一种尼龙5X盐及其高纯度制备方法技术

本发明专利技术公开了尼龙5X盐的一步法生产工艺及制备得到的高纯度尼龙5X盐，将赖氨酸发酵液经离子交换吸附、解析后，得到纯赖氨酸收集液，经脱氨后，使用纳滤膜分离部分蛋白及无机盐类；利用二元酸与赖氨酸反应生成赖氨酸二元酸盐，控制反应PH5～6之间，转化过程直接添加二元酸缓冲pH，利用赖氨酸脱羧酶发酵液将赖氨酸二元酸盐料液一步转化为尼龙5X盐溶液，控制转化结束PH在7左右；通过陶瓷膜过滤除菌体后，吸附杂质，浓缩结晶，结晶后母液通过乙醇萃取结晶，收集尼龙5X盐。本发明专利技术提高收率和纯度，降低了生产污染。

A method of preparation of nylon 5X salt and its high purity

The invention discloses the one-step production process of nylon 5X salt and the high purity nylon 5X salt prepared. The lysine fermentation broth is obtained by ion exchange adsorption and parsed, and the pure lysine collection solution is obtained. After deamination, a partial protein and inorganic salt are separated by the nanofiltration membrane, and lysine two is reacted with lysine to produce lysine. The dicarboxylic acid buffer pH was directly added to the reaction between PH5 and 6. The lysine decarboxylase fermentation liquid was used to convert lysine diacid salt solution into nylon 5X salt solution in one step, and the conversion of PH at about 7 was controlled. The nylon 5X salt was collected by ethanol extraction and crystallization. The invention improves the yield and purity and reduces production pollution.

