阅读说明：本技术 甲硫氨酸的制造方法和制造设备 (The manufacturing method and manufacturing equipment of methionine ) 是由 大本宣仁 佐藤庆孝 森川正幸 古泉善行 山城直也 片上良辅 于 2018-04-27 设计创作，主要内容包括：本申请发明提供甲硫氨酸的制造方法,其特征在于,包括：在碱化合物的存在下将5-[2-(甲硫基)乙基]咪唑烷-2,4-二酮水解,得到包含甲硫氨酸的碱盐的反应液的步骤；通过向前述反应液导入二氧化碳,使甲硫氨酸析出,得到包含该甲硫氨酸的第1浆料的步骤；使前述第1浆料流入加压过滤机,由前述第1浆料得到固体甲硫氨酸和母液的步骤；和,从前述母液中回收二氧化碳的步骤。通过该制造方法,抑制了在析晶步骤中导入的二氧化碳从母液中释放,能够回收该二氧化碳。(The manufacturing method of the present application offer methionine characterized by comprising 5- [2- (methyl mercapto) ethyl] imidazolidine-2,4-dione is hydrolyzed in the presence of alkali cpd, obtains the step of including the reaction solution of the alkali salt of methionine；By methionine being precipitated to aforementioned reaction solution introducing carbon dioxide, the step of including 1 slurry of the methionine is obtained；The step of making aforementioned 1st slurry flow into pressing filter, solid methionine and mother liquor are obtained by aforementioned 1st slurry；With, from aforementioned mother liquor recycle carbon dioxide the step of.Pass through the manufacturing method, it is suppressed that the carbon dioxide imported in Devitrification step is discharged from mother liquor, can recycle the carbon dioxide.)

甲硫氨酸的制造方法和制造设备

技术领域

本专利申请要求基于日本专利申请2017-087751号(2017年4月27日提出申请)的巴黎公约规定的优先权和利益，通过在此引用，上述申请中记载的全部内容被并入本说明书中。

本发明涉及通过5-[2-(甲硫基)乙基]咪唑烷-2,4-二酮的水解反应而制造甲硫氨酸的方法。

背景技术

甲硫氨酸是无法在动物的体内合成的必需氨基酸的一种，被广泛用作动物用饲料添加剂，在工业上于化工厂中制造。

作为制造甲硫氨酸的方法，公开了包括通过向将5-[2-(甲硫基)乙基]咪唑烷-2,4-二酮水解而得到的反应液中导入二氧化碳从而析出甲硫氨酸的析晶步骤的方法(例如参照专利文献1)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2010-111641号公报。

发明内容

发明要解决的课题

上述的方法中，使甲硫氨酸析出后，进行过滤、倾析等固液分离，分离甲硫氨酸和母液。该母液中溶解有在析晶步骤中导入的二氧化碳，该二氧化碳在固液分离时形成气体而释放。可以认为，如果能够回收该二氧化碳并再循环，则能够削减甲硫氨酸制造时的成本，同时能够减少因二氧化碳释放至大气中而导致的环境负担。

本发明鉴于上述情况，目的在于提供能够由通过析晶步骤后的固液分离而分离得到的母液回收二氧化碳并再循环的甲硫氨酸的制造方法。

用于解决问题的手段

本发明人等进行了深入研究，结果发现，通过加压过滤机来进行析晶步骤后的固液分离，由此能够由所分离的母液回收二氧化碳。

本申请的发明包括以下的方式。

1.甲硫氨酸的制造方法(以下，本说明书中有时记作“本发明的甲硫氨酸的制造方法”)，其包括下述步骤(1)~(4)：(1)反应步骤：在碱化合物的存在下将5-[2-(甲硫基)乙基]咪唑烷-2,4-二酮水解，得到包含甲硫氨酸的碱盐的反应液的步骤；(2)析晶步骤：通过向前述反应液中导入二氧化碳，使甲硫氨酸析出，得到包含该甲硫氨酸的第1浆料的步骤；(3)固液分离步骤：使前述第1浆料流入加压过滤机中，由前述第1浆料得到前述固体甲硫氨酸和母液的步骤；和(4)二氧化碳回收步骤：由前述母液回收二氧化碳的步骤。

2.前述第1方式所述的甲硫氨酸的制造方法，其中，前述固液分离步骤包括第1固液分离步骤和第2固液分离步骤；前述第1固液分离步骤是使前述第1浆料流入加压过滤机，由前述第1浆料得到前述固体甲硫氨酸和前述母液的步骤；前述第2固液分离步骤是通过干燥或压滤机进一步降低第1固液分离步骤中得到的固体甲硫氨酸（例如，其饼、粉末）的含液率的步骤。

3.根据前述第2方式所述的甲硫氨酸的制造方法，其包括：将前述第1固液分离步骤中得到的固体甲硫氨酸(例如，其饼、粉末)和再浆化液(即，用于再浆化的液体)混合而制成第2浆料的再浆化步骤；前述第2固液分离步骤进行前述第2浆料的固液分离，得到与前述第1固液分离步骤中得到的固体甲硫氨酸相比含液率更低的固体甲硫氨酸。

