利用粗氫氰酸連續(xù)生產(chǎn)d,l-甲硫氨酸的方法及裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及利用粗氫氰酸連續(xù)生產(chǎn)D,L-甲硫氨酸的方法及其裝置。該裝置包括氫氰酸合成塔、酸塔、多級串聯(lián)釜式反應(yīng)器、靜態(tài)混合反應(yīng)器Ⅰ、氣提塔Ⅰ、靜態(tài)混合反應(yīng)器Ⅱ、釜式反應(yīng)器、氣提塔Ⅱ和中和釜；連續(xù)生產(chǎn)D,L-甲硫氨酸的方法，包括氰酸混合氣Ⅱ的制備，在多級串聯(lián)釜式反應(yīng)器中制備2-羥基-4-甲硫基丁腈，靜態(tài)混合反應(yīng)器Ⅰ中制備2-氨基-4-甲硫基丁腈，靜態(tài)混合反應(yīng)器Ⅱ中和釜式反應(yīng)器中制備D,L-甲硫氨酸鉀，在中和釜中和制得D,L-甲硫氨酸。還利用低溫儲罐、焚燒爐、氣提塔和洗滌釜等對產(chǎn)物或反應(yīng)剩余物進行處理。本發(fā)明的裝置和方法利用粗氫氰酸和粗甲硫基丙醛連續(xù)化生產(chǎn)D,L-甲硫氨酸，生產(chǎn)成本低，副反應(yīng)少，收率高，可以實現(xiàn)工業(yè)化大規(guī)模連續(xù)化生產(chǎn)。
【專利說明】利用粗氫氰酸連續(xù)生產(chǎn)D, L-甲硫氨酸的方法及裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及精細(xì)化工領(lǐng)域，具體涉及利用氫氰酸混合氣連續(xù)生產(chǎn)D，L-甲硫氨酸的方法及裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]D，L-蛋氨酸又名甲硫氨酸，是構(gòu)成蛋白質(zhì)的基本單位之一，是必需氨基酸中唯一
含有硫的氨基酸，其結(jié)構(gòu)式如下:
[0003]
【權(quán)利要求】
1.利用D，L-甲硫氨酸生產(chǎn)裝置連續(xù)生產(chǎn)D，L-甲硫氨酸的方法，其特征在于:所述的D, L-甲硫氨酸生產(chǎn)裝置包括氫氰酸合成塔(I)、酸塔(2)、多級串聯(lián)釜式反應(yīng)器(3)、靜態(tài)混合反應(yīng)器I (6)、氣提塔I (7)、靜態(tài)混合反應(yīng)器II (8)、釜式反應(yīng)器(9)、氣提塔II (10)和中和釜(11);所述多級串聯(lián)釜式反應(yīng)器(3)設(shè)有壓力及溫度調(diào)節(jié)輔助裝置，由兩級以上釜式反應(yīng)器串聯(lián)組成，相鄰反應(yīng)器間通過氣流和物流管道連通；所述氫氰酸合成塔(I)的出氣口通過管道與酸塔(2 )的進氣口連通，酸塔(2 )的出氣口通過管道與多級串聯(lián)釜式反應(yīng)器(3 )的第一級釜式反應(yīng)器連通，所述靜態(tài)混合反應(yīng)器I (6)與多級串聯(lián)釜式反應(yīng)器(3)的最后一級釜式反應(yīng)器連通，氣提塔I (7)的進料口與靜態(tài)混合反應(yīng)器I (6)的出料口連通；所述靜態(tài)混合反應(yīng)器II (8)的進料口與氣提塔I (7)的出料口連通，釜式反應(yīng)器(9)的進料口與靜態(tài)混合反應(yīng)器II (8)的出料口連通，氣提塔II (10)的進料口與釜式反應(yīng)器(9)的出料口連通，氣提塔II (10)的出料口與中和釜(11)連通；所述靜態(tài)混合反應(yīng)器I (6)和靜態(tài)混合反應(yīng)器II (8)均設(shè)有壓力及溫度調(diào)節(jié)輔助裝置，所述中和釜(11)內(nèi)設(shè)有溫度調(diào)節(jié)輔助裝置；所述連續(xù)生產(chǎn)D，L-甲硫氨酸的方法包括以下步驟: (1)以甲烷、氨氣和氧氣為原料，采用安氏法合成原理，通過氫氰酸合成塔(I)制備氫氰酸混合氣I ;所述氫氰酸混合氣I通入酸塔(2)進行脫氨處理，得氫氰酸混合氣II ； (2)將甲硫基丙醛和作為催化劑的堿從多級串聯(lián)釜式反應(yīng)器(3)的最后一級釜式反應(yīng)器通入，通過各級釜式反應(yīng)器向第一級釜式反應(yīng)器轉(zhuǎn)移，將步驟(1)中所得氫氰酸混合氣II從多級串聯(lián)釜式反應(yīng)器(3)的第一級釜式反應(yīng)器通入，與第一級釜式反應(yīng)器中的物料反應(yīng)，反應(yīng)后的剩余氣體再依次通過各級釜式反應(yīng)器向最后一級釜式反應(yīng)器轉(zhuǎn)移，最終從最后一級釜式反應(yīng)器的出氣口排出；待氫氰酸混合氣II與第一級釜式反應(yīng)器中甲硫基丙醛反應(yīng)完全后，采出產(chǎn)品即得2-羥基-4-甲硫基丁腈；第一級釜式反應(yīng)器中產(chǎn)品采出后，將后一級釜式反應(yīng)器中的物料依次轉(zhuǎn)入前一級釜式反應(yīng)器中，在最后一級釜式反應(yīng)器中再通入新的甲硫基丙醛和作為催化劑的堿，氫氰酸混合氣II再從第一級釜式反應(yīng)器通入，實現(xiàn)連續(xù)化生產(chǎn)； (3)將步驟(2)中得到的2-羥基-4-甲硫基丁腈與氨水溶液或者氨氣加入靜態(tài)混合反應(yīng)器I (6)中，在加熱和加壓下反應(yīng)，得到2-氨基-4-甲硫基丁腈混合物，將得到的2-氨基-4-甲硫基丁腈混合物送入氣提塔I (7`)中分離回收氨后即得2-氨基-4-甲硫基丁腈溶液； (4)將步驟(3)所得的2-氨基-4-甲硫基丁腈溶液與碳酸氫鉀溶液通入靜態(tài)混合反應(yīng)器II (8)中，在加熱和加壓下反應(yīng)，然后將反應(yīng)體系再通入釜式反應(yīng)器(9)中繼續(xù)加熱反應(yīng)，從釜式反應(yīng)器(9)流出的液體送入氣提塔II (10)中分離回收二氧化碳和氨后即得D, L-甲硫氨酸鉀水溶液； (5)將步驟(4)中所得的D，L-甲硫氨酸鉀水溶液通入中和釜(11)，向中和釜(11)中通入二氧化碳進行中和，得D，L-甲硫氨酸，取D，L-甲硫氨酸后的碳酸氫鉀母液循環(huán)至靜態(tài)混合反應(yīng)器II (8)中進行反應(yīng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的連續(xù)生產(chǎn)D，L-甲硫氨酸的方法，其特征在于，所述多級串聯(lián)釜式反應(yīng)器(3)為四級串聯(lián)釜式反應(yīng)器，由第一級釜式反應(yīng)器(31)、第二級釜式反應(yīng)器(32)、第三級釜式反應(yīng)器(33)和第四級釜式反應(yīng)器(34)串聯(lián)組成，步驟(2)中，各級反應(yīng)器中的壓力保持在0.09~0.5MPa，所述第一至第三級釜式反應(yīng)器中反應(yīng)溫度控制在30~60°C，第四級釜式反應(yīng)器(34)中反應(yīng)溫度控制在-10~30°C。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的連續(xù)生產(chǎn)D，L-甲硫氨酸的方法，其特征在于，步驟(2)中，各級反應(yīng)器中的壓力保持在0.09~0.5MPa，所述第一級釜式反應(yīng)器中反應(yīng)溫度控制在35°C~40°C，第二級和第三級釜式反應(yīng)器中反應(yīng)溫度控制在40°C~45°C，第四級釜式反應(yīng)器中溫度控制在-10°C~30°C。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的連續(xù)生產(chǎn)D，L-甲硫氨酸的方法，其特征在于:步驟(2)所述的甲硫基丙醛為未經(jīng)純化的甲硫基丙醛，其中含質(zhì)量分?jǐn)?shù)94.5%~96%的甲硫基丙醛、質(zhì)量分?jǐn)?shù)3.5%~5.3%的輕組分和質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.2%~0.5%的重組分；所述輕組分為甲硫醇、甲醇、丙烯醛和水；所述重組分為甲硫基丙醛的二聚物和三聚物。