【技术实现步骤摘要】
一种尼龙5X盐及其高纯度制备方法
本专利技术涉及尼龙5X盐生产
，尤其涉及尼龙5X盐的一步法生产工艺及制备得到的高纯度尼龙5X盐的方法。
技术介绍
随着经济的飞速发展全球每年对聚酰胺聚氨酯等多聚物产品的需求量呈现逐年增长的趋势，1,5－戊二胺是合成聚酰胺等多聚物的重要单体，目前尼龙5X盐主要是通过赖氨酸脱羧酶对赖氨酸硫酸盐或赖氨酸盐酸盐溶液脱羧，转化过程通过硫酸缓冲PH，生成1,5戊二胺硫酸盐，然后通过加碱析出硫酸钠或氯化钠，分离1,5戊二胺，戊二胺与二元酸反应生成尼龙5X盐。该工艺存在以下弊端：1.生成大量的副产品硫酸钠或氯化钠，不好处理；2.精馏分离戊二胺时收率低；3.戊二胺有一定的腐蚀性，对设备损坏严重；4.戊二胺有特殊气味，分离纯化戊二胺时对环境有严重影响；5.废水量大，同时废水中含戊二胺，需要通过树脂吸附后解析回用，树脂吸附率低，吸附率90％左右，解析时需要使用硫酸及烧碱，产生大量的高盐废水；6.工艺复杂，工艺路线长，生产成本高。因此，开发一种尼龙5X盐的一步法生产工艺，不但具有迫切的研究价值，也具有良好的经济效益和工业应用潜力，这正是本专利技术得以完成的动力所在和基础。
技术实现思路
为了克服上述所指出的现有技术的缺陷，本专利技术人对此进行了深入研究，在付出了大量创造性劳动后，从而完成了本专利技术。具体而言，本专利技术所要解决的技术问题是：提供尼龙5X盐的一步法生产工艺及制备得到的高纯度尼龙5X盐。为解决上述技术问题，本专利技术的技术方案是：第一方面，本专利技术提供了尼龙5X盐的一步法生产工艺，将赖氨酸发酵液经离子交换吸附、解析后，得到纯赖氨酸收集液，经脱氨后，使用纳滤膜分离部分蛋白及无机盐类；利用二元酸与赖氨酸反应生成赖氨酸二元酸盐，控制反应PH5～6之间，转化过程直接添加二元酸缓冲pH，利用赖氨酸脱羧酶发酵液将赖氨酸二元酸盐料液一步转化为尼龙5X盐溶液，控制转化结束PH在7左右；通过陶瓷膜过滤除菌体后，吸附杂质，浓缩结晶，结晶后母液通过乙醇萃取结晶，收集尼龙5X盐。乙醇蒸馏回收利用，尼龙5X盐收率达到90-95％。二元羧酸为一种二元酸。二元酸优选为脂肪族二元酸，己二酸，丁二酸，癸二酸，十一酸，十二酸中的一种，进一步优选为己二酸或丁二酸。在本专利技术中，作为一种改进，所述工艺包括如下步骤：(1)赖氨酸发酵液经离子交换吸附、解析后，得到纯赖氨酸收集液，经脱氨后，使用纳滤膜分离部分蛋白及无机盐类；用二元酸与赖氨酸反应生成赖氨酸二元酸盐溶液，控制反应PH5～6之间；(2)将培养结束的赖氨酸脱羧酶发酵液加入到步骤(1)处理好的赖氨酸二元酸盐溶液中；(3)转化过程中通过添加二元酸固体，控制转化过程pH控制7.3-7.7，得到戊二胺二元酸盐料液；转化过程温度控制35-40℃，转化时间2-4h，pH不波动为止，使用茚三酮法检测残留赖氨酸量＜0.10wt％，转化结束；(4)将步骤(3)得到的转化液通过陶瓷膜过滤除去菌体，通过透析使浓相中残留最少戊二胺二元酸盐；(5)将步骤(4)得到的陶瓷膜清液经过高温(75-85℃)加热，此时可溶蛋白以色素形式析出，利用连续脱色工艺对色素进行脱除，脱色过程采用5-8根炭柱串联方式运行，炭柱填装颗粒碳，为保证脱色效果，炭柱进料温度控制80℃，进料速度3BV，保证出料色度控制＜30；炭柱色素吸附饱和后，可利用氢氧化钠溶液重新再生，颗粒碳重新再利用。浓缩浓度到60-70wt％，降温结晶，母液通过乙醇萃取结晶，晶体烘干，得到尼龙5X盐。在本专利技术中，作为一种改进，步骤(1)中，所述赖氨酸发酵液为L-赖氨酸盐酸盐生产过程中产生的；中使用的纳滤膜分子量小于1000。在本专利技术中，作为一种改进，步骤(2)中，所述赖氨酸脱羧酶发酵液加入量为赖氨酸二元酸盐的5-10％。在本专利技术中，作为一种改进，步骤(3)中，所述转化前加入VB6提高转化速率，转化过程闭气，罐体处于泄压状态，在本专利技术中，作为一种改进，步骤(4)中，所述陶瓷膜的孔径＜50nm。在本专利技术中，作为一种改进，步骤(5)中，降温结晶时，详细步骤如下：将浓缩液的温度降低至70℃；将浓缩液降温至60℃，降温所用时间为2小时；将浓缩液降温至40℃，降温所用时间为3小时；将浓缩液降温至10℃，降温所用时间为3-8小时；结晶收率达到88wt％以上；将母液再次结晶，母液通过乙醇萃取结晶，温度控制为5-10℃，维持2-5小时。此时的收率为90-95％。在本专利技术中，作为一种改进，步骤(5)中，加热的温度控制为50-80℃，温度过高容易出现聚合。第二方面，本专利技术提供了高纯度尼龙5X盐，采用如上的一步法生产工艺制备得到，且纯度达到99.5％以上。此工艺相比传统工艺，1、无需添加硫酸、烧碱等危化物品，只需添加固体二元酸缓冲PH，就可生产高纯度尼龙5X盐，无副产物；2、该工艺无需使用多套蒸馏精馏等高能耗设备，只需膜分离就可达到高纯度产品，绿色清洁。3、该工艺简单，无需分离强腐蚀性、污染性单体1,5戊二胺，蒸馏戊二胺二元酸盐时冷凝水无蒸馏物成分，可以套用到生产中使用，无排污。4、母液提取技术及连续脱色技术及碳煅烧技术能够保证杂质的做到无害化处理。更详细的说，采用了上述技术方案后，本专利技术的有益效果是：本专利技术提供的一步法生产工艺无固废产生；过程无高危害性的1,5戊二胺产生，减少精馏纯化过程的损失与污染；收率能够到90-95％，相比传统工艺85-90％，有所提高；产品纯度由99.3-99.5％提高到99.5％以上；该工艺不会产生大量的浓度较低的含1，5戊二胺的冷凝水，不需要使用树脂吸附的方法回收；该工艺真正可以做到清洁生产的目的，无任何废水产生。具体实施方式下面结合具体的实施例对本专利技术进一步说明。但这些例举性实施方式的用途和目的仅用来例举本专利技术，并非对本专利技术的实际保护范围构成任何形式的任何限定，更非将本专利技术的保护范围局限于此。实施例1尼龙54盐的一步法生产工艺，包括如下步骤：(1)将L-赖氨酸盐酸盐生产过程中产生的赖氨酸发酵液经离子交换吸附、解析后，得到纯赖氨酸收集液，经脱氨后，使用纳滤膜分离部分蛋白及无机盐类；用丁二酸与赖氨酸反应生成赖氨酸丁二酸盐溶液，控制反应PH5～6之间；(2)将培养结束的赖氨酸脱羧酶发酵液加入到步骤(1)处理好的赖氨酸丁二酸盐溶液中，赖氨酸脱羧酶发酵液加入量为赖氨酸丁二酸盐的5％；(3)转化过程pH控制7.2，加入VB6提高转化速率，通过添加丁二酸固体控制，转化为戊二胺丁二酸盐，转化过程闭气，罐体处于泄压状态，温度35℃，转化2h，pH不波动为止，使用茚三酮法检测残留赖氨酸量＜0.10wt％，转化结束；(4)将步骤(3)得到的转化液通过陶瓷膜过滤除去菌体，陶瓷膜的孔径＜50nm，通过透析使浓相中残留最少戊二胺丁二酸盐，得到陶瓷膜清液；检测陶瓷膜清液浓度，C6H14N2O2→酶＝C5H14N2+CO2C5H14N2+C4H6O4＝C9H20N2O4检测仪器为Waters高效液相色谱，色谱柱为反向C18色谱柱，通过丹磺酰氯衍生，紫外检测器254nm下检测分析戊二胺含量。通过示差检测器，利用伯乐的有机酸柱检测丁二酸根含量，通过检测与理论反应量一致。(5)将步骤(4)得到的陶瓷膜清液经过高温70℃加热，此时可溶蛋白以色素形式析出，利用连续脱色工艺对色素进行脱除，脱色本文档来自技高网...

