CN106748932A - 一种制备蛋氨酸的后处理方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种制备蛋氨酸的后处理方法及装置，所述的后处理方法包括过滤、酸化、气液分离、分离蛋氨酸、饱和状态的酸化柱再生处理步骤。所述分离蛋氨酸：采用电渗析分离装置或汽提塔或碱性树脂酸化装置分离。所述水解步骤：料液由酸化柱底部的物料管道口通入，连续经过3个串联的酸化柱；所述一种制备蛋氨酸的后处理装置，包括过滤装置、酸性树脂酸化装置、气液分离罐、蛋氨酸分离装置。本发明对蛋氨酸生产滤液的处理，不需要引入新的物质；能耗降低90%；可以将甲酸钾从滤液中拿出，滤液可进行有益循环；不产生含有低浓度甲酸的大量废水，降低环保压力。

Description

一种制备蛋氨酸的后处理方法及装置

技术领域

本发明属于化工产品的分离方法，涉及到一种制备蛋氨酸的后处理方法及装置，具体涉及到一种蛋氨酸抽出滤液的分离方法及专用装置。

背景技术

蛋氨酸是构成人体的必需氨基酸之一，参与蛋白质的合成，广泛用于医药、食品、饲料和化妆品等领域。蛋氨酸分子结构中含有一个甲基，对有毒物或药物进行甲基化而起到解毒的作用，可以用于防治慢性或急性肝炎、肝硬化等肝脏疾病。同时其中作为饲料添加剂的用量最大，研究表明通过动物饲料里添加蛋氨酸能够促进动物对营养的吸收，从而促进动物的快速成长，缩短饲养周期，增加瘦肉量。另外，D-蛋氨酸和L-蛋氨酸都可以被动物所吸收，所有化学合成法制备的DL-蛋氨酸可以直接使用不需要复杂的化学拆分。目前国内固体蛋氨酸需求量约14万吨/年，液体蛋氨酸需求量5万吨/年，我国的蛋氨酸几乎全部依靠进口，国内蛋氨酸产量远不能满足需求。

一般蛋氨酸的制备方法分为生物酶拆分法，微生物发酵法和化学合成法，鉴于工业化的生产和使用，化学合成法仍为市场主导。

公知的方式是将甲硫基丙醛与氢氰酸反应得到5-（2-甲硫基乙基）乙内酰脲，之后经过碳酸钾，碳酸氢钾，碳酸钠，碳酸氢钠，氢氧化钠等碱性溶液进行水解得到蛋氨酸盐和碳酸盐的混合溶液，之后再对蛋氨酸盐和碳酸盐的混合溶液进行酸化，得到蛋氨酸和盐，再经过离心机过滤，得到蛋氨酸产品和包含有碱金属碳酸氢盐、少许蛋氨酸和一些杂质的滤液。

为了节能环保考虑，目前在蛋氨酸的工业化大生产过程中，均将上述滤液循环利用。但是由于在蛋氨酸制备过程中有杂质的存在，比如蛋氨酸聚合物，甲硫基丙醛、丙烯酸、丙烯醛等中间体的聚合物，甲酸钾等，所以就必须将一定量的滤液从系统中抽出，也就是进行部分清洗，达到减少杂质积累的目的。然而，被清洗移出的滤液仍包含有价值的蛋氨酸和碱金属碳酸氢盐组分，如果不对其处理就直接排放，从经济和环保角度来讲都是不利的。同时在蛋氨酸生产过程中，在5-（2-甲硫基乙基）乙内酰脲合成工序的反应条件下，反应物中的HCN会和水反应生成氨气和甲酸，然后在水解的过程中与钾盐生成甲酸钾，甲酸钾随滤液的循环在系统中累积，影响5-（2-甲硫基乙基）乙内酰脲的碱性水解过程，降低反应效率。因此，从这个角度来看，滤液的部分抽出也是必要的。