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的連續(xù)生產(chǎn)D，L-甲硫氨酸的方法，其特征在于:所述步驟(3)中，2-羥基-4-甲硫基丁腈與氨水溶液或者氨氣加入靜態(tài)混合反應(yīng)器I (6)中反應(yīng)，靜態(tài)混合反應(yīng)器(6)中的壓力控制在1.0~1.5MPa，溫度從40°C梯度升溫至85°C，反應(yīng)停留時間為 10 ~30min。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的連續(xù)生產(chǎn)D，L-甲硫氨酸的方法，其特征在于:所述的靜態(tài)混合反應(yīng)器II (8 )由第一級靜態(tài)混合反應(yīng)器(81)和第二級靜態(tài)混合反應(yīng)器(82 )串聯(lián)組成，所述的釜式反應(yīng)器(9)由第I級釜式反應(yīng)器(91)和第II級釜式反應(yīng)器(92)串聯(lián)組成，氣提塔I(7)的出料口與第一級靜態(tài)混合反應(yīng)器(81)的進料口相通，第二級靜態(tài)混合反應(yīng)器(82)進料口與第一級靜態(tài)混合反應(yīng)器(81)的出料口相通，第I級釜式反應(yīng)器(91)的進料口與第二級靜態(tài)混合反應(yīng)器(82)的出料口相通，第II級釜式反應(yīng)器(92)的進料口與第I級釜式反應(yīng)器(91)的出料口相通，氣提塔II (10)的進料口與第II級釜式反應(yīng)器(92)的出料口連通，所述步驟(4)中，將所述2-氨基-4-甲硫基丁腈溶液與碳酸氫鉀溶液依次通入第一級靜態(tài)混合反應(yīng)器(81)、第`二級靜態(tài)混合反應(yīng)器(82)、第I級釜式反應(yīng)器(91)和第II級釜式反應(yīng)器(92)中進行反應(yīng)，第一級靜態(tài)混合反應(yīng)器(81)中的壓力控制在1.0~2.0MPa,溫度從40°C梯度升溫至80°C，第二級靜態(tài)混合反應(yīng)器(82)中的壓力控制在1.0~2.0MPaJ^度從80°C梯度升溫至120°C，第I級釜式反應(yīng)器(91)中的溫度從120°C梯度升溫至140°C，第II級釜式反應(yīng)器(92)中的溫度從140°C梯度升溫至180°C。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的連續(xù)生產(chǎn)D，L-甲硫氨酸的方法，其特征在于:所述中和釜(11)由第一級中和釜(111)和第二級中和釜(112)串聯(lián)組成，氣提塔II (10)的出料口與第一級中和釜(111)的進料口相通，第二級中和釜(112)的進料口與第一級中和釜(111)的出料口相通；第二級中和釜(112)的出料口還與一洗滌釜(12)相連通，所述步驟(5)中，向第一級中和釜(111)和第二級中和釜(112)中通入二氧化碳，然后將步驟(4)中所得的D，L-甲硫氨酸鉀水溶液依次送入第一級中和釜(111)和第二級中和釜(112 )中進行中和反應(yīng)，第一級中和釜(111)和第二級中和釜(112)中溫度控制在0°C~40°C，中和后，D，L-甲硫氨酸從第二級中和釜(112)出料口出來進入到洗滌釜(12)中進行洗滌，得高純度D，L-甲硫氨酸，洗滌釜(12)中的溫度控制在0°C~40°C。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的連續(xù)生產(chǎn)D，L-甲硫氨酸的方法，其特征在于:所述D，L-甲硫氨酸生產(chǎn)裝置還包括低溫儲存罐(4)，所述低溫儲存罐(4) 一端與多級串聯(lián)釜式反應(yīng)器(3)的第一級釜式反應(yīng)器連通，另一端與靜態(tài)混合反應(yīng)器I (6)進料口連通，所述步驟(2)中，采出的產(chǎn)品進入低溫儲存罐(4)中，于0~15°C保存。