CN106040001A - 一种蛋氨酸盐皂化液脱碳酸盐工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种蛋氨酸盐皂化液脱碳酸盐工艺，首先为确保双极膜进水水质中蛋氨酸盐浓度为7‑10wt％，对所述的蛋氨酸盐皂化液稀释0‑1.5倍，采用微孔过滤进行过滤，然后将皂化液依次进行双极膜处理，高温加热脱碳处理，对皂化液中碳酸盐脱除率可达70‑100％。本发明的实际优势：1.工艺组合合理，采用双极膜处理能有效控制将皂化液中碳酸盐转化成碳酸氢盐，同时还可以生成4‑8wt％的碱进行回用；采用高温加热脱碳处理，可以有效地将碳酸氢盐分解成CO2，达到脱碳效果。2.较高的碳酸盐脱除率，可以确保后续工艺中离子交换系统长期高效、稳定运行，提高蛋氨酸生产产能；3.大幅度减少离交系统副产物硫酸盐或盐酸盐的产生，同时减少碱消耗，实现清洁生产，降低运行成本。
Description
技术领域
本发明属于双极膜电渗析技术在化工领域中的应用，具体涉及一种蛋氨酸盐皂化液脱碳酸盐工艺技术。
背景技术
DL-蛋氨酸，分子式为C5H11NO2S，是构成蛋白质的基本单位之一，是必需氨基酸中唯一含有硫的氨基酸。它与生物体内各种含硫化合物的代谢密切相关。当缺乏蛋氨酸时，会引起食欲减退、生长减缓或不增加体重、肾脏肿大和肝脏铁堆积等现象，最后导致肝坏死或纤维化。它被广泛应用于食品工业、饲料工业、医药工业和化学工业。
2014年全球饲料产量增加，蛋氨酸整体供应稳定，需求增加，全球蛋氨酸产能约167万t，同比增长25.56％，增长主要来自亚洲地区。我国是世界第二大饲料生产国，据统计，2014年中国蛋氨酸进口量约14.89万t，其中固体蛋氨酸进口量为12.70万t，同比增长5.38％。
合成蛋氨酸的方法主要有提取法、蛋白质水解法、微生物法、合成法，其中以合成法为主，化学合成法是通过有机合成和化学工程相结合的技术制备蛋氨酸。具体工艺包括丙烯醛法和丙二酸酯法，而丙烯醛法可细分为氰醇法和海因法，其中海因法由于工艺流程简单，原料易得，布局合理、自动化程度高，市场上合成蛋氨酸以海因法为主。海因法制备蛋氨酸，最原始工艺是将海因水解得到的蛋氨酸盐皂化液通过添加浓硫酸或浓盐酸直接制备蛋氨酸，但是成本高，浓酸用量大，废水难处理。目前优化后工艺是通过采用离子交换树脂处理蛋氨酸盐皂化液得到蛋氨酸，但是由于海因水解后蛋氨酸盐皂化液中含有大量的碳酸盐，所以在后续离交过程中，依然存在以下问题：离子交换系统排气较多，运行不稳定、副产物硫酸盐或盐酸盐较多。
针对上述问题，目前主要有以下一些优化工艺：中国专利号CN104130169A、CN103922980A、CN103933861等均主要采用双极膜直接将蛋氨酸盐转化成蛋氨酸和碱。但是申请人经过研究发现依然存在以下问题：1.由于DL-蛋氨酸常温下溶解度较低，采用双极膜直接将蛋氨酸盐转化成蛋氨酸过程中，易结晶，膜片寿命短；2.双极膜运行过程中，酸室伴随着CO3 2-结合H+放出CO2，大量的气体存在容易造成膜表面电阻增大，容易烧膜，影响膜片寿命；3.为了降低结晶风险，需要对蛋氨酸盐皂化液进行较高倍数稀释，一般至少约为3-5倍，因此双极膜处理后得到的蛋氨酸浓度较低，需要继续蒸发浓缩，运行成本较高。
发明内容
本发明的目的在于：提供一种蛋氨酸盐皂化液脱碳酸盐工艺。首先，为确保双极膜进水水质中蛋氨酸盐浓度为7-10wt％，需对皂化液进行稀释，采用微孔过滤预处理，防止颗粒杂质进入双极膜系统，损坏膜片，其中微孔过滤孔径大小约为0-50um；其次，采用双极膜处理，以预处理工艺滤液为原水，过程中控制盐室pH为8.0-10.0，可有效控制皂化液中碳酸盐转化成碳酸氢盐；最后，采用高温加热脱碳处理，对双极膜盐室出水在100-150℃下加热10-30min，排出CO2。其中碳酸盐脱除率可达70-100％，可有效解决现有蛋氨酸生产工艺中离交系统排气问题，确保离交系统高效、稳定运行，提高蛋氨酸产能；同时，可有效减少离交系统副产物硫酸盐或盐酸盐的产生，实现清洁生产。为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种蛋氨酸盐皂化液脱碳酸盐工艺，它对蛋氨酸盐皂化液依次进行如下步骤处理：