对抽出的滤液进行后处理，有以下方法：

专利CN103922980公开了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，利用双极膜电渗析工艺从蛋氨酸盐与碳酸盐的混合溶液中分离出蛋氨酸，双极膜可以同时水解离生成氢氧根和氢离子，氢离子可以中和蛋氨酸盐和碳酸盐的混合溶液中的蛋氨酸根离子和碳酸根离子，生成蛋氨酸，产生的氢氧根可以与阳离子结合得到无机碱，滤出液也可以采用此方法进行处理。另有专利CN103933861、CN104130169、N105671587均通过电渗析的方法从蛋氨酸盐和碳酸盐的混合溶液中获取蛋氨酸和盐溶液。上述文献中处理滤液的方法其实为电解的方法，需要消耗大量电解质，同时蛋氨酸的生成伴随着电子的消耗，对于工业化大生产来说，上述专利中的方法每生成1mol蛋氨酸需要消耗等量的电子，需要大量电的消耗，同时，废水量巨大，从实际应用角度，电解方式处理是不可取的,并且在处理的过程中，没有将甲酸钾从废水中分离。

US4069251公开了一种蛋氨酸的连续生产方式，专利中使用二氧化碳在尽可能低的温度下饱和抽出滤液，同时使用2-3倍量的水溶性溶剂如甲醇和丙酮与之反应，从而分离蛋氨酸和碳酸氢盐。US4303621通过浓缩和冷却碳酸化抽出滤液的方法分离滤液中的蛋氨酸和碳酸盐，将滤液浓缩到至少每升含可滴定钾含量为120g，在二氧化碳压力为0.5-20的绝对压力下碳酸化，从而将蛋氨酸和钾以过滤的形式滤液中回收。CN1589259公开一种生产蛋氨酸的方法，其中从母液中分离和收集的滤液，向滤液中以每份重量滤液0.5-2份重量的量加入异丙醇，在冷却条件下二氧化碳以0.5-20kg/cm2G压力饱和滤液使蛋氨酸和碳酸氢钾沉淀并分离回收。CN1081183也公开一种处理滤液的方法，对已分离和收集的蛋氨酸的滤液进行热处理，以使滤液中的蛋氨酸二聚体水解生产蛋氨酸并向热处理的滤液中加入水溶性的溶剂，并用二氧化碳将热处理的滤液饱和从而使得蛋氨酸和碳酸氢钾沉淀，分离并收集。综上，这些处理滤液的方法的本质均是通过有机溶剂萃取分离出无机钾；由于萃取过程引入了新的有机溶剂，使得分离出的蛋氨酸中有新溶剂残留，纯度低，同时产生大量含甲酸和有机溶剂的废水，污染环境。

综上所述，现有技术中存在以下问题：

（1）对蛋氨酸生产滤液的处理，需要引入水溶性溶剂；

（2）对蛋氨酸生产滤液的处理，需要电解，消耗大量的电；

（3）对蛋氨酸生产滤液的处理，产生大量含有甲酸废水，排放后增加环保压力，且无法回收循环利用。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种制备蛋氨酸的后处理方法及装置，以实现以下发明目的：

（1）对蛋氨酸生产滤液的处理，不引入新的物质，同时，降低能耗；

（2）对蛋氨酸生产滤液的处理，将滤液中的甲酸浓缩分离，不产生含甲酸废水；

（3）对蛋氨酸生产滤液的处理，处理后的滤液可以循环利用。

为解决以上技术问题，本发明采取的技术方案如下：

一种制备蛋氨酸的后处理方法，所述的后处理方法包括过滤、酸化、气液分离、分离蛋氨酸、饱和状态的酸化柱再生处理步骤。

以下是对上述技术方案的进一步改进：

所述的分离蛋氨酸：采用电渗析分离装置分离，控制电流密度20-50mA/cm²，控制反应温度为20-50℃。

所述的分离蛋氨酸：采用汽提塔分离，料液从汽提塔5的底部入口进入，汽提塔内常压，温度控制在100-110℃。

所述的分离蛋氨酸：

采用碱性树脂脱酸装置6进行分离，料液流速控制在0.01-1cm/s，液体温度控制在50-70℃。

所述的气液分离步骤：物料从气液分离罐的顶部物料管道口送入气液分离罐，物料的温度为60-70℃、压力为常压、流速为0.01-1m/s；二氧化碳气体从气液分离罐的顶端出口排出，气液分离罐的底部出口得到蛋氨酸和甲酸钾混合溶液或者蛋氨酸和甲酸混合溶液；

