甲硫氨酸的製備方法

2023-12-09 04:37:56 1

專利名稱：甲硫氨酸的製備方法
技術領域：
本發明涉及在碳酸鉀存在下通過水解5-(β-甲硫基乙基)乙內醯脲在長時間內穩定製備甲硫氨酸的方法，該方法使得設備具有優異的抗腐蝕性。
背景技術：
水解5-(β-甲硫基乙基)乙內醯脲(下面稱作M-乙內醯脲)製備甲硫氨酸的方法通常在鹼的存在下以如下方案所述的方式進行。
該水解反應通常在壓力為大約0.5-1.5MPaG、溫度為大約150-200℃的條件下進行。當碳酸鉀用作所述鹼時，在水解條件下，無論是液相還是蒸汽相，金屬材料都極可能被腐蝕。SUS 304L不鏽鋼被腐蝕，據稱具有更優異抗腐蝕性的高級奧氏體鉻鎳不鏽鋼的抗腐蝕性對這種環境而言也是不夠的。
在這種環境下，鋯在表面上形成穩定的氧化鋯膜，顯示出優異的抗腐蝕性，但是存在著價格昂貴而且可加工性差的問題。
在這些情況下，已知含有21.0-30.0重量％Cr元素、4.5-11.0重量％Ni元素、2.5-5.0重量％Mo元素和0.05-0.35重量％N元素作為金屬中化學成分的不鏽鋼，對在這種環境下的設備材料而言具有優異的抗腐蝕性(日本未審專利公開(Kokai)No.11-217370)。

發明內容
當為了提高水解速率而要求在更高的溫度下進行水解時，對在更高溫度條件下的設備中所用的金屬材料而言，需要有更高的抗腐蝕性，同樣需要在更高溫度條件下具有優異的抗腐蝕性的設備材料。
本發明的目標是提供在碳酸鉀存在下通過水解5-(β-甲硫基乙基)乙內醯脲在長時間內穩定製備甲硫氨酸的方法，該方法使得設備具有相當好的抗腐蝕性。
本發明提供了用於製備甲硫氨酸的方法，其包括對於在碳酸鉀的存在下水解5-(β-甲硫基乙基)乙內醯脲從而製備甲硫氨酸的步驟，採用下述不鏽鋼作為設備材料，所述不鏽鋼含有21.0-30.0重量％Cr元素、2.5-11.0重量％Ni元素和1.0-5.0重量％Mo元素，Cr元素和Mo元素的總含量和Ni元素含量之比是4.7-14.0。
根據本發明的方法，即使M-乙內醯脲在碳酸鉀的存在下在高溫下水解，也可以在長時間裡穩定地製備甲硫氨酸，該方法使得設備具有相當好的抗腐蝕性，因此具有很大的工業實用價值。
具體實施例方式
在本發明中用於製備甲硫氨酸的反應是其中M-乙內醯脲在碳酸鉀的存在下水解製備甲硫氨酸的反應，通常通過水解獲得鉀鹽形式的甲硫氨酸。所述水解通常在壓力為大約0.5-1.5MPaG、溫度為大約150-200℃的條件下進行大約10-120分鐘。在水解中生成的氨和二氧化碳氣體被回收，並優選用於獲得M-乙內醯脲的步驟中。
隨後，由水解獲得的溶液通常用二氧化碳氣體中和，以沉澱出甲硫氨酸。通常，在用二氧化碳加壓的同時實施所述通過中和進行的沉澱，沉澱出的甲硫氨酸經過過濾、分離、任選地用水洗滌、然後乾燥，以得到產物甲硫氨酸。
在本發明中，在通過所述反應製備甲硫氨酸的情況下，採用下述不鏽鋼作為設備材料該不鏽鋼含有21.0-30.0重量％Cr元素、2.5-11.0重量％Ni元素和1.0-5.0重量％Mo元素，Cr元素和Mo元素的總含量和Ni元素含量之比是4.7-14.0；優選這種不鏽鋼，它含有21.0-30.0重量％Cr元素、4.5-11.0重量％Ni元素和2.5-5.0重量％Mo元素，Cr元素和Mo元素的總含量和Ni元素含量之比是4.7-8.2。
所述不鏽鋼用作設備材料包括所述設備由所述不鏽鋼構成，或者所述設備內襯有所述不鏽鋼，並且也對連接到該設備的閥和管道等進行了配置。
在本發明中，所述設備材料優選至少用於在上述水解步驟中採用的設備中。
在所述不鏽鋼中，當Cr元素的含量太低時，不能保持對水解反應的優異抗腐蝕性。另一方面，當Cr元素含量太大時，所得的不鏽鋼有嚴重的脆性。已知Ni元素的存在會損害水解反應系統中不鏽鋼的抗腐蝕性。當Ni元素的含量落在上述範圍之內時，抗腐蝕性不會明顯受損，相反，Ni元素產生了提高機械性質和可加工性的效果。當Mo元素的含量落在上述範圍內時，它對水解產生了優異的抗腐蝕性。當Mo元素含量太大時，可加工性受損並因此可能促進了西格瑪脆性(sigma brittleness)。
在本發明所用的不鏽鋼中，Cr元素、Ni元素和Mo元素的含量落在上述範圍內，而且Cr元素和Mo元素的總含量和Ni元素含量之比為4.7-14.0。
當該比值太小時，抗腐蝕性沒有得到改善。另一方面，當該比值過大時，由於Cr元素含量變得太大因而脆性變得很嚴重，所以並不優選。
本發明所用的不鏽鋼例如包括SUS 329J4L和UNS S32906中的一部分。不能使用所有的SUS 329J4L和UNS S32906，選用滿足上述組成的那些。

