化学合成天门冬氨酸装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了化学合成天门冬氨酸装置。化学合成天门冬氨酸装置主要由顺丁烯二酸反应器（1）、顺丁烯二酸二铵反应器（5）、中高压不锈钢反应器系统（8）、天门冬氨酸结晶器（9）、过滤设备（10）、氨水存储输送计量系统（2）、去离子水存储输送计量系统（3）、二氧化碳储罐（4）、真空系统（6）、二氧化碳回收反应器（7）和配套的电仪设备、输送泵、管道、阀门、管件组成。本发明专利技术通过氨水存储输送计量系统（2）和二氧化碳储罐（4）、二氧化碳回收反应器（7）调节控制反应器系统的酸碱度、反应压力符合各项工艺指标，使反应母液循环利用，原料转化率得到提高。

【技术实现步骤摘要】
化学合成天门冬氨酸装置
本专利技术属于氨基酸化学合成的
，特别是涉及化学合成天门冬氨酸装置。
技术介绍
天门冬氨酸，即天冬氨酸(Aspartic acid)又称氨基丁二酸，是构成有机体蛋白质的主要氨基酸之一。结构式为:H00C-CH2-CH(NH2)-C00H，分子量133.10。天门冬氨酸含有I个氨基和2个羧基，是生命体中合成赖氨酸、苏氨酸、蛋氨酸、异亮氨酸等氨基酸及嘌呤、嘧啶碱基的前体，其残基广泛存在于各种生命体中，能够传递大脑兴奋信号，调节脑和神经的代谢功能。L-天门冬氨酸参与乌氨酸循环，促进氨和二氧化碳生成尿素，降低血液中氨和二氧化碳的含量，增强肝功能，因此广泛用做氨解毒剂、肝机能促进剂、疲劳恢复剂等医药用品和各种清凉饮料的添加剂。天门冬氨酸与L-苯丙氨酸合成的二肽甜味剂阿斯巴甜，甜度高、热量低，适于糖尿病、高血压等患者，安全可靠；以L-天门冬氨酸为原料合成的新型强力甜味剂纽甜，不仅适用于包括儿童、孕妇、哺乳期妇女以及肥胖、心血管病和糖尿病患者在内的所有人群，还适用于不能食用阿斯巴甜的苯酮尿症患者。天门冬氨酸的外消旋体DL-天门冬氨酸作为K+和Mg2+的载体，能够向心肌输送电解质，从而改善心肌 收缩功能，同时还能降低氧消耗，在冠状动脉循环障碍缺氧时，对心肌有保护作用，因此可用于合成DL-天门冬氨酸钾镁盐(脉安定)，可用于治疗心律失常、心动过速、心力衰竭、心肌梗塞、心绞痛、肝炎和肝硬化等疾病。DL-天门冬氨酸还可作为合成多肽的原料，它的氨基酸取代衍生物(NMDLA)可以作为治疗神经类疾病和大脑疾病的药物，如天门冬氨酸的衍生物N-甲基-D-天门冬氨酸(NMDA)明显增强视神经单元放电单元的兴奋作用，可作为哺乳动物中枢神经系统中重要的兴奋神经递质受体之一。目前，D-天门冬氨酸作为一种手性药物，日益受到人们的重视。它在药物合成中主要用作药物合成的前体、中间体。阿扑西林是临床上使用的第一个氨基酸型青霉素注射药。Vila等以D-天门冬氨酸为前体合成D-天门冬氨酸-β-羟胺(DAHhDAH是一种治疗病毒感染的药物，尤其是对一些逆转录病毒具有抗性，可用来治疗AIDS、肿瘤等疑难病症。D-天门冬氨酸还参与合成一些抗生素的侧链，作为内酰胺抗生素的侧链能提高抗生素的抗菌活性。