所述的过滤步骤：采用微孔膜过滤，微孔膜的微孔大小为0.45-2μm，；

所述的饱和状态的酸化柱再生处理：

首先采用水洗脱饱和酸化柱残留的蛋氨酸，洗脱液送回微孔膜过滤装置，之后采用的洗液为5-20% 的硫酸溶液，洗脱时间为1-3小时；流出的洗脱液PH值为4时，达到洗脱终点；最后使用水进行清洗，清洗后的水循环利用。

料液由酸化柱底部的物料管道口通入，料液流速控制在0.01cm/s-1cm/s、料液温度60-70℃，连续经过3个串联的酸化柱，酸化柱的pH值达到6.0时酸化柱达到饱和状态；

所述酸化柱内填充的酸性树脂为大孔丙烯酸系带羧基树脂、苯乙烯系带羧基树脂、大孔丙烯酸系苯磺酸树脂、苯乙烯系苯磺酸树脂中的任意一种。

所述酸化柱内填充的酸性树脂为羧酸基弱酸性大孔树脂D113、丙烯酸系磺酸盐树脂D001、大孔强酸性树脂D002、大孔强酸性树脂D003中的任意一种。

一种制备蛋氨酸的后处理装置，包括过滤装置1、酸性树脂酸化装置2、气液分离罐3、蛋氨酸分离装置；所述的蛋氨酸分离装置为汽提塔5、电渗析装置4、碱性树脂酸化装置6中的任意一种。

所述酸性树脂酸化装置2：包括酸化柱，酸化柱的数量为多个，酸化柱的高度和直径的比值为1.5-5：1；酸化柱之间管道连接，所述管道通过三通阀门连接，可将任意三个酸化柱串联；

所述碱性树脂酸化装置6：包括碱性填充柱，所述碱性填充柱的数量为2个，所述碱性填充柱的高度和直径的比值均为1.5-5：1。

所述的过滤装置1：为微孔膜过滤装置，采用微孔膜结构，微孔大小为0.45-2μm；

所述气液分离罐3：包含有除沫器，除沫器安装在气液分离罐筒体靠近封头的位置，处于筒体最大直径处。

与现有技术相比，本发明有益的效果是：

（1）本发明对蛋氨酸生产滤液的处理，不需要引入新的物质；

（2）本发明对蛋氨酸生产滤液的处理，相对于电解处理方式，能耗降低90%；

（3）本发明对蛋氨酸生产滤液的处理，不产生含有低浓度甲酸的大量废水，降低环保压力；

（4）本发明对蛋氨酸生产滤液的处理，蛋氨酸、钾金属回收率高；

（5）本发明对蛋氨酸生产滤液的处理，提取出了滤液中的甲酸，因此，滤液处理后可回到蛋氨酸生产中循环利用；

（6）本发明对蛋氨酸生产滤液的处理，采用酸性树脂在洗脱过程中获得硫酸钾产品，硫酸钾价值高，可以增加企业经济收入。

附图说明

图1-实施例1和2中一种制备蛋氨酸的后处理装置的结构示意图；

图2-实施例3中一种制备蛋氨酸的后处理装置的结构示意图；

图3-实施例4中一种制备蛋氨酸的后处理装置的结构示意图；

图中：

1-微孔膜过滤装置，2-酸性树脂酸化装置，3-气液分离罐，4-电渗析装置，5-汽提塔，6-碱性树脂酸化装置，7-第一酸化柱，8-第二酸化柱，9-第三酸化柱，10-第四酸化柱，11-第一碱性填充柱，12-第二碱性填充柱。

具体实施方式

以下对本发明的优选实施例进行说明，应该理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1 一种制备蛋氨酸的后处理装置

一种制备蛋氨酸的后处理装置包括微孔膜过滤装置1、酸性树脂酸化装置2、气液分离罐3、电渗析装置4；微孔膜过滤装置1、酸性树脂酸化装置2、气液分离罐3、电渗析装置4之间通过管道连接；