1)对待处理的蛋氨酸盐皂化液进行稀释和过滤预处理；
2)利用双极膜系统对步骤1)处理后的蛋氨酸盐皂化液进行处理，使皂化液中碳酸盐转化成碳酸氢盐；
3)对步骤2)处理后的蛋氨酸盐皂化液进行高温加热脱碳处理。
在采用上述技术方案的基础上，本发明还可以采用以下进一步的技术方案：
作为优选，经过步骤1)中处理后的蛋氨酸盐皂化液中蛋氨酸盐浓度为7-10wt％，将其作为步骤2)中双极膜系统的进水。控制蛋氨酸盐皂化液中蛋氨酸盐浓度是本工艺的关键因素之一，申请人经过大量试验发现，当蛋氨酸盐浓度过高时，容易导致蛋氨酸盐在双极膜系统中结晶，导致膜片受损，后续工艺运行效率和寿命大大降低。但皂化液也不能过度稀释，否则会增加蒸发浓缩的成本。根据目前市场上蛋氨酸生产工艺物料情况，其中原水的稀释倍数约为0-1.5倍。在步骤2)中，双极膜系统以微孔过滤滤液为原水，双极膜盐室产生的H+结合CO3 2-形成HCO3 -，碱室产生的OH-结合皂化液中迁移至碱室的阳离子形成对应碱。
作为优选，所述的过滤预处理采用孔径大小为0-50um的微孔过滤。采用微孔过滤可防止机械杂质、固体大颗粒进入双极膜系统，损坏膜片。
作为优选，步骤2)采用双极膜处理过程中，控制盐室pH为8.0-10.0。盐室pH控制本工艺的关键因素之二，申请人经过大量试验发现，当盐室pH大于10.0时，碳酸盐转化率降低，导致最终蛋氨酸盐皂化液碳酸盐脱除率小于70％；当盐室pH小于8.0时，盐室容易产生CO2和结晶，影响双极膜系统运行。当控制盐室pH为8.0-10.0时，双极膜系统中可有效控制皂化液中的CO3 2-完全转化成HCO3 -而不产生CO2，同时也不产生蛋氨酸的结晶。
作为优选，步骤2)处理后，同时生成4-8wt％的碱，回用于海因水解工艺；同时，也可以对其继续浓缩得到20-50wt％的碱，回用于海因制备过程中原料氰酸盐的制备。
作为优选，双极膜采用的膜组件为板式膜组器，采用双极膜加阳膜的膜堆组合方式，膜材料具有优异的耐化学稳定性、抗污染性、高机械强度等，膜材料选自PE、PP、PS、PEEK、PVC、PES、PVDF中一种或两种。
作为优选，步骤(3)中，采用高温脱碳系统，加热温度为100-150℃，加热时间为10-30min。具体可采用高温反应釜对双极膜处理后的盐室皂化液进行高温加热，可有效控制皂化液中的碳酸氢盐完全分解，产生CO2，达到脱碳效果。
作为优选，双极膜系统采用连续进料方式，30-60％产水循环，其余连续外排进入高温加热脱碳系统脱除CO2。
采用以上组合的技术特征处理后，蛋氨酸盐皂化液中碳酸盐的脱除率约为70-100％，其对应皂化液中金属阳离子的脱除率约为50-65％，大大减少了后续离交系统副产物硫酸盐或盐酸盐的产生。
作为优选，第一次双极膜和高温脱碳处理之后，可重复进行1-3次步骤2)的双极膜处理和步骤3)的高温脱碳处理,提高碳酸盐脱除率。当后续工艺对碳酸盐的脱除率要求较高时,一般经过多次的重复处理,可达到接近100％的脱除率。由此可见，本发明的方法能够根据需要灵活地进行组合。
由于采用上述技术方案，本发明工艺提出了一种蛋氨酸盐皂化液脱碳酸盐工艺，其具有以下技术效果：
(1)、采用双极膜技术处理蛋氨酸盐皂化液，通过控制盐室pH为8.0-10.0，可有效控制碳酸盐转化成碳酸氢盐，而不产生CO2和结晶，双极膜运行稳定、使用寿命长。
(2)、采用高温加热脱碳技术，可有效将盐室蛋氨酸盐皂化液中生成的碳酸氢盐进行彻底分解，释放CO2，达到脱碳效果，其中可以利用工艺中多余能耗进行加热。
(3)、双极膜技术和高温加热脱碳技术工艺组合合理，采用连续进料方式，衔接度和灵活性非常高，在第一次双极膜处理和高温脱碳处理之后，重复进行1-3次双极膜处理和高温脱碳处理。
(4)、处理后蛋氨酸盐皂化液中碳酸盐脱除率可达70-100％，可有效解决离交系统排气问题，确保离交系统高效、稳定运行，提高蛋氨酸产能；同时，较高地碳酸盐脱除率，可有效减少蛋氨酸生产工艺中离交系统副产物硫酸盐或盐酸盐的产生，实现清洁生产。
附图说明
图1为本发明所涉及的双极膜作用原理示意图。
图2为本发明一种蛋氨酸盐皂化液脱碳酸盐工艺流程图。
