一种减少蛋氨酸皂化液中碳酸根的生产方法技术

本发明专利技术属于化工领域，涉及蛋氨酸的生产技术领域，具体来说，涉及一种减少蛋氨酸皂化液中碳酸根的生产方法。该方法包括：(1)将蛋氨酸皂化液进入双极膜电渗析系统进行处理，双极膜电渗析的温度控制在20℃‑40℃，控制酸室pH为8.0‑9.5；(2)将处理后得到的酸室中的料液经过高温加热处理，释放出二氧化碳，得到预处理皂化液，直接进入离子交换系统。本发明专利技术的方法是利用双极膜电渗析装置迁移皂化液中的阳离子，降低皂化液的pH，通过加热分解，排出二氧化碳，从而达到降低皂化液中碳酸根的目的，大大降低后续工序离交的排气问题，解决了二氧化碳对离交系统的影响，有利于保护树脂，提高树脂的利用率，使离交树脂的使用寿命延长。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于化工领域，涉及蛋氨酸的生产
，具体来说，涉及一种减少蛋氨酸皂化液中碳酸根的生产方法。
技术介绍
蛋氨酸，又名甲硫氨酸，是含硫必须的α-氨基酸，广泛用于饲料添加剂、食品添加剂和药品原料。目前制备蛋氨酸的工艺主要包括生物酶拆解法、微生物发酵法和化学合成法；生物酶拆解法和微生物发酵法收率低，成本高，目前还不具备工业化生产价值。目前国内蛋氨酸的主要生产工艺是采用以丙烯醛和甲硫醇为原料生成甲硫基丙醛，甲硫基丙醛与氰化钠、碳铵的氨水溶液发生缩合反应、碱水解、酸化生产蛋氨酸，水解和酸化路线不同，产生的副产物也不同，现有国内蛋氨酸制备工艺主要采用氢氧化钠碱水解，生成蛋氨酸钠，再用硫酸酸化制得成品蛋氨酸，并副产无水硫酸钠。而国外蛋氨酸生产工艺为以甲硫基丙醛与氢氰酸为原料，合成氰醇，氰醇与碳铵氨水溶液反应，生成海因，海因经碳酸钾或者氢氧化钾水解、二氧化碳酸化，生成蛋氨酸和碳酸氢钾，碳酸氢钾循环套用(简称钾盐工艺)。国内蛋氨酸生产企业大多采用上述氢氧化钠水解、硫酸酸化的生产工艺，但由于蛋氨酸与硫酸钠母液的分离问题、蛋氨酸产品纯度问题、含盐废水排放问题等一系问题，导致蛋氨酸生产在环保、产品质量上、生产成本上做得比较差。专利CN103922980A和CN103933861A公开了一种利用双极膜电渗析分离纯化蛋氨酸的工艺方法，该方法直接利用双极膜电渗析从蛋氨酸盐与碳酸盐的混合液中分离出蛋氨酸，副产氢氧化钠，无副产硫酸盐生成，解决了蛋氨酸与硫酸盐分离难的问题。虽然该方法不需硫酸酸化，环境友好，但是由于蛋氨酸的溶解度低(3克左右)，因此，需要将蛋氨酸盐与碳酸盐的混合液进行大量的 稀释，而且，双极膜电渗析的电流效率大部分是处理了混合液中的碳酸盐，导致电流效率较低，当混合液从起点pH降至8.3左右时，双极膜电渗析的电流效率较高，而当pH低于8时，电流效率降低，钠离子迁移缓慢，生产1吨蛋氨酸需要2000多度电，电耗较高，膜的单位处理能力为5公斤皂化液/(平方米*小时)，因此膜的需求量非常大，而且双极膜目前依赖进口，价格昂贵，每平米双极膜价格近万元。另一方面，该方法中，碳酸盐中的碳酸根离子与氢离子结合最终释放出二氧化碳气体，而二氧化碳从双极膜系统中逸出，在双极膜的表面，二氧化碳和料液会形成气泡，双极膜在这种环境下长期运行，会导致双极膜电渗析的电阻增大，运行电压增加，易损伤膜，使膜的寿命减少，并且，由于蛋氨酸的溶解度低，易析出蛋氨酸晶体，从而在膜的表面形成蛋氨酸晶体，增加了双极膜的电阻，当双极膜电阻增加到一定程度时，导致电压增大，电流会击穿膜，致膜损伤，减少膜的使用寿命。