所述微孔膜过滤装置1：采用微孔膜结构，微孔大小为0.45-2μm；

所述酸性树脂酸化装置2：包括酸化柱，酸化柱的数量为4个，即第一酸化柱7、第二酸化柱8、第三酸化柱9、第四酸化柱10，四个酸化柱之间的管道通过三通阀门连接，通过阀门控制可将其中的任意三个酸化柱串联；

所述第一酸化柱7、第二酸化柱8、第三酸化柱9、第四酸化柱10的结构一致，高度和直径的比值均为1.5-5：1；

所述第一酸化柱7、第二酸化柱8、第三酸化柱9、第四酸化柱10内均填充有弱酸性树脂；所述弱酸性树脂为：羧酸基弱酸性大孔树脂；

所述第一酸化柱7、第二酸化柱8、第三酸化柱9、第四酸化柱10：任一酸化柱底部设置有2个管道口，分别为物料管道口和洗液进口；物料管道口可以为物料进口或出口；

所述第一酸化柱7、第二酸化柱8、第三酸化柱9、第四酸化柱10：任一柱子顶部设置有2个管道口，分别为物料管道口和洗液出口；物料管道口可以为物料进口或出口；

所述气液分离罐3：包含有除沫器，除沫器安装在气液分离罐筒体靠近封头的位置，处于筒体最大直径处。

实施例2 一种制备蛋氨酸的后处理装置

一种制备蛋氨酸的后处理装置包括微孔膜过滤装置1、酸性树脂酸化装置2、气液分离罐3、电渗析装置4；微孔膜过滤装置1、酸性树脂酸化装置2、气液分离罐3、电渗析装置4之间通过管道连接；

所述微孔膜过滤装置1：采用微孔膜结构，微孔大小为0.45-2μm；

所述酸性树脂酸化装置2：包括酸化柱，酸化柱的数量为4个，即包括第一酸化柱7、第二酸化柱8、第三酸化柱9、第四酸化柱10，四个酸化柱之间的管道通过三通阀门连接，通过阀门控制可将其中的任意三个酸化柱串联；

所述第一酸化柱7、第二酸化柱8、第三酸化柱9、第四酸化柱10的结构一致，高度和直径的比值均为1.5-5：1；

所述第一酸化柱7、第二酸化柱8、第三酸化柱9、第四酸化柱10内均填充有强酸性树脂；所述强酸性树脂为：丙烯酸系磺酸盐树脂；

所述第一酸化柱7、第二酸化柱8、第三酸化柱9、第四酸化柱10：任一酸化柱底部设置有2个管道口，分别为物料管道口和洗液进口；物料管道口可以为物料进口或出口；

所述第一酸化柱7、第二酸化柱8、第三酸化柱9、第四酸化柱10：任一柱子顶部设置有2个管道口，分别为物料管道口和洗液出口；物料管道口可以为物料进口或出口；

所述气液分离罐3：包含有除沫器，除沫器安装在气液分离罐筒体靠近封头的位置，处于筒体最大直径处。

实施例3一种制备蛋氨酸的后处理装置

一种制备蛋氨酸的后处理装置包括微孔膜过滤装置1、酸性树脂酸化装置2、气液分离罐3、汽提塔5；微孔膜过滤装置1、酸性树脂酸化装置2、气液分离罐3、汽提塔5之间通过管道连接；

所述微孔膜过滤装置1：采用微孔膜结构，微孔大小为0.45-2μm；

所述酸性树脂酸化装置2：包括酸化柱，酸化柱的数量为4个，即包括第一酸化柱7、第二酸化柱8、第三酸化柱9、第四酸化柱10，四个柱子之间的管道通过三通阀门连接，通过阀门控制可将其中的任意三个柱子串联；