【技术保护点】
尼龙5X盐的一步法生产工艺，其特征在于：将赖氨酸发酵液经离子交换吸附、解析后，得到纯赖氨酸收集液，经脱氨后，使用纳滤膜分离部分蛋白及无机盐类；利用二元酸与赖氨酸反应生成赖氨酸二元酸盐，控制反应PH5～6之间，转化过程直接添加二元酸固体，控制转化过程pH，利用赖氨酸脱羧酶发酵液将赖氨酸二元酸盐料液一步转化为尼龙5X盐溶液，控制转化结束PH在7左右；通过陶瓷膜过滤除菌体后，吸附杂质，浓缩结晶，结晶后母液通过乙醇萃取结晶，收集尼龙5X盐。

【技术特征摘要】
1.尼龙5X盐的一步法生产工艺，其特征在于：将赖氨酸发酵液经离子交换吸附、解析后，得到纯赖氨酸收集液，经脱氨后，使用纳滤膜分离部分蛋白及无机盐类；利用二元酸与赖氨酸反应生成赖氨酸二元酸盐，控制反应PH5～6之间，转化过程直接添加二元酸固体，控制转化过程pH，利用赖氨酸脱羧酶发酵液将赖氨酸二元酸盐料液一步转化为尼龙5X盐溶液，控制转化结束PH在7左右；通过陶瓷膜过滤除菌体后，吸附杂质，浓缩结晶，结晶后母液通过乙醇萃取结晶，收集尼龙5X盐。2.如权利要求1所述的尼龙5X盐的一步法生产工艺，其特征在于：包括如下步骤：(1)赖氨酸发酵液经离子交换吸附、解析后，得到纯赖氨酸收集液，经脱氨后，使用纳滤膜分离部分蛋白及无机盐类；用二元酸与赖氨酸反应生成赖氨酸二元酸盐溶液，控制反应PH5～6之间；(2)将培养结束的赖氨酸脱羧酶发酵液加入到步骤(1)处理好的赖氨酸二元酸盐料液中；(3)转化过程中通过添加二元酸固体，控制转化过程pH控制7.3-7.7，得到戊二胺二元酸盐料液；转化过程温度控制35-40℃，转化时间2-4h，pH不波动为止，使用茚三酮法检测残留赖氨酸量＜0.10wt％，转化结束；(4)将步骤(3)得到的转化液通过陶瓷膜过滤除去菌体，通过透析使浓相中残留最少戊二胺二元酸盐；(5)将步骤(4)得到的陶瓷膜清液经过高温加热，此时可溶蛋白以色素形式析出，利用连续脱色工艺对色素进行脱除，脱色过程采用5-8根炭柱串联方式运行，炭柱填装颗粒碳，为保证脱色效果，炭柱进料温度控制80℃，进料速度3BV，保证出料色度控制＜30；炭柱色素吸附饱和后，可利用氢氧化钠溶液重新再生，颗粒碳重新再利用...

【专利技术属性】
技术研发人员：高世军，吴泽华，伦学宁，刘春华，张杰，褚玉强，王志强，孙敬善，
申请(专利权)人：山东寿光巨能金玉米开发有限公司，寿光金远东变性淀粉有限公司，寿光金玉米生物科技有限公司，临清德能金玉米生物有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37