4.根据第1至第3方式中任一项所述的甲硫氨酸的制造方法，其中，前述加压过滤机是连续式的加压过滤机。

5.甲硫氨酸的制造设备(以下，本说明书中有时记作“本发明的甲硫氨酸的制造设备”)，其具有：反应设备，其在碱化合物的存在下将5-[2-(甲硫基)乙基]咪唑烷-2,4-二酮水解，得到包含甲硫氨酸的碱盐的反应液；析晶设备，其通过向前述反应液中导入二氧化碳，使甲硫氨酸析出，得到包含该甲硫氨酸的第1浆料；加压过滤设备，其由前述第1浆料得到前述固体甲硫氨酸和母液；和，二氧化碳回收设备，其由前述母液回收二氧化碳。

6.根据第5方式所述的甲硫氨酸的制造设备，其在前述加压过滤设备的下游侧具有固液分离设备。

7.根据第5或第6方式所述的甲硫氨酸的制造设备，其中，前述加压过滤设备为连续式的加压过滤设备。

8.根据前述第1方式所述的甲硫氨酸的制造方法，其还包括：(5)将固液分离步骤中得到的甲硫氨酸干燥的步骤。

根据本申请的方法和装置，通过加压过滤机来进行析晶步骤后的固液分离，由此抑制了在析晶步骤中导入的二氧化碳从母液中释放，能够回收二氧化碳。通过将回收的二氧化碳再循环，能够削减甲硫氨酸制造时的成本，同时能够减少环境负担。

附图说明

图1是表示本申请的制造方法的实施方式所涉及的甲硫氨酸的制造方法的一例的流程图。

具体实施方式

以下，基于本申请的方法和装置的实施方式进行说明。但是，以下所示的实施方式例示出用于将本发明的技术思想具体化的甲硫氨酸的制造方法、和甲硫氨酸的制造设备，本发明不限于以下所述。

本说明书中，将5-[2-(甲硫基)乙基]咪唑烷-2,4-二酮用于原料，将其在碱化合物的存在下水解，由此得到以碱盐的形式含有甲硫氨酸的反应液(以下有时记作“本反应液”)[(1)反应步骤]。作为原料的5-[2-(甲硫基)乙基]咪唑烷-2,4-二酮的制备方法，可以举出例如通过使2-羟基-4-甲硫基丁腈与氨和二氧化碳、或碳酸铵反应而制备的方法。

作为碱化合物，可以举出例如氢氧化钾、氢氧化钠、碳酸钾、碳酸氢钾等，根据需要还可以使用这些中的2种以上。碱化合物的使用量相对于5-[2-(甲硫基)乙基]咪唑烷-2,4-二酮1摩尔，以钾或钠计，通常为2~10摩尔、优选为3~6摩尔。此外，水的使用量相对于5-[2-(甲硫基)乙基]咪唑烷-2,4-二酮1重量份，通常为2~20重量份。

反应步骤中进行的水解反应是搅拌式或非搅拌式，在连续式或间歇(分批)式的反应槽中进行。

该水解反应可以在以表压计0.5~1MPa左右的加压下，加热至150~200℃左右进行。反应时间通常为10分钟~24小时。

进行析晶步骤以从本反应液得到甲硫氨酸。析晶步骤中，通过向析晶设备内流入本反应液，向本反应液中导入二氧化碳，从而使甲硫氨酸析出，得到包含该甲硫氨酸的第1浆料[(2)析晶步骤]。

通过二氧化碳的导入而在本反应液中吸收二氧化碳，甲硫氨酸的碱盐形成游离的甲硫氨酸而析出。析晶步骤中的二氧化碳的导入可以在以表压计0.1~1.0MPa、优选为0.2~0.5MPa的加压下进行。析晶温度通常为 0~50℃、优选为10~30℃。此外，析晶时间只要大致设为本反应液被二氧化碳饱和、甲硫氨酸充分析出为止的时间即可，通常为10分钟~24小时。

使包含所析出的甲硫氨酸的第1浆料经受固液分离步骤。固液分离步骤中，进行使析晶步骤中得到的第1浆料流入加压过滤机，由该第1浆料得到固体甲硫氨酸(例如，其饼、粉末)和母液的操作[(3)固液分离步骤]。该母液中，溶解有在上述析晶步骤中在加压下导入的二氧化碳。固液分离步骤中，使用加压过滤机进行固液分离，以使得该二氧化碳不会形成气体而释放。作为加压过滤机，使用能够在密闭状态进行浆料的过滤的过滤机，作为所述加压过滤机，可以举出例如转鼓式加压过滤机、叶片(leaf)式加压过滤机、烛式加压过滤机、带压式压滤机、螺杆加压式压滤机和旋转加压式压滤机。此外，加压过滤机可以为连续式和间歇(分批)式中任一者，但为了提高生产率，优选为连续式的加压过滤机。