所述第一酸化柱7、第二酸化柱8、第三酸化柱9、第四酸化柱10的结构一致，高度和直径的比值均为1.5-5：1；

所述第一酸化柱7、第二酸化柱8、第三酸化柱9、第四酸化柱10内均填充有酸性树脂；所述酸性树脂为：强酸性树脂，具体为丙烯酸系磺酸盐树脂；

所述第一酸化柱7、第二酸化柱8、第三酸化柱9、第四酸化柱10：任一酸化柱底部设置有2个管道口，分别为物料管道口和洗液进口；物料管道口可以为物料进口或出口；

所述第一酸化柱7、第二酸化柱8、第三酸化柱9、第四酸化柱10：任一酸化柱顶部设置有2个管道口，分别为物料管道口和洗液出口；物料管道口可以为物料进口或出口；

所述气液分离罐3：包含有除沫器，除沫器安装在气液分离罐筒体靠近封头的位置，处于筒体最大直径处。

实施例4一种制备蛋氨酸的后处理装置

一种制备蛋氨酸的后处理装置包括微孔膜过滤装置1、酸性树脂酸化装置2、气液分离罐3、碱性树脂酸化装置6；微孔膜过滤装置1、酸性树脂酸化装置2、气液分离罐3、碱性树脂酸化装置6之间通过管道连接；

所述微孔膜过滤装置1：采用微孔膜结构，微孔大小为0.45-2μm；

所述酸性树脂酸化装置2：包括酸化柱，酸化柱的数量为4个，即包括第一酸化柱7、第二酸化柱8、第三酸化柱9、第四酸化柱10，四个柱子之间的管道通过三通阀门连接，通过阀门控制可将其中的任意三个柱子串联；

所述第一酸化柱7、第二酸化柱8、第三酸化柱9、第四酸化柱10的结构一致，高度和直径的比值均为1.5-5：1；

所述第一酸化柱7、第二酸化柱8、第三酸化柱9、第四酸化柱10内均填充有酸性树脂；所述酸性树脂为：强酸性树脂，具体为丙烯酸系磺酸盐树脂；

所述第一酸化柱7、第二酸化柱8、第三酸化柱9、第四酸化柱10：任一柱子底部设置有2个管道口，分别为物料管道口和洗液进口；物料管道口可以为物料进口或出口；

所述第一酸化柱7、第二酸化柱8、第三酸化柱9、第四酸化柱10：任一柱子顶部设置有2个管道口，分别为物料管道口和洗液出口；物料管道口可以为物料进口或出口；

所述碱性树脂脱酸装置6：包括第一碱性填充柱11、第二碱性填充柱12，任意一只碱性填充柱处于使用状态时，另外一只碱性填充柱备用；

所述第一碱性填充柱11和第二碱性填充柱12的结构一致，第一碱性填充柱11和第二碱性填充柱12的底部均设置有两个管道口，分别为物料进口和洗液进口；

所述第一碱性填充柱11和第二碱性填充柱12的顶部均设置有两个管道口，分别为物料出口和洗液出口；

所述第一碱性填充柱11和第二碱性填充柱12：高度和直径的比值均为1.5-5：1。

实施例5 一种制备蛋氨酸的后处理方法

蛋氨酸连续生产过程中，甲硫基丙醛与氢氰酸反应得到5-（2-甲硫基乙基）乙内酰脲，之后经过碳酸钾，碳酸氢钾，碳酸钠，碳酸氢钠，氢氧化钠等碱性溶液进行水解得到蛋氨酸盐和碳酸盐的混合溶液，之后再对蛋氨酸盐和碳酸盐的混合溶液进行酸化，得到蛋氨酸和盐，再经过离心机过滤，得到蛋氨酸产品和滤液；

为保证正常生产，需从上述滤液中抽出一部分滤液，为第一滤液，约占滤液总质量的10%左右；剩余滤液，为第二滤液，可以继续到蛋氨酸生产的循环中去；第一滤液和第二滤液所含物质均相同，即滤液包括蛋氨酸聚合物0.1-0.5%，甲硫基丙醛、丙烯酸、丙烯醛等中间体的聚合物0.18%-0.225%，蛋氨酸2%-8%，碱金属碳酸氢盐10%-30%，甲酸钾0.1%-6%；