具体实施方式
下面将结合附图2，对本发明的优选实施例进行详细的描述。
实施例1
蛋氨酸盐皂化液原水成分主要为15wt％的蛋氨酸钠，8wt％的碳酸钠，1ppm有机物，其余为水。参照附图2，首先为确保双极膜进水水质中蛋氨酸盐浓度要求，对皂化液进行稀释0.5倍，稀释后蛋氨酸钠皂化液成分主要为10wt％的蛋氨酸钠，5.3wt％的碳酸钠。然后采用5um的微孔滤袋对稀释后的皂化液进行过滤。
然后，滤液进入双极膜系统，盐室CO3 2-结合双极膜产生的H+形成HCO3 -，盐室皂化液中阳离子透过阳离子交换膜进入碱室，结合双极膜产生的OH-形成对应的碱。其中控制酸室pH为8.0，有效控制将CO3 2-完全转化成HCO3 -而不产生CO2，同时也不产生蛋氨酸结晶。双极膜碱室所产生的碱浓度约为7wt％，可以回用于海因水解工艺；也可以选择继续浓缩至50wt％，回用于海因制备过程中原料氰酸盐的制备。双极膜盐室产水30-60％回流至盐室储罐，其余进入高温加热脱碳系统。
最后，对双极膜处理后的盐室皂化液进行高温加热，加热温度为150℃，加热时间为10min，脱除CO2，达到脱碳效果。一次脱碳后的皂化液冷却至35℃后，重新进入双极膜系统和高温加热脱碳系统，第二次脱碳系统处理后蛋氨酸盐皂化液进入离交系统，制备蛋氨酸。
其中，蛋氨酸钠皂化液中碳酸钠去除率约为100％，对应钠离子去除率约为60％，从而副产物硫酸钠减产60％。
实施例2
蛋氨酸盐皂化液原水成分主要为16wt％的蛋氨酸钠，10wt％的碳酸钠，1ppm有机物，其余为水。参照附图2，首先为确保双极膜进水水质中蛋氨酸盐浓度要求，对皂化液进行稀释1.3倍，稀释后蛋氨酸钠皂化液成分主要为7wt％的蛋氨酸钠，4.3wt％的碳酸钠。然后采用5um的微孔滤袋对稀释后的皂化液进行过滤。
然后，滤液进入双极膜系统，盐室CO3 2-结合双极膜产生的H+形成HCO3 -，盐室皂化液中阳离子透过阳离子交换膜进入碱室，结合双极膜产生的OH-形成对应的碱。其中控制酸室pH为10.0，有效控制将CO3 2-完全转化成HCO3 -而不产生CO2，同时也不产生蛋氨酸结晶。双极膜碱室所产生的碱浓度约为7wt％，可以回用于海因水解工艺；也可以选择继续浓缩至50wt％，回用于海因制备过程中原料氰酸盐的制备。双极膜盐室产水30-60％回流至盐室储罐，其余进入高温加热脱碳系统。
最后，对双极膜处理后的盐室皂化液进行高温加热，加热温度为100℃，加热时间为30min，脱除CO2，达到脱碳效果。最终处理后蛋氨酸盐皂化液进入离交系统，制备蛋氨酸。
其中，蛋氨酸钠皂化液中碳酸钠去除率约为70％，对应钠离子去除率约为45％，从而副产物硫酸钠减产45％。
Claims (9)
1.一种蛋氨酸盐皂化液脱碳酸盐工艺，其特征在于它对蛋氨酸盐皂化液依次进行如下步骤处理：
1)对待处理的蛋氨酸盐皂化液进行稀释和过滤预处理；
2)利用双极膜系统对步骤1)处理后的蛋氨酸盐皂化液进行处理，使皂化液中碳酸盐转化成碳酸氢盐；
3)对步骤2)处理后的蛋氨酸盐皂化液进行高温加热脱碳处理。
2.如权利要求1所述的一种蛋氨酸盐皂化液脱碳酸盐工艺，其特征在于经过步骤1)中处理后的蛋氨酸盐皂化液中蛋氨酸盐浓度为7-10wt％。
3.如权利要求1所述的一种蛋氨酸盐皂化液脱碳酸盐工艺，其特征在于所述的过滤预处理采用孔径大小为0-50um的微孔过滤。
4.如权利要求1所述的一种蛋氨酸盐皂化液脱碳酸盐工艺，其特征在于步骤2)采用双极膜处理过程中，控制盐室pH为8.0-10.0。
5.如权利要求1所述的一种蛋氨酸盐皂化液脱碳酸盐工艺，其特征在于步骤2)处理后，同时生成4-8wt％的碱，回用于海因水解工艺或者对其继续浓缩得到20-50wt％的碱，回用于海因制备过程中原料氰酸盐的制备。
6.如权利要求1所述的一种蛋氨酸盐皂化液脱碳酸盐工艺，其特征在于双极膜采用的膜组件为板式膜组器，采用双极膜加阳膜的膜堆组合方式，膜材料选自PE、PP、PS、PEEK、PVC、PES、PVDF中一种或两种。
7.如权利要求1所述的一种蛋氨酸盐皂化液脱碳酸盐工艺，其特征在于步骤(3)中，采用高温脱碳系统，加热温度为100-150℃，加热时间为10-30min。
