【技术实现步骤摘要】
制备2-羟基-4-甲硫基丁酸及其中间体的方法和装置
本专利技术涉及化工产品的制备方法和装置，具体而言，涉及一种制备2-羟基-4-甲硫基丁酸及其中间体的方法和装置。
技术介绍
2-羟基-4-甲硫基丁酸又称液体蛋氨酸、蛋氨酸羟基类似物，用作饲料添加剂，也可作为蛋氨酸营养补充剂，促进动物生长发育。据文献报道，液体蛋氨酸的生物效价同蛋氨酸相差不大，且合成工艺相对简单，因此有很好的市场前景。目前工业上生产2-羟基-4-甲硫基丁酸的方法主要是以丙烯醛(简称ACR)为原料，在催化剂的作用下先同甲硫醇反应制备得到3-甲硫基丙醛(简称MMP)，之后采用气态或者液态的氢氰酸和3-甲硫基丙醛在催化剂作用下制备2-羟基-4-甲硫基丁腈(简称氰醇)，2-羟基-4-甲硫基丁腈在硫酸存在下水解得到2-羟基-4-甲硫基丁酸，即液体蛋氨酸。上述反应过程中，所涉及的物料或是有恶臭(如CH3SH)，或是毒性大(如HCN、CH2＝CHCHO)，因此，生产过程中对于操作安全有很高的要求，如果对制备过程中的监控不及时，会造成很大的安全风险。另外上述原料...
【技术保护点】
1.一种制备2-羟基-4-甲硫基丁酸中间体3-甲硫基丙醛的方法，其特征在于，包括使丙烯醛与过量的甲硫醇在催化剂的存在下反应得到3-甲硫基丙醛预反应液；在线检测3-甲硫基丙醛预反应液中半缩醛的量，并根据检测结果确定丙烯醛的补加量；将补加的丙烯醛与3-甲硫基丙醛预反应液混合、反应，使得3-甲硫基丙醛预反应液中半缩醛反应完全，制备得到3-甲硫基丙醛。/n
【技术特征摘要】 【专利技术属性】
1.一种制备2-羟基-4-甲硫基丁酸中间体3-甲硫基丙醛的方法，其特征在于，包括使丙烯醛与过量的甲硫醇在催化剂的存在下反应得到3-甲硫基丙醛预反应液；在线检测3-甲硫基丙醛预反应液中半缩醛的量，并根据检测结果确定丙烯醛的补加量；将补加的丙烯醛与3-甲硫基丙醛预反应液混合、反应，使得3-甲硫基丙醛预反应液中半缩醛反应完全，制备得到3-甲硫基丙醛。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述丙烯醛与甲硫醇投料摩尔比为0.95～0.99:1，优选为0.97～0.98:1。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的催化剂选自有机碱、无机碱、或者叔胺与酸形成的盐；优选为叔胺与2-羟基-4-甲硫基丁酸形成的盐；所述的叔胺为三乙胺、三正丙胺、三正丁胺、三异丙胺、N,N-二甲基苄胺中的一种或多种；所述的叔胺与2-羟基-4-甲硫基丁酸的摩尔比为1.05～2.0:1，优选为1.1～1.5:1。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述的催化剂添加量为所加入丙烯醛与甲硫醇总质量的0.05～0.5％，优选为0.1～0.3％。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的丙烯醛与过量甲硫醇的反应和补加丙烯醛与3-甲硫基丙醛预反应液的反应，其反应温度为20～60℃，优选为20～40℃。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述制备2-羟基-4-甲硫基丁酸中间体3-甲硫基丙醛的方法还包括，在线检测得到的3-甲硫基丙醛中半缩醛的残留量，并根据检测结果调整所述丙烯醛的补加量的步骤。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在线检测采用在线拉曼光谱检测方法。
8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述在线检测采用在线拉曼光谱检测方法。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的丙烯醛与过量甲硫醇的反应在第一反应器R1中进行，所述的补加丙烯醛与3-甲硫基丙醛预反应液的反应在第二反应器R2中进行。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述的第一反应器R1为循环反应器，第二反应器R2为平推流反应器。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述的第一反应器R1为塔式反应器、多级搅拌反应器；优选为内设折流板的塔式反应器。
12.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，在第一反应器出口设置在线拉曼光谱检测器D1，用于在线检测3-甲硫基丙醛预反应液中半缩醛的含量。
13.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，在第二反应器出口设置在线拉曼光谱检测器D2，用于在线检测3-甲硫基丙醛中半缩醛含量。