本发明所述蛋氨酸的后处理，是对第一滤液进行处理；

第一滤液包括：蛋氨酸聚合物0.4% ，甲硫基丙醛、丙烯酸和丙烯醛聚合物 0.21%，蛋氨酸5.6%，碱金属碳酸氢盐13.4%，甲酸钾4.75%。

本实施例采用实施例1的装置对上述第一滤液进行以下处理：

（1）过滤

将第一滤液以1000kg/h的流量通过0.45μm的微孔膜过滤装置1，去除蛋氨酸聚合物和中间体聚合物等杂质，得到包含蛋氨酸6.8%、碳酸氢钾15%、甲酸钾5%的混合料液。

（2）酸化

将上述混合料液输送到酸性树脂酸化装置2，酸性树脂酸化装置2的第一酸化柱7、第二酸化柱8、第三酸化柱9、第四酸化柱10中均填充羧酸基弱酸性大孔树脂D113；

通过阀门控制将第一酸化柱7、第二酸化柱8、第三酸化柱9串联，料液由酸性树脂酸化装置2的第一酸化柱7底部的物料管道口通入，料液经过第一酸化柱7，从第一酸化柱7顶部的物料管道口流出，流入第二酸化柱8顶部的物料管道口，料液经过第二酸化柱8，从第二酸化柱8底部的物料管道口流出，流入第三酸化柱9底部的物料管道口，料液经过第三酸化柱9，从第三酸化柱9顶部的物料管道口流出；

料液进入酸化柱后，通过树脂层的流速控制在0.01cm/s-1cm/s、温度60-70℃。

当第一酸化柱7的PH值达到6.0时，第一酸化柱7呈饱和状态，将第一酸化柱7再生处理；

通过阀门控制将第二酸化柱8、第三酸化柱9、第四酸化柱10串联，料液由酸性树脂酸化装置2的第二酸化柱8底部的物料管道口通入，料液经过第二酸化柱8，从第二酸化柱8顶部的物料管道口流出，流入第三酸化柱9顶部的物料管道口，料液经过第三酸化柱9，从第三酸化柱9底部的物料管道口流出，流入第四酸化柱10底部的物料管道口，料液经过第四酸化柱10，从第四酸化柱10顶部的物料管道口流出；

反应后，得到包含蛋氨酸10.7%、二氧化碳7.28%和甲酸钾5.35%的混合物料。

（3）气液分离

将上述混合物料由第三酸化柱9和第四酸化柱10的顶部物料管道口送入气液分离罐3，物料的温度为60-70℃、压力为常压、流速为0.1-1m/s；

二氧化碳气体从气液分离罐3的顶端出口排出，气液分离罐3的底部出口得到蛋氨酸和甲酸钾混合溶液。

（4）分离蛋氨酸

蛋氨酸和甲酸钾混合溶液从气液分离罐3的底部出口送入电渗析装置4，经过电渗析装置4电渗析后，电流密度20-50mA/cm²，反应温度20-30℃；得到24.5%的甲酸钾浓缩液和22.5%的蛋氨酸溶液；