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或8所述的連續(xù)生產(chǎn)D，L-甲硫氨酸的方法，其特征在于:所述D, L-甲硫氨酸生產(chǎn)裝置還包括焚燒爐(5 )，所述焚燒爐(5 )與多級串聯(lián)釜式反應(yīng)器(3 )的最后一級釜式反應(yīng)器連通，在所述步驟(2)中，從最后一級釜式反應(yīng)器排出的氣體進入焚燒爐(5)進行焚燒，焚燒的溫度在1200°C以上，焚燒氣體經(jīng)過堿液脫硫后排放。
10.連續(xù)生產(chǎn)D，L-甲硫氨酸的裝置，其特征在于，所述裝置包括氫氰酸合成塔(I)、酸塔(2)、四級串聯(lián)釜式反應(yīng)器、低溫儲存罐(4)、焚燒爐(5)、靜態(tài)混合反應(yīng)器I (6)、氣提塔I (7)、靜態(tài)混合反應(yīng)器II (8)、釜式反應(yīng)器(9)、氣提塔II (10)、中和釜(11)和洗滌釜(12);所述氫氰酸合成塔(I)的出氣口通過管道與酸塔(2)的進氣口連通；所述四級串聯(lián)釜式反應(yīng)器設(shè)有壓力及溫度調(diào)節(jié)輔助裝置，由第一級釜式反應(yīng)器(31)、第二級釜式反應(yīng)器(32)、第三級釜式反應(yīng)器(33)和第四級釜式反應(yīng)器(34)串聯(lián)組成，相鄰反應(yīng)器間通過氣流和物流管道連通；所述第一級釜式反應(yīng)器(31)的進氣口與酸塔(2 )的出氣口通過管道連通，且第一級釜式反應(yīng)器(31)的出料口與低溫儲存罐(4)的進料口通過管道連通；所述第四級釜式反應(yīng)器(34)的出氣口與焚燒爐(5)的進氣口通過管道連通；所述低溫儲存罐(4)的出料口與靜態(tài)混合反應(yīng)器I (6)進料口連通，靜態(tài)混合反應(yīng)器I (6)的出料口與氣提塔(7)的進料口相連通；所述的靜態(tài)混合反應(yīng)器II (8)由第一級靜態(tài)混合反應(yīng)器(81)和第二級靜態(tài)混合反應(yīng)器(82)串聯(lián)組成，所述的釜式反應(yīng)器(9)由第I級釜式反應(yīng)器(91)和第II級釜式反應(yīng)器(92)串聯(lián)組成，氣提塔I (7)的出料口與第一級靜態(tài)混合反應(yīng)器(81)的進料口相通，第二級靜態(tài)混合反應(yīng)器(82)進料口與第一級靜態(tài)混合反應(yīng)器(81)的出料口相通，第I級釜式反應(yīng)器(91)的進料口與第二級靜態(tài)混合反應(yīng)器(82)的出料口相通，第II級釜式反應(yīng)器(92)的進料口與第I級釜式反應(yīng)器(91)的出料口相通，氣提塔II (10)的進料口與第II級釜式反應(yīng)器(92)的出料口連通；所述中和釜(11)由第一級中和釜(111)和第二級中和釜(112 )串聯(lián)組成，氣提塔II (10 )的出料口與第一級中和釜(111)的進料口相通，第二級中和釜(112 )的進料口與第一級中和釜(111)的出料口相通；第二級中和釜(112 )的出料口與洗滌釜(12)相連通；所述靜態(tài)混合反應(yīng)器I (6)和靜態(tài)混合反應(yīng)器II (8)均設(shè)有壓力及溫度調(diào)節(jié)輔助裝置，所述中和釜(11)和洗滌`釜(12)內(nèi)設(shè)有溫度調(diào)節(jié)輔助裝置。
【文檔編號】C07C319/20GK103664719SQ201310722863
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年12月24日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月28日
【發(fā)明者】吳傳隆, 王用貴, 秦嶺, 楊帆, 朱麗利, 李歐 申請人:重慶紫光化工股份有限公司