8.如权利要求1所述的一种蛋氨酸盐皂化液脱碳酸盐工艺，其特征在于双极膜系统采用连续进料方式，30-60％产水循环，其余连续外排进入高温加热脱碳系统脱除CO2。
9.如权利要求1所述的一种蛋氨酸盐皂化液脱碳酸盐工艺，其特征在于第一次双极膜和高温脱碳处理之后，可重复进行1-3次双极膜处理和高温脱碳处理。
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
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Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3917683A (en) * | 1970-05-08 | 1975-11-04 | Degussa | Process for the preparation of DL-methionine |
| FR2772026A1 (fr) * | 1997-12-05 | 1999-06-11 | Rhone Poulenc Nutrition Animal | Procede de preparation de la methionine ou de l'hydroxyanalogue |
| CN103922980A (zh) * | 2014-04-22 | 2014-07-16 | 中国科学技术大学 | 一种利用双极膜电渗析从蛋氨酸盐与碳酸盐的混合溶液中分离出蛋氨酸的方法 |
| CN103933861A (zh) * | 2013-08-02 | 2014-07-23 | 浙江赛特膜技术有限公司 | 一种双极膜电渗析制备蛋氨酸和氢氧化钠的方法 |
-
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- 2016-05-30 CN CN201610371362.0A patent/CN106040001B/zh active Active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3917683A (en) * | 1970-05-08 | 1975-11-04 | Degussa | Process for the preparation of DL-methionine |
| FR2772026A1 (fr) * | 1997-12-05 | 1999-06-11 | Rhone Poulenc Nutrition Animal | Procede de preparation de la methionine ou de l'hydroxyanalogue |
| CN103933861A (zh) * | 2013-08-02 | 2014-07-23 | 浙江赛特膜技术有限公司 | 一种双极膜电渗析制备蛋氨酸和氢氧化钠的方法 |
| CN103922980A (zh) * | 2014-04-22 | 2014-07-16 | 中国科学技术大学 | 一种利用双极膜电渗析从蛋氨酸盐与碳酸盐的混合溶液中分离出蛋氨酸的方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| CHENXIAO JIANG ET AL.: "Separation of methionine from the mixture with sodium carbonate using bipolar membrane electrodialysis", 《JOURNAL OF MEMBRANE SCIENCE》 * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109626671A (zh) * | 2019-01-10 | 2019-04-16 | 杭州蓝然环境技术股份有限公司 | 双膜集成装置及其处理弱酸盐废水的方法 |
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