甲酸钾浓缩液送去生化处理，蛋氨酸溶液回收循环利用。

（5）饱和状态的酸化柱再生处理

将水通入饱和状态的第一酸化柱7，进行清洗，清洗时间为1小时，得到含有蛋氨酸的水溶液，送回微孔膜过滤装置1循环利用；

然后，将洗液通入饱和状态的第一酸化柱7，从第一酸化柱7的洗液进口进入，进行对第一酸化柱7的洗脱，所述洗液为5%的硫酸溶液，洗脱时间为3小时；

洗脱液由第一酸化柱7的洗液出口流出，流出的洗脱液PH值为4时，达到洗脱终点；得到的洗脱液为硫酸钾溶液，送入硫酸钾储罐，结晶后得到硫酸钾产品；

最后再将水通入第一酸化柱，清洗到水无浑浊为止，清洗后的水循环利用。

钾金属的回收率为：98.8%；

蛋氨酸的回收率为：98.6%；

甲酸的提取率为：89.3%；

以上百分数均为质量百分数。

实施例6 一种制备蛋氨酸的后处理方法

第一滤液包括：蛋氨酸聚合物0.45% ，甲硫基丙醛、丙烯酸和丙烯醛聚合物 0.18%、，蛋氨酸5%，碱金属碳酸氢盐15%，甲酸钾4.9%。

第一滤液的来源与实施例5相同，本实施例采用实施例2的装置对第一滤液进行以下处理：

（1）过滤

将第一滤液以1000kg/h的流量通过0.45μm的微孔膜过滤装置1，去除蛋氨酸聚合物和中间体聚合物等杂质，得到包含蛋氨酸6.5%、碳酸氢钾18.5%，甲酸钾5.8%的混合料液。

（2）酸化

将上述混合料液输送到酸性树脂酸化装置2，酸性树脂酸化装置2的第一酸化柱7、第二酸化柱8、第三酸化柱9、第四酸化柱10中均填充丙烯酸系树脂D003；

通过阀门控制将第一酸化柱7、第二酸化柱8、第三酸化柱9串联，料液由酸性树脂酸化装置2的第一酸化柱7底部的物料管道口通入，料液经过第一酸化柱7，从第一酸化柱7顶部的物料管道口流出，流入第二酸化柱8顶部的物料管道口，料液经过第二酸化柱8，从第二酸化柱8底部的物料管道口流出，流入第三酸化柱9底部的物料管道口，料液经过第三酸化柱9，从第三酸化柱9顶部的物料管道口流出；

当第一酸化柱7的PH值达到6.0时第一酸化柱7呈饱和状态，将第一酸化柱7再生处理；

通过阀门控制，将第二酸化柱8、第三酸化柱9、第四酸化柱10串联，料液由酸性树脂酸化装置2的第二酸化柱8底部的物料管道口通入，料液经过第二酸化柱8，从第二酸化柱8顶部的物料管道口流出，流入第三酸化柱9顶部的物料管道口，料液经过第三酸化柱9，从第三酸化柱9底部的物料管道口流出，流入第四酸化柱10底部的物料管道口，料液经过第四酸化柱10，从第四酸化柱10顶部的物料管道口流出；

反应后，得到包含蛋氨酸7.28%、二氧化碳9.08%和甲酸6.47%的混合物料。

（3）气液分离

将上述混合物料由第三酸化柱9和第四酸化柱10的顶部物料管道口送入气液分离罐3，二氧化碳气体从气液分离罐3的顶端排出，气液分离罐3的底部得到蛋氨酸和甲酸钾混合溶液。

（4）分离蛋氨酸

蛋氨酸和甲酸钾混合溶液从气液分离罐3的底部送入电渗析装置4，经过电渗析装置4电渗析后，电流密度20-50mA/cm²，反应温度20-30℃；

得到23.5%的甲酸浓缩液和21.5%蛋氨酸溶液；

甲酸浓缩液送去生化处理，蛋氨酸溶液回收循环利用。

（5）饱和状态的酸化柱再生处理

将水通入饱和状态的第一酸化柱7，进行清洗，清洗时间为1小时，洗脱液为含有蛋氨酸的水溶液，送回微孔膜过滤装置1循环利用；

然后，将洗液由第一酸化柱7的洗液进口进入，进行对第一酸化柱7的洗脱，所述洗液为5%的硫酸溶液，洗脱时间为3小时，流出的洗脱液PH值到4时，达到洗脱终点；

得到洗脱液为硫酸钾溶液，洗脱液由第一酸化柱7的洗液出口流出，送入硫酸钾储罐，结晶后得到硫酸钾产品；

最后再将水通入第一酸化柱，清洗到水无浑浊为止，清洗后的水循环利用。

钾金属的回收率为：99.5%；

蛋氨酸的回收率为：98.5%；

甲酸的提取率为：88.6%；

以上百分数均为质量百分数。

实施例7 一种制备蛋氨酸的后处理方法

第一滤液包括：蛋氨酸聚合物0.48% ，甲硫基丙醛、丙烯酸和丙烯醛聚合物 0.225%、蛋氨酸5.1%，碱金属碳酸氢盐28.9%，甲酸钾5.6%。

第一滤液的来源与实施例5相同，本实施例采用实施例3的装置对第一滤液进行以下处理：

（1）过滤

将第一滤液以1000kg/h的流量通过0.45μm的微孔膜过滤装置1，去除蛋氨酸聚合物和中间体聚合物等杂质，得到包含蛋氨酸7.5%、碳酸氢钾29.8%，甲酸钾5.8%的混合料液。

