胺（混胺）替代N₂₃₅。

2.4 ?衣康酸在混胺-水相體系中的萃取分配

2.4.1 ?水相衣康酸濃度與pH值的關(guān)系 ?用去離子水配制所需的衣康酸模擬料液，在16.5℃下檢測數(shù)據(jù)，結(jié)果表明，水相中衣康酸濃度改變時，pH值的變化不大。

2.4.2 ?衣康酸在混胺-水相體系中的萃取分配

配制濃度為50%的混合萃取溶劑及濃度范圍在0.05-0.32 mol/L^-1的衣康酸水溶液，萃取溫度27℃；O/W=1:1，振蕩時間3min。檢測萃取相和萃余相中的衣康酸濃度、酸度與分配比的關(guān)系。

3、萃取分配模型的建立

在實驗基礎(chǔ)上建立了衣康酸在N₂₃₅萃取體系中的萃取分配模型，關(guān)聯(lián)了萃取分配系數(shù)與衣康酸濃度、酸堿度以及溫度的關(guān)系，為了簡化，衣康酸用HA代表，在水相中存在如下的分離平衡。

4、結(jié)論與討論

（1）研究了溶劑萃取法用于衣康酸的提取分離，而且篩選了適宜的萃取劑，其中尤以N₂₃₅（或混胺）-煤油體系具有較好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)優(yōu)越性。

（2）研究了影響衣康酸萃取的主要因素，結(jié)果表明，其萃取分配系數(shù)隨萃取劑濃度升高而明顯增大，且隨萃取劑濃度升高近似呈2次指數(shù)上升，這表明萃取有機(jī)相內(nèi)衣康酸分子與萃取溶劑分子比例大致為1:2.衣康酸萃取分配系數(shù)隨溫度上升迅速下降，即衣康酸的萃取過程為放熱過程，低溫有利于萃取。

?