14.根据权利要求10-13所述的方法，其特征在于，所述3-甲硫基丙醛预反应液中的一部分进入第二反应器R2，其余部分用作第一反应器R1的循环物料；进入第二反应器R2的物料量与用作第一反应器R1的循环物料量之比为1:10～50，优选为1:15～30。
15.根据权利要求1～14任一项所述的方法，其特征在于，制备得到的3-甲硫基丙醛用于制备2-羟基-4-甲硫基丁腈。
16.根据权利要求1～14任一项所述的方法，其特征在于，制备得到的3-甲硫基丙醛用于制备2-羟基-4-甲硫基丁酸。
17.一种制备2-羟基-4-甲硫基丁酸中间体2-羟基-4-甲硫基丁腈的方法，其特征在于，包括使3-甲硫基丙醛与过量的氢氰酸反应2-羟基-4-甲硫基丁腈预反应液；检测2-羟基-4-甲硫基丁腈预反应液中氢氰酸的量，并根据检测结果确定3-甲硫基丙醛的补加量；将2-羟基-4-甲硫基丁腈预反应液和补加的3-甲硫基丙醛混合、反应，使得2-羟基-4-甲硫基丁腈预反应液中氢氰酸反应完全，制备得到2-羟基-4-甲硫基丁腈。
18.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，所述3-甲硫基丙醛与氢氰酸的投料摩尔比为0.95～0.99:1，优选为0.97～0.98:1。
19.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，所述的3-甲硫基丙醛与过量氢氰酸的反应和补加3-甲硫基丙醛与2-羟基-4-甲硫基丁腈预反应液的反应，其反应温度为20～80℃，优选为25～45℃。
20.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，所述制备2-羟基-4-甲硫基丁酸中间体2-羟基-4-甲硫基丁腈的方法还包括，在线检测得到的2-羟基-4-甲硫基丁腈中氢氰酸的残留量，并根据检测结果调整所述3-甲硫基丙醛的补加量的步骤。
21.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，所述在线检测采用在线拉曼光谱检测方法。
22.根据权利要求20所述的方法，其特征在于，所述在线检测采用在线拉曼光谱检测方法。
23.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，所述的3-甲硫基丙醛与过量氢氰酸的反应在第三反应器R3中进行，所述的补加3-甲硫基丙醛与2-羟基-4-甲硫基丁腈预反应液在第四反应器R4中进行。
24.根据权利要求23所述的方法，其特征在于，所述的第三反应器R3为循环反应器，第四反应器R4为平推流反应器。
25.根据权利要求26所述的方法，其特征在于，所述的第三反应器R3为塔式反应器、多级搅拌反应器；优选为内设折流板的塔式反应器。
26.根据权利要求23所述的方法，其特征在于，在第三反应器R3出口设置在线拉曼光谱检测器D3，用于在线检测2-羟基-4-甲硫基丁腈预反应液中氢氰酸的含量。
27.根据权利要求23所述的方法，其特征在于，在第四反应器R4出口设置在线拉曼光谱检测器D4，用于在线检测2-羟基-4-甲硫基丁腈中氢氰酸的含量。
28.根据权利要求23～27任一项所述的方法，其特征在于，第三反应器R3中的2-羟基-4-甲硫基丁腈预反应液中的一部分进入第四反应器R4，其余部分用作第三反应器R3的循环物料；进入第四反应器R4的物料量与用作第三反应器R3的循环物料量之比为1:5～30，优选为1:10～20。
29.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，所述的3-甲硫基丙醛用权利要求1～14中任一项所述的方法制备得到。
30.根据权利要求17～29中任一项所述的方法，其特征在于，制备得到的2-羟基-4-甲硫基丁腈用于制备2-羟基-4-甲硫基丁酸。
31.一种制备2-羟基-4-甲硫基丁酸的方法，其特征在于，包括：
步骤(1)，使丙烯醛与甲硫醇反应制备3-甲硫基丙醛的步骤；
步骤(2)，使3-甲硫基丙醛与氢氰酸反应制备2-羟基-4-甲硫基丁腈的步骤；
步骤(3)，2-羟基-4-甲硫基丁腈用硫酸进行水合、再水解制备2-羟基-4-甲硫基丁酸的步骤；
其中，在步骤(1)、(2)和(3)中在线检测物料的反应情况，并根据检测结果控制物料配比以使得反应进行完全。
32.根据权利要求31所述的方法，其特征在于，所述步骤(1)包括：
使丙烯醛与过量的甲硫醇在催化剂的存在下在第一反应器R1中形成3-甲硫基丙醛预反应液；在线检测3-甲硫基丙醛预反应液中半缩醛的量，并根据检测结果确定丙烯醛的补加量；将3-甲硫基丙醛预反应液与补加的丙烯醛混合后进入第二反应器R2，使得3-甲硫基丙醛预反应液中半缩醛反应完全，制备得到3-甲硫基丙醛的反应液。
技术研发人员：陈志荣，尹红，胡柏剡，王正江，王志轩，陈聪，邱贵生，李其川，石清爱，
申请(专利权)人：山东新和成氨基酸有限公司，浙江大学，浙江新和成股份有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37
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