DL-天门冬氨酸是一种重要的氨基酸，作为微生物培养基的营养成分，在生化试剂和临床医学方面得到了广泛应用；它可作为合成多肽的原料，由它合成的二肽衍生物天门冬酰苯丙氨酸甲酯是一种低热量的甜味剂；它还是合成聚天门冬氨酸的单体，而聚天冬氨酸是近年来发现的一种良好的锅炉阻垢剂和植物营养吸收强化剂，这种聚合物由于具有优异的生物可降解性和环境友好性，目前正日益成为该领域的替代品。化学法主要用于生产天门冬氨酸的外消旋体DL-天门冬氨酸。目前，国内外的合成报道中收率多在55%到63%之间。美国的RadhakrishnAS等报道用邻-(2，4，-二硝基苯)羟胺氨化丁二酸酯的方法，收率为61%。Mazo, etal.February 16，1999，USP 5，872，285 用顺丁烯二酸二铵和过量 4 倍氨水于 100_180°C、230-700Psi 下反应 1.5_3h，收率为 38-77%。波兰的Machowski等用顺丁烯二酸酐和过量氨水与NH4C1反应,反应在一间歇反应釜中，于140°C、0.4MPa下反应2.5h。将得到的混合物冷却至70°C后用盐酸酸化至pH2.5，再冷却至室温，此时天冬氨酸沉淀析出，将沉淀过滤，4°C下水洗后得到产品，产率为55%。 成都有机化学研究所的邓润华等采用微波法合成的收率为61.4%。该方法采用苯亚甲氨基乙酸乙酯为原料，在相转移催化剂(TEBA)催化下进行卤化反应，经水解生成天门冬氨酸外消旋体。2002年，浙江大学的邢亚军等在一钛材高压釜中，对顺丁烯二酸酐进行氨化反应合成了 DL-天门冬氨酸。通过实验研究对原有合成工艺作出了改进，使产品收率提高到70%以上，并且对产品的分离提纯采用顺丁烯二酸(马来酸)代替盐酸进行酸化结晶从而提高了反应物的利用和减少反应剩余物的污染。2003年天津大学的王亚权等提出了一种简便的、不使用任何催化剂的化学合成法。实验在聚四氟衬里的250ml高压釜中进行。实验步骤如下:将32.5g顺丁烯二酸酐溶于70ml水中，加入氨水至pH8，充IMPa氮气，然后在电磁搅拌下加热至453K，反应6h，反应后冷却至室温，过滤后得无色晶体，收率63.1%。上述这些都是实验室数据和试验，没有相关工业化装置的文献。
技术实现思路
本专利技术公开的化学合成天门冬氨酸装置，就是为了解决上述问题。本专利技术的技术原理、优点是通过氨水存储输送计量系统(2)和二氧化碳储罐(4)、二氧化碳回收反应器(7)调节控制反应器系统的酸碱度、反应压力符合各项工艺指标；过滤设备(10)分离出天门冬氨酸结晶和反应母液，反应母液返回顺丁烯二酸二铵反应器(5)循环利用，没有副产物，原料转化率得到提高。 化学合成天门冬氨酸工艺装置主要由顺丁烯二酸反应器(I)、顺丁烯二酸二铵反应器(5)、中高压不锈钢反应器系统(8)、天门冬氨酸结晶器(9)、过滤设备(10)、氨水存储输送计量系统(2)、去离子水存储输送计量系统(3)、二氧化碳储罐(4)、真空系统(6)、二氧化碳回收反应器(7 )和配套的电仪设备、输送泵、管道、阀门、管件组成。顺丁烯二酸反应器(I)和顺丁烯二酸二铵反应器(5)是带夹套的不锈钢搅拌反应器，或是带夹套的搪玻璃搅拌反应器。中高压不锈钢反应器系统(7)是由带电加热、冷却结构的中高压不锈钢搅拌反应器和配套的电仪设备、输送泵、管道、阀门、管件组成。天门冬氨酸结晶器(9)是带冷却的调速不锈钢搅拌结晶器。