本發(fā)明公開一種有機(jī)酸的提純方法。
背景技術(shù)：
通常，具有酸性的有機(jī)化合物被稱為有機(jī)酸，最常見的有機(jī)酸為羧酸(不包括氨基酸)，其可分為脂肪羧酸和芳香羧酸兩類。植物中常見的脂肪羧酸有一元、二元、多元羧酸幾種，如：酒石酸、草酸、蘋果酸、枸椽酸、抗壞血酸(即維生素c)等。脂肪酸多與甘油結(jié)合成酯或與高級(jí)醇結(jié)合成蠟。芳香族羧酸有苯甲酸、水楊酸、咖啡酸等。有機(jī)酸中含有的羧基(-cooh)，其對(duì)金屬離子有著吸附作用，一般工業(yè)生產(chǎn)出來的有機(jī)酸中金屬離子的含量均比較高，金屬離子濃度均在幾十到幾百個(gè)ppm。然而在一些特殊領(lǐng)域中，如醫(yī)藥、食品、半導(dǎo)體行業(yè)中，需要使用高純度的有機(jī)酸，其中的金屬離子含量必須在100ppb以下，這就對(duì)有機(jī)酸的提純提出了要求。
目前，常用的有機(jī)酸的提純有溶劑萃取法，液膜分離法，電滲析法，超濾法以及離子交換法等。溶劑萃取法生產(chǎn)簡單但是需要使用大量的有機(jī)溶劑，對(duì)環(huán)境污染比較嚴(yán)重，且得到的有機(jī)酸的純度不高。液膜分離法集溶液萃取和反萃取于一體，有高效、節(jié)能的優(yōu)點(diǎn)，但目前采用的載體、表面活性劑或多或少都有一定的毒性，達(dá)不到生產(chǎn)食用或醫(yī)用產(chǎn)品的要求。電滲析法可以得到高純度有機(jī)酸，但是使用時(shí)電耗較大，為了減少污染電極板，對(duì)溶液的預(yù)處理過程要求嚴(yán)格。相對(duì)于上述幾種方法來說，離子交換法使用方便，能耗低，污染小，并且能夠能到純度較高的有機(jī)酸。如，cn101967091a提供了一種提純有機(jī)酸的方法，將乳酸提取液經(jīng)過活性炭脫色，再使用大孔陽離子樹脂去除其中的礦物質(zhì)，最后經(jīng)過陰離子交換樹脂除去陰離子再過濾精細(xì)純化，最終得到的產(chǎn)品中雜質(zhì)的濃度為0.1％；cn201210585310對(duì)檸檬酸進(jìn)行了提純，利用檸檬酸與陽離子交換樹脂進(jìn)行交換，然后采用色譜分離的方法得到的檸檬酸，產(chǎn)物濃度為20％～55％，金屬陽離子的總濃度范圍為50～1500ppm；cn201310102608也公開了一種檸檬酸提純方法，其將陽離子交換樹脂柱與活性炭柱連接，并進(jìn)行脫色處理，得到檸檬酸， 其中包含fe離子的濃度低于1ppm。
由于有機(jī)酸對(duì)金屬離子具有螯合能力，使得其中的金屬離子含量很難降低。目前市場上，有機(jī)酸中的金屬離子含量一般在1ppm以上，其相對(duì)含量較高，且有機(jī)酸提純效率不高。所以，開發(fā)一種能夠降低有機(jī)酸中金屬離子含量，工藝操作簡單，純化效果好的有機(jī)酸提純方法是極為重要和迫切的。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明提供一種強(qiáng)酸型陽離子交換樹脂與螯合樹脂聯(lián)用的方法提純有機(jī)酸，可將有機(jī)酸中的金屬離子含量降低到100ppb以下，可以有效降低有機(jī)酸中的金屬離子的含量。本發(fā)明中涉及的所需去除的金屬離子包括鈉離子，鎂離子，鋁離子，鉀離子，鈣離子，鐵離子，銅離子，鋅離子等。
具體為，本發(fā)明公開一種提純有機(jī)酸的方法，所述方法的步驟包括：a)將有機(jī)酸固體或者原液體加超純水進(jìn)行溶解或稀釋(超純水的電阻率大于18mω*cm)，稀釋比例可按需要調(diào)節(jié)；b)將有機(jī)酸的水溶液首先通過強(qiáng)酸型陽離子樹脂柱；c)將步驟b)中所得溶液再經(jīng)過螯合樹脂柱進(jìn)行處理；d)一根強(qiáng)酸型陽離子樹脂柱加一根螯合樹脂柱作為一個(gè)單元，可增加多個(gè)單位進(jìn)行純化操作。具體流程可見下圖1。
其中，本發(fā)明中所采用的強(qiáng)酸型陽離子樹脂為含有磺酸基活性基團(tuán)的陽離子樹脂；螯合樹脂為含有亞氨基二乙酸活性基團(tuán)的陽離子樹脂。
