製備甲硫氨酸的方法
2023-10-28 21:49:22 1
專利名稱：製備甲硫氨酸的方法
技術領域：
本發明涉及一種用於製備可用作飼料添加劑的甲硫氨酸(methionine)的方法。更具體地說，本發明涉及一種穩定製備甲硫氨酸的方法，該方法同時防止了設備的腐蝕，所述設備通過熱處理由結晶形成的濾液中所含的甲硫氨酸二聚物而作為甲硫氨酸進行回收從而獲得甲硫氨酸。
背景技術：
以下所述的一種方法是已知的，該方法包括使用至少一種選自碳酸鉀、碳酸氫鉀和氫氧化鉀的鉀化合物水解5-(β-甲基巰基乙基)乙內醯脲(下文中有時簡稱為乙內醯脲)；在碳酸氣體的壓力下使該水解產物結晶，由此分離並收集甲硫氨酸；和熱處理至少一部分所得濾液，由此作為甲硫氨酸回收濾液中所含的甲硫氨酸二聚物(參見美國專利5,945,563)。
這種濾液的熱處理通常在約150-200℃的溫度下進行。因為溫度升高時甲硫氨酸二聚物的水解加速，由JIS G 4305所提供的不鏽鋼如SUS316L存在著如耐腐蝕性不足的問題。
此外，雙聯不鏽鋼如SUS329J4L顯示出比SUS316L更好的耐腐蝕性，但並不完全，因此需要開發一種具有更好耐腐蝕性的材料，其可用於甲硫氨酸二聚物熱處理所用的設備中。
本發明的目的是通過延長在製備甲硫氨酸的方法中通過熱處理來進行回收的設備的使用期限而使製備甲硫氨酸的方法進行穩定操作，所述製備甲硫氨酸的方法包括使用至少一種選自碳酸鉀、碳酸氫鉀和氫氧化鉀的鉀化合物水解5-(β-甲基巰基乙基)乙內醯脲；在碳酸氣體的壓力下使該水解產物結晶，由此分離並收集甲硫氨酸；和熱處理至少一部分所得濾液，由此作為甲硫氨酸回收濾液中所含的甲硫氨酸二聚物作為甲硫氨酸。
本發明提供一種製備甲硫氨酸的方法，其包括使用至少一種選自碳酸鉀、碳酸氫鉀和氫氧化鉀的鉀化合物水解5-(β-甲基巰基乙基)乙內醯脲；在碳酸氣體的壓力下使該水解產物結晶，由此分離並收集甲硫氨酸；和熱處理至少一部分所得濾液，由此作為甲硫氨酸回收濾液中所含的甲硫氨酸二聚物，該方法的區別特徵在於，使用含17.0-32.0wt％的Cr元素、1.0-3.0wt％的Mo元素和0.6wt％或以下的Ni元素的鐵素體不鏽鋼或鋯作為通過熱處理來進行回收的設備的裝置材料。
根據本發明，可以穩定製備甲硫氨酸，因為在從5-(β-甲基巰基乙基)乙內醯脲製備甲硫氨酸的情況下，通過熱處理甲硫氨酸二聚物來進行回收的設備很少會被腐蝕，因而本發明具有很大的工業價值。
具體實施例方式
在本發明中，在水解(β-甲基巰基乙基)乙內醯脲時所用的鉀化合物的量通常為每摩爾乙內醯脲2-10摩爾，以全部鉀化合物被電離的鉀離子的量來計算。水解溫度通常為約120-220℃，優選160-190℃。在本發明中，在水解後，將碳酸氣體供給到反應器中並且在碳酸氣體的壓力下使甲硫氨酸結晶。通過固液分離方法來分離沉澱的甲硫氨酸。
在甲硫氨酸通過過濾被分離以後，所得濾液通常被循環，以便使5-(β-甲基巰基乙基)乙內醯脲水解。當該濾液循環長時間後，在該濾液中積聚了雜質和分解產物，導致沉澱的甲硫氨酸的純度低。因此，優選進行所謂的部分吹掃，這能夠在給定速率下將濾液從系統中去除，使得避免了在濾液中雜質和著色組分的增加。在本發明中從濾液中回收甲硫氨酸特別地發揮出被部分吹掃的濾液的作用，並且還可被用於循環濾液。
取決於循環濾液中雜質和著色組分的量，待被部分吹掃的濾液的量發生變化，但是通常為約5-20％，基於固液分離甲硫氨酸所獲得的濾液來計算。