过滤设备(10)是三足式不锈钢离心机，或是压滤式过滤器，或是卧式螺旋沉降不锈钢离心机，主要作用是分离出天门冬氨酸结晶和副产物反应母液，使副产物反应母液返回顺丁烯二酸二铵反应器(5)循环利用。氨水存储输送计量系统(2)是由低压密闭储罐、氨水输送泵、流量计和配套的管道、阀门、管件组成，主要是为顺丁烯二酸二铵反应器(5)、中高压不锈钢反应器系统(8)、二氧化碳回收反应器(7)定量添加氨水。去离子水存储输送计量系统(3)是由密闭去离子水储罐、去离子水输送泵、流量计和配套的管道、阀门、管件组成，主要是为顺丁烯二酸反应器(I)、顺丁烯二酸二铵反应器(5)、中高压不锈钢反应器系统(8)、二氧化碳回收反应器(6)定量加去离子水。二氧化碳回收反应器(6)是低压密闭搅拌不锈钢反应器，在定量加入氨水和去离子水后，回收中高压不锈钢反应器系统(8)、天门冬氨酸结晶器(9)泄压排放的二氧化碳。真空系统(6)是由真空泵和缓冲罐组成，主要是为顺丁烯二酸二铵反应器(5)、中高压不锈钢反应器系统(7)和天门冬氨酸结晶器(9)提供真空操作条件。本专利技术是按照下述技术方案实现的: 定量的顺丁烯二酸酐和去离子水在顺丁烯二酸反应器(I)生成顺丁烯二酸。顺丁烯二酸和定量氨水在顺丁烯二酸二铵反应器(5)生成顺丁烯二酸二铵。顺丁烯二酸二铵和去离子水在中高压不锈钢反应器系统(8)配置成一定浓度溶液，在真空状态加入氨水、二氧化碳回收液调节反应器系统的酸碱度。再通过二氧化碳储罐(4)加入本文档来自技高网...

【技术保护点】
化学合成天门冬氨酸工艺装置，其特征在于：主要由顺丁烯二酸反应器（1）、顺丁烯二酸二铵反应器（5）、中高压不锈钢反应器系统（8）、天门冬氨酸结晶器（9）、过滤设备（10）、氨水存储输送计量系统（2）、去离子水存储输送计量系统（3）、二氧化碳储罐（4）、真空系统（6）、二氧化碳回收反应器（7）和配套的电仪设备、输送泵、管道、阀门、管件组成。

【技术特征摘要】
1.化学合成天门冬氨酸工艺装置，其特征在于:主要由顺丁烯二酸反应器(I)、顺丁烯二酸二铵反应器(5)、中高压不锈钢反应器系统(8)、天门冬氨酸结晶器(9)、过滤设备(10)、氨水存储输送计量系统(2)、去离子水存储输送计量系统(3)、二氧化碳储罐(4)、真空系统(6)、二氧化碳回收反应器(7)和配套的电仪设备、输送泵、管道、阀门、管件组成。2.根据权利要求1所述的化学合成天门冬氨酸装置，其特征在于:顺丁烯二酸反应器(I)和顺丁烯二酸二铵反应器(5)是带夹套的不锈钢搅拌反应器，或是带夹套的搪玻璃搅拌反应器。3.根据权利要求1所述的化学合成天门冬氨酸装置，其特征在于:中高压不锈钢反应器系统(7)是由带电加热、冷却结构的中高压不锈钢搅拌反应器和配套的电仪设备、输送泵、管道、阀门、管件组成。4.根据权利要求1所述的化学合成天门冬氨酸装置，其特征在于:天门冬氨酸结晶器(9)是带冷却的调速不锈钢搅拌结晶器。5.根据权利要求1所述的化学合成天门冬氨酸装置，其特征在于:过滤设备(10)是三足式不锈钢离心机，或是压滤式过滤器，或是卧式螺旋沉降不锈钢离心机，主要作用是分离出天门冬氨酸结晶和反应母液，使反应母液返回顺...

【专利技术属性】
技术研发人员：李绍通，李瑞哲，
申请(专利权)人：洛阳银元化工科技有限公司，李瑞哲，
类型：发明
国别省市：河南;41