而专利CN103772246A公开了一种采用弱酸性阳离子交换树脂酸化蛋氨酸盐溶液制备蛋氨酸的方法，该工艺方法同样有效地解决了蛋氨酸与硫酸钠的分离问题，提高了蛋氨酸的品质和收率，大大降低了含盐废水的排放，在工业化生产上得到了很好的运用。但同时也暴露出了新的问题：(1)碱水解所得的皂化液中含有大量的碳酸钠，在进入离子交换系统中，碳酸钠经过树脂交换，产生大量的二氧化碳气体，树脂柱顶部排气不畅，导致离交树脂柱中压力较大，离交树脂在柱子里出现上下翻滚，在树脂交换过程中，由于气体的产生，导致了弱酸性树脂抗机械性强度减弱，树脂容易破损，导致树脂大量损失，树脂的利用率降低。(2)蛋氨酸溶液通过结晶以晶体形式分离得到蛋氨酸。分离蛋氨酸后的母液称为蛋氨酸结晶母液，蛋氨酸结晶母液循环过程中，杂质没有出口，杂质在系统里一直循环，导致杂质累积，不仅仅影响蛋氨酸产品的结晶，而且还会影响蛋氨酸产品质量。对于上述碳酸钠的问题，因为碳酸钠的产生是由于蛋氨酸本身生产工艺导致的，皂化液中的碳酸钠的多少与5-(2-甲硫乙基)-乙内酰脲(海因)水解时碱的用量有关，降低碱的用量是可以降低皂化液中碳酸钠的含量，但是，这 必然导致海因水解不彻底，从而导致蛋氨酸结晶母液中杂质过多，母液循环次数减少。国外蛋氨酸的钾盐工艺虽然较国内钠盐工艺清洁，但是由于使用较海因过量2至3倍摩尔比的碳酸钾水解，这必然导致得到的水解皂化液中碳酸钾含量较高，二氧化碳酸化后生成的碳酸氢钾较多，往往导致蛋氨酸产品结晶过程中夹杂碳酸氢钾，需要大量的清水洗涤。降低皂化液中碳酸钾的含量，从而二氧化碳酸化后，碳酸氢钾不至于形成过饱和，蛋氨酸单次取晶率高，无需大量清水洗涤，减少废水排放和蒸水能耗。解决碳酸根问题的前提在于不引入新的杂质，目前，还未找到一种有效的降低皂化液中碳酸根含量的方法。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种减少蛋氨酸皂化液中碳酸根的清洁生产方法，该方法能够有效的降低皂化液中碳酸根的含量，该方法处理后的皂化液进行离子交换，有利于保护树脂，提高树脂的利用率。为实现上述目的，本专利技术的技术方案为：一种减少蛋氨酸皂化液中碳酸根的生产方法，包括如下进行的步骤：(1)将蛋氨酸皂化液进入双极膜电渗析系统进行处理，双极膜电渗析的温度控制在20℃-40℃，控制酸室pH为8.0-9.5；(2)将步骤(1)中双极膜电渗析处理后得到的酸室中的料液经过高温加热处理，释放出二氧化碳，得到预处理皂化液，直接进入离子交换系统。本专利技术的双极膜电渗析及高温分解的工艺流程图如附图1所示。目前国内蛋氨酸的主要生产工艺是采用以丙烯醛和甲硫醇为原料生成甲硫基丙醛，甲硫基丙醛与氰化钠、碳铵的氨水溶液发生缩合反应得到5-(2-甲硫乙基)-乙内酰脲(又名海因)，其经碱水解得海因水解液(也称为蛋氨酸皂化液)，海因水解液是制备蛋氨酸过程中产生的中间产物，主要含蛋氨酸盐和碳酸 盐。通常是采用氢氧化钠进行碱水解，因此，所得的海因水解液中主要含蛋氨酸钠和碳酸钠。国外蛋氨酸生产工艺为以甲硫基丙醛与氢氰酸为原料，合成氰醇，氰醇与碳铵氨水溶液反应，生成海因，海因经碳酸钾或者氢氧化钾水解得皂化液，皂化液再经二氧化碳酸化，生成蛋氨酸和碳酸氢钾，碳酸氢钾循环套用。该工艺中所得的皂化液中主要含蛋氨酸钾和碳酸钾。