濾液的熱處理原樣進行或在濃縮濾液後進行。通常，在熱處理前，濾液包含約30-60g/L的甲硫氨酸和約5-25g/L的甲硫氨酸二聚物。
取決於所含的甲硫氨酸二聚物的濃度，濾液的熱處理溫度發生變化，但是通常為約150-200℃，優選約170-190℃。在低溫時，甲硫氨酸二聚物水解速率低。在高溫時，甲硫氨酸二聚物的水解快速進行，但是出現了如甲硫氨酸熱變質的問題。
在本發明中，在進行熱處理後，從濾液中回收甲硫氨酸。可通過已知的方法(如美國專利5,945,563中所述的方法)進行回收。具體地說，該方法包括這樣的過程，其包括在進行熱處理後在部分濃縮濾液或者未部分濃縮濾液的情況下添加可溶於水的溶劑，在碳酸氣體的壓力下使甲硫氨酸和碳酸氫鉀結晶，隨後分離並進一步回收。待添加的可溶於水的溶劑的實例包括醇(如異丙醇或甲醇)和丙酮。
待用的可溶於水的溶劑的量通常為約0.2-2重量份，基於1重量份的濾液計。該量過小時，甲硫氨酸和碳酸氫鉀的回收率降低。即使該量過大時，回收率也未被顯著地提高。
待用的碳酸氣體的壓力通常為約0.5-20kg/cm2G，優選2-6kg/cm2G，按表壓計。該壓力過低時，不管待用的可溶於水的溶劑的量有多少，甲硫氨酸和碳酸氫鉀的回收率變得不足。即使該壓力過高時，回收率也未被進一步地提高。
結晶溫度優選是低溫。結晶溫度優選是-10至40℃，更優選0至20℃，特別優選約10℃，當晶體沉澱被完成時。
在熱處理濾液前和/或後，可以進行濃縮操作並且不特別限制濃縮操作的條件，只要不發生甲硫氨酸的熱變質就行，並且基本上可以使用各種條件。考慮到能量效率和濃縮設備的腐蝕問題，濃縮操作的溫度優選為約50-160℃，更優選約50-140℃。濃縮操作和熱處理操作還可以同時進行，此時，濃縮操作在熱處理操作的條件下進行。由於能量效率及其他因素，並不優選在較惡劣的熱處理操作的條件下進行濃縮操作。
將存在於循環系統中的雜質和著色組分從系統中去除同時如上所述通過處理被部分吹掃的濾液來有效回收濾液中的甲硫氨酸和碳酸氫鉀是可能的。
在本發明中，使用含17.0-32.0wt％的Cr元素、0.75-3.0wt％的Mo元素和0.6wt％或以下的Ni元素的鐵素體不鏽鋼或鋯作為在通過熱處理濾液中所含的甲硫氨酸二聚物而作為甲硫氨酸進行回收的設備中所用的裝置材料。
通過熱處理甲硫氨酸二聚物作為甲硫氨酸進行回收的設備包括，例如，用於熱處理的反應器、換熱器、濃縮器、管網、閥塞和儀表設備，這些設備由上述鐵素體不鏽鋼或鋯構成，或者這些設備具有襯裡。
用於本發明的鐵素體不鏽鋼中的Cr元素是改善耐腐蝕性所必需的一種合金元素。Cr元素的量過低時，不能保持優良的耐腐蝕性。另一方面，該量過大時，所得鋼材可能變脆。因為Ni元素使得通過熱處理來進行回收的設備中的不鏽鋼的耐腐蝕性變差，Ni元素的量優選儘可能的少。當Mo元素的量包含在上述範圍內時，在通過熱處理來進行回收的設備中顯示出優良的耐腐蝕性。Ni元素的含量優選為0.5wt％或以下。Mo元素的含量優選為1.0wt％或以上，並優選為2.5wt％或以下。
不限制(未在本發明中所用的鐵素體不鏽鋼中所限定的)其它元素的存在，只要當用作通過熱處理來進行回收的設備的裝置材料時，耐腐蝕性不顯著變差即可。其它元素的例子包括C元素、Si元素、Mn元素、P元素、S元素和N元素。
不特別限制本發明中所用的鐵素體不鏽鋼，只要它包含上述化學組分即可。在市售可得的鐵素體不鏽鋼中，SUS444、SUS445J2、SUS447J1和SUSXM27相應於上述組合物，並且它們的使用是經濟的。