本發明所用的不鏽鋼優選包含0.05-0.40重量％的N元素。當N元素含量落在上述範圍之內時，隨著N元素含量的增加，產生了提高抗腐蝕性的效果。當N元素含量過大時，在合金中沉澱出氮化物，因此可能損害韌性。
本發明所用的不鏽鋼可以含有W元素和/或Cu元素。在這種情況下，W元素的含量通常是大約2.50重量％或以下，優選大約0.10-2.50重量％。Cu元素含量通常是大約0.80重量％或以下，優選大約0.20-0.80重量％。W元素是能有效提高抗腐蝕性同時對該不鏽鋼由於沉澱出西格瑪相而變脆進行抑制的組分元素。另一方面，Cu元素是能夠有效提高不鏽鋼的一般性抗腐蝕性的組分元素。
實施例現在通過下列實施例更詳細地描述本發明的方法，所述實施例僅僅用於示例而不是對本發明方法的限制。
在實施例中，不鏽鋼的化學組分的各自含量都是通過螢光X射線分光計測量的。
實施例1在水解原料水溶液在其中循環的管道中(壓力0.5-1.5MPaG，溫度170-190℃)，放置表1所示的試樣，並通過使試樣經受8760小時來進行腐蝕測試，其中所述水解原料水溶液是通過將5-(β-甲硫基乙基)乙內醯脲和碳酸鉀混和(乙內醯脲濃度為大約9重量％，碳酸鉀濃度為大約10重量％)製備的。化學組分的幾乎所有餘量都由Fe組成。
就腐蝕測試的結果而言，通過從測量到的腐蝕程度(單位面積單位時間試樣重量的下降)進行計算，得到了腐蝕速率(每年厚度的減少值)。結果如表1所示。
表1

儘管合金C和合金D在170℃顯示出優異的抗腐蝕性，但是在溫度高於170℃的條件下沒有顯示出足夠的抗腐蝕性，而本發明的合金A和合金B即使在這種條件下也顯示出優異的抗腐蝕性。
本發明要求了基於日本專利申請No.2006-120176(2006年4月25日提交，題目為「Process for Producing Methionine」)和日本專利申請No.2006-333069(2006年12月11日提交，題目為「Process forProducing Methionine」)的巴黎公約優先權。這些申請的內容在此通過引用而全文結合進來。
權利要求
1.一種製備甲硫氨酸的方法，該方法包括對於在碳酸鉀的存在下水解5-(β-甲硫基乙基)乙內醯脲從而製備甲硫氨酸的步驟，採用下述不鏽鋼作為設備材料，所述不鏽鋼含有21.0-30.0重量％Cr元素、2.5-11.0重量％Ni元素和1.0-5.0重量％Mo元素，Cr元素和Mo元素的總含量和Ni元素含量之比是4.7-14.0。
2.權利要求1的製備甲硫氨酸的方法，包括採用下述不鏽鋼作為設備材料所述不鏽鋼含有21.0-30.0重量％Cr元素、4.5-11.0重量％Ni元素和2.5-5.0重量％Mo元素，Cr元素和Mo元素的總含量和Ni元素含量之比是4.7-8.2。
全文摘要
在本發明的製備甲硫氨酸的方法中，採用下述不鏽鋼作為設備材料，以在碳酸鉀的存在下執行5－(β－甲硫基乙基)乙內醯脲的水解步驟，從而製備甲硫氨酸所述不鏽鋼含有21.0－30.0重量％Cr元素、2.5－11.0重量％Ni元素和1.0－5.0重量％Mo元素，Cr元素和Mo元素的總含量和Ni元素含量之比是4.7－14.0。
文檔編號C07C319/20GK101062912SQ20071010189
公開日2007年10月31日 申請日期2007年4月25日 優先權日2006年4月25日
發明者大西浩三 申請人:住友化學株式會社