通常工业生产的蛋氨酸皂化液含有较多的有色杂质，因此，在本专利技术的工艺之前，蛋氨酸皂化液可以先通过脱色处理，过滤后再进入双极膜电渗析系统进行处理。进一步，本专利技术所述的生产方法，所述步骤(1)中，优选pH值为10-12的蛋氨酸皂化液进行生产。进一步，本专利技术所述的生产方法，所述步骤(1)中，优选双极膜电渗析的温度控制在30℃-40℃.进一步，本专利技术所述的生产方法，所述步骤(1)中，优选控制酸室pH为8.5-9.5，更优选控制酸室pH为8.8-9.3。进一步，本专利技术所述的生产方法，所述步骤(2)中，得到的预处理皂化液含蛋氨酸5％-10％。本专利技术所指的皂化液中含蛋氨酸是指以蛋氨酸计。进一步，本专利技术所述的生产方法，所述步骤(2)中，得到的预处理皂化液中碳酸根的含量低于2％。进一步，本专利技术所述的生产方法，所述步骤(2)中，优选得到的预处理皂化液的pH值为10-12。进一步，本专利技术所述的生产方法，所述步骤(2)中，高温加热处理的加热温度为50℃-200℃，优选100℃-150℃，特别优选110℃-120℃。加热时间优选5-30min，特别优选10-20min。进一步，本专利技术所述的生产方法，在加热过程中，适当进行排气，排出的二氧化碳回收再利用。进一步，本专利技术所述的生产方法，所述步骤(2)中本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种减少蛋氨酸皂化液中碳酸根的生产方法，其特征在于，包括如下进行的步骤：(1)将蛋氨酸皂化液进入双极膜电渗析系统进行处理，双极膜电渗析的温度控制在20℃‑40℃，控制酸室pH为8.0‑9.5；(2)将步骤(1)中双极膜电渗析处理后得到的酸室中的料液经过高温加热处理，释放出二氧化碳，得到预处理皂化液，直接进入离子交换系统。

【技术特征摘要】
1.一种减少蛋氨酸皂化液中碳酸根的生产方法，其特征在于，包括如下进行的步骤：(1)将蛋氨酸皂化液进入双极膜电渗析系统进行处理，双极膜电渗析的温度控制在20℃-40℃，控制酸室pH为8.0-9.5；(2)将步骤(1)中双极膜电渗析处理后得到的酸室中的料液经过高温加热处理，释放出二氧化碳，得到预处理皂化液，直接进入离子交换系统。2.根据权利要求1所述的生产方法，其特征在于，所述步骤(1)中，蛋氨酸皂化液的pH值为10-12。3.根据权利要求1所述的生产方法，其特征在于，所述步骤(2)中，得到的预处理皂化液中含蛋氨酸5％-10％。4.根据权利要求1或3所述的生产方法，其特征在于，所述步骤(2)中，得到的预处理皂化液中碳酸根的含量低于2％。5.根据权利要求1所述的生产方法，其特征在于，所述步骤(2)中，高温加热处理的加热温度为50℃-200℃。6.根据权利要求1所述的生产方法，其特征在于，所述步骤(2)中，将经过高温加热处理，释放出二氧化碳后的料液冷却后再重复所述步骤(1)的处理，处理后得到的酸室中的料液再经过高温加热处理，释放出二氧化碳，得到预处理皂化液，直接进入离子交换系统。7.根据权利要求1所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴传隆，韦异勇，覃玉芳，谭俊，楼永通，杨勇，李嘉，廖常福，唐玉平，刘邦林，秦岭，
申请(专利权)人：宁夏紫光天化蛋氨酸有限责任公司，杭州蓝然环境技术有限公司，
类型：发明
国别省市：宁夏;64