其中，本發(fā)明中所需提純的有機(jī)酸為有機(jī)羧酸類以及有機(jī)磷酸類，有機(jī)羧酸為含有-cooh的有機(jī)酸，如乙酸，草酸，水楊酸，酒石酸，丁二酸，檸檬酸，乙二胺四乙酸，甘氨酸等，有機(jī)磷酸如氨基三亞甲基膦酸(atmp)，羥基亞乙基二膦酸(hedp)，乙二胺四亞甲基膦酸(edtmp)，2-膦酸丁烷-1,2,3三羧酸(pbtca)，羥基膦?；宜?hpa)等。
本發(fā)明的積極進(jìn)步效果在于：利用強(qiáng)酸型陽離子樹脂與螯合樹脂進(jìn)行聯(lián)用處理有機(jī)酸，最終所處理得到的有機(jī)酸中所含的金屬離子的含量小于100ppb；可根據(jù)需求選擇一個(gè)或多個(gè)單元進(jìn)行純化操作；該純化工藝操作簡單，其純化效果好；無多余能源消耗，環(huán)保，成本低。
附圖說明
圖1顯示了本發(fā)明提純方法的工藝流程圖。
具體實(shí)施方式
下面通過具體實(shí)施例進(jìn)一步闡述本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不僅僅局限于下述實(shí)施例。
對(duì)比例1：將固體酒石酸加超純水稀釋，得到含有2ppm金屬離子含量的30％酒石酸水溶液，將其通過強(qiáng)酸型陽離子樹脂，流出溶液的金屬離子含量為646ppb。
對(duì)比例2：將固體酒石酸加超純水稀釋，得到含有2ppm金屬離子含量的30％酒石酸水溶液，將其通過螯合樹脂，流出溶液的金屬離子含量為862ppb。
具體實(shí)施例1：將固體檸檬酸加超純水稀釋，得到含有2ppm金屬離子含量的50％檸檬酸水溶液，將其通過強(qiáng)酸型陽離子樹脂柱，流出溶液繼續(xù)通過螯合樹脂柱，流出溶液的金屬離子含量為84ppb。
具體實(shí)施例2：將固體丁二酸加超純水稀釋，得到含有1ppm金屬離子含量的10％丁二酸水溶液，將其通過強(qiáng)酸型陽離子樹脂柱，流出溶液繼續(xù)通過螯合樹脂柱，流出溶液的金屬離子含量為37ppb。
具體實(shí)施例3：將固體草酸加超純水稀釋，得到含有500ppb金屬離子含量的草酸水溶液，將其通過強(qiáng)酸型陽離子樹脂柱，流出溶液繼續(xù)通過螯合樹脂柱，流出溶液的金屬離子含量為12ppb。
具體實(shí)施例4：將固體atmp加超純水稀釋，得到含有1ppm金屬離子含量的5％atmp水溶液，將其通過強(qiáng)酸型陽離子樹脂柱，流出溶液繼續(xù)通過螯合樹脂柱，流出溶液的金屬離子含量為25ppb。
具體實(shí)施例5：將固體檸檬酸加超純水稀釋，得到含有5ppm金屬含量的25％檸檬酸水溶液，將其通過強(qiáng)酸型陽離子樹脂柱，流出液繼續(xù)通過螯合樹脂柱，然后再通過新的強(qiáng)酸型陽離子樹脂柱，再通過新的螯合樹脂柱，流出溶液的金屬離子含量為76ppb。
具體實(shí)施例6：將固體hedp加超純水稀釋，得到含有20ppm金屬離子含量的5％hedp水溶液，將其通過強(qiáng)酸型陽離子樹脂柱，流出溶液繼續(xù)通過螯合樹脂柱，然后流出溶液再經(jīng)過新的強(qiáng)酸型陽離子樹脂柱，再經(jīng)過新的螯合樹脂柱， 得到的溶液的金屬離子含量為69ppb。
綜上可見，本發(fā)明的積極進(jìn)步效果在于：利用強(qiáng)酸型陽離子樹脂與螯合樹脂進(jìn)行聯(lián)用處理有機(jī)酸，最終所處理得到的有機(jī)酸中所含的金屬離子的含量小于100ppb；該純化工藝操作簡單，其純化效果好。
以上對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施例進(jìn)行了詳細(xì)描述，但其只是作為范例，本發(fā)明并不限制于以上描述的具體實(shí)施例。對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，任何對(duì)本發(fā)明進(jìn)行的等同修改和替代也都在本發(fā)明的范疇之中。因此，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍下所作的均等變換和修改，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的范圍內(nèi)。