加压过滤机内的压力以表压计为0.1~1.0MPa、优选与析晶步骤中的压力相同、或其以上。过滤温度通常为0~50℃、优选为10~30℃。

固液分离步骤中得到的母液移送至二氧化碳回收设备的回收槽。该回收槽与加压过滤机内的压力相比为低压力、期望为大气压，因此溶解在母液中的二氧化碳形成气体而释放。该回收槽内密闭，因此已形成气体的二氧化碳被回收[(4)二氧化碳回收步骤]。回收的二氧化碳被再循环至甲硫氨酸的制造中的任意步骤。

二氧化碳回收设备的回收槽是所谓的闪蒸槽，只要能够分离气液，则结构没有特别限定。本实施方式的闪蒸槽从槽的侧面流入母液，在闪蒸槽的内部分离气液。流向闪蒸槽中的母液的流量没有限定，例如闪蒸槽的大小和个数根据浆料中的固体成分浓度和母液的流量而适当确定。

图1中，示出表示本申请的制造方法的实施方式所涉及的甲硫氨酸的制造方法的一例的流程图。如图1所示那样，本发明中的固液分离步骤可以包含第1固液分离步骤和第2固液分离步骤。在该情况下，第1固液分离步骤是使析晶步骤中得到的第1浆料流入加压过滤机，由该第1浆料得到固体甲硫氨酸和母液的步骤，第2固液分离步骤是降低固体甲硫氨酸的含液率的步骤。第1固分离步骤中，目的在于以二氧化碳气体不会从母液中释放的方式进行第1浆料的固液分离，第2固液分离步骤中，目的在于降低固体甲硫氨酸的含液率，在各自的步骤中，使用与目的相应的固液分离机，由此能够以高效率进行各自的步骤。此外，为了提高生产率，优选在第1固液分离步骤中使用连续式的加压过滤机。第1固液分离步骤使用连续式的加压过滤机而进行，其后，通过进行第2固液分离步骤，能够由母液回收二氧化碳气体，且能够提高生产率。

第2固液分离步骤中的固液分离通过过滤和倾析等而进行。本发明中，第2固液分离步骤中的固液分离优选通过离心分离而进行。第2固液分离步骤中，以固体甲硫氨酸的含液率达到1~25重量%的方式进行固液分离。

应予说明，本说明书中，“下游侧”是指本发明的甲硫氨酸的制造方法中的接近得到最终产品的步骤的一侧。

本发明可以包含将第1固液分离步骤中得到的甲硫氨酸和再浆化液混合而制成第2浆料的再浆化步骤。“再浆化”一般而言是指将浆料固液分离而得到的固体与液体混合从而再次制成浆料的状态的操作，作为该液体，使用该固体难以溶解的液体。本说明书中的“再浆化液”是指用于再浆化的液体。作为再浆化液，使用甲硫氨酸难以溶解的液体，优选使用甲硫氨酸的饱和水溶液。

在本发明包括再浆化步骤的情况下，第2固液分离步骤中，通过将再浆化步骤中得到的第2浆料进行固液分离，进一步降低固体甲硫氨酸的含液率。第2固液分离步骤通过上述的方法而进行。通过将第1固液分离步骤中得到的固体甲硫氨酸进行再浆化，减少了甲硫氨酸中包含的杂质的量。通过进一步降低含液率，能够进一步减少甲硫氨酸中包含的杂质量。

作为第2固液分离步骤，在不包括上述再浆化步骤的情况下，可以考虑将第1固液分离步骤中得到的固体甲硫氨酸直接降低含水率的方法。具体而言，通过干燥、或压滤机而去除固体甲硫氨酸中的液体。此时的压力如何均可，但在减压下实施的情况下能量效率良好的情况多。作为干燥方法，根据材料的搬运方法，有材料静置型、材料移送型、材料搅拌型、热风搬运型，作为用于干燥的换热方式，有对流换热式、导热换热式、辐射换热式、微波加热式等。此外，还有带压式压滤机、螺杆加压式压滤机或旋转加压式压滤机等压滤机等通过机械压力而减少含水率的方法。

固液分离步骤中得到的甲硫氨酸在干燥后制成最终产品。干燥在微减压下加热至50~120℃左右而进行。干燥时间通常为10分钟~24小时。

实施例

接着，示出本发明的实施例，但本发明不因此而受到限定。实施例中的重量份/hr表示每1小时的流量。

实施例1

在表压0.35MPa、25℃的条件下向本反应液中导入二氧化碳气体，由此使甲硫氨酸析出，得到包含所析出的甲硫氨酸的浆料。使该浆料在表压0.35MPa、25℃的条件下流入加压过滤机，通过利用过滤器的加压过滤，分离甲硫氨酸和母液。使该母液在表压0.35MPa、25℃的条件下，将流量设为118.3重量份/hr，流入闪蒸槽。母液中，相对于母液每118.3重量份溶解有18.3重量份的二氧化碳。在闪蒸槽内压力为表压0MPa(大气压)、25℃的条件下，从闪蒸槽中回收已形成气体的二氧化碳。二氧化碳回收量以气体流量计为14.5重量份/hr。此外，水分以0.2重量份/hr回收。