用於本發明的鋯是工業用途的鋯，通常其純度為95.5％或更多，優選地99.2％或更多。難於分離鋯和鉿，因為它們的化學性質非常相似。工業用途的鋯通常包含約2％的鉿，但其對耐腐蝕性影響較小。如本文中所用的，純度是指含少量鉿的Zr(+Hf)值。鋯包含至多4.5％的鉿(ASTM B551)。
實施例雖然本發明現將通過實施例進行描述，應當理解的是這些實施例是本發明的示範，不應被認為是對本發明的限制。
使用螢光X射線光譜計測量實施例中樣品的化學組分的含量。
實施例1，對比例1
將表1中所示的各個樣品插入到1升高壓釜的液相部分和氣相部分中，將600ml的含4wt％甲硫氨酸、2wt％甲硫氨酸二聚物和12wt％(以鉀離子計)鉀化合物的甲硫氨酸結晶濾液裝入該高壓釜，然後進行腐蝕試驗，同時保持溫度為180℃達8小時。
測量試驗前後樣品的重量，根據以下方程確定腐蝕速率(mm/年)。
結果示於表1中。
腐蝕速率＝((W1-W2)/(d×S))/試驗時間×24×365W1試驗前樣品的重量(g)W2試驗後樣品的重量(g)d 樣品密度(g/mm2)S 樣品表面積(mm2)表1
實施例2，對比例2將表2中所示的各個樣品插入到高壓釜的液相部分中，將含4wt％甲硫氨酸、2wt％甲硫氨酸二聚物和12wt％(以鉀離子計)鉀化合物的甲硫氨酸結晶濾液以4.7升/小時的速率連續裝入該高壓釜，然後進行腐蝕試驗，同時保持溫度為178-185℃達9天。
測量試驗前後樣品的重量，確定腐蝕速率(mm/年)。W1、W2、d和S如實施例1中所限定的。結果示於表2中。
腐蝕速率＝((W1-W2)/(d×S))/試驗天數×365表2
如上所述，作為含17.0-32.0wt％的Cr元素、1.0-3.0wt％的Mo元素和0.6wt％或以下的Ni元素的鐵素體不鏽鋼的SUS447J1和鋯的腐蝕速率分別是0.1mm/年或以下，並且當它們用作通過熱處理甲硫氨酸二聚物回收甲硫氨酸的設備的裝置材料時，該設備很少會被腐蝕，因而能夠穩定製備甲硫氨酸。
權利要求
1.一種製備甲硫氨酸的方法，其包括使用至少一種選自碳酸鉀、碳酸氫鉀和氫氧化鉀的鉀化合物水解5-(β-甲基巰基乙基)乙內醯脲；在碳酸氣體的壓力下使該水解產物結晶，由此分離並收集甲硫氨酸；和熱處理至少一部分所得濾液，由此作為甲硫氨酸回收濾液中所含的甲硫氨酸二聚物，該方法的特徵在於使用含17.0-32.0wt％的Cr元素、0.75-3.0wt％的Mo元素和0.6wt％或以下的Ni元素的鐵素體不鏽鋼或鋯作為通過熱處理來進行回收的設備的裝置材料。
2.根據權利要求1的製備甲硫氨酸的方法，其中該鐵素體不鏽鋼是SUS444、SUS445J2、SUS447J1或SUSXM27。
全文摘要
公開了一種製備甲硫氨酸的方法，其包括使用至少一種選自碳酸鉀、碳酸氫鉀和氫氧化鉀的鉀化合物水解5－(β－甲基巰基乙基)乙內醯脲；在碳酸氣體的壓力下使該水解產物結晶，由此分離並收集甲硫氨酸；和熱處理至少一部分所得濾液，由此作為甲硫氨酸回收濾液中所含的甲硫氨酸二聚物，該方法的特徵在於使用含17.0－32.0wt％的Cr元素、1.0－3.0wt％的Mo元素和0.6wt％Cr以下的Ni元素的鐵素體不鏽鋼或鋯作為通過熱處理來進行回收的設備的裝置材料。
文檔編號C07C319/20GK101045700SQ200710089709
公開日2007年10月3日 申請日期2007年3月27日 優先權日2006年3月27日
發明者藤田和夫, 德增善久 申請人:住友化學株式會社