（2）酸化

将上述混合料液输送到酸性树脂酸化装置2，酸性树脂酸化装置2的第一酸化柱7、第二酸化柱8、第三酸化柱9、第四酸化柱10中均填充大孔强酸性树脂D002；

通过阀门控制将第一酸化柱7、第二酸化柱8、第三酸化柱9串联，料液由酸性树脂酸化装置2的第一酸化柱7底部的物料管道口通入，料液经过第一酸化柱7，从第一酸化柱7顶部的物料管道口流出，流入第二酸化柱8顶部的物料管道口，料液经过第二酸化柱8，从第二酸化柱8底部的物料管道口流出，流入第三酸化柱9底部的物料管道口，料液经过第三酸化柱9，从第三酸化柱9顶部的物料管道口流出；

当第一酸化柱7的PH值达到6.0时第一酸化柱7呈饱和状态，第一酸化柱7再生处理；

通过阀门控制，将第二酸化柱8、第三酸化柱9、第四酸化柱10串联，料液由酸性树脂酸化装置2的第二酸化柱8底部的物料管道口通入，料液经过第二酸化柱8，从第二酸化柱8顶部的物料管道口流出，流入第三酸化柱9顶部的物料管道口，料液经过第三酸化柱9，从第三酸化柱9底部的物料管道口流出，流入第四酸化柱10底部的物料管道口，料液经过第四酸化柱10，从第四酸化柱10顶部的物料管道口流出；

反应后，得到包含蛋氨酸8.4%，二氧化碳16%和甲酸9.5%的混合物料。

（3）气液分离

将上述混合物料由第三酸化柱9和第四酸化柱10的顶部物料管道口送入气液分离罐3，二氧化碳气体从气液分离罐3的顶端排出，蛋氨酸和甲酸混合溶液从气液分离罐3的底部送入汽提塔5。

（4）分离蛋氨酸

蛋氨酸和甲酸混合溶液从汽提塔5的底部入口进入，在汽提塔5的顶部出口得到28%的甲酸浓缩液，汽提塔内常压，温度控制在100-110℃；底部出口得到22.6%蛋氨酸溶液；

24.3%甲酸浓缩液送去生化处理，蛋氨酸溶液回收循环利用。

（5）饱和状态的酸化柱再生处理

将水通入饱和状态的第一酸化柱7，进行清洗，清洗时间为1小时，得到含有蛋氨酸的水溶液，送回微孔膜过滤装置1循环利用；

然后，将洗液通入饱和状态的第一酸化柱7，从第一酸化柱7的洗液进口进入，进行对第一酸化柱7的洗脱，所述洗液为20%的硫酸溶液，洗脱时间为1小时；

洗脱液由第一酸化柱7的洗液出口流出，流出的洗脱液PH值为4时，达到洗脱终点；得到的洗脱液为硫酸钾溶液，送入硫酸钾储罐，结晶后得到硫酸钾产品；

最后再将水通入第一酸化柱，清洗到水无浑浊为止，清洗后的水循环利用。

钾金属的回收率为：98.9%；

蛋氨酸的回收率为：98.6%；

甲酸的提取率为：88.8%；

以上百分数均为质量百分数。

实施例8一种制备蛋氨酸的后处理方法

第一滤液包括：蛋氨酸聚合物0.13% ，甲硫基丙醛、丙烯酸和丙烯醛聚合物 0.219%，蛋氨酸2.15%，碱金属碳酸氢盐22.8%，甲酸钾0.31%。

第一滤液的来源与实施例5相同，本实施例采用实施例4的装置对第一滤液进行以下处理：

（1）过滤

将第一滤液以1000kg/h的流量通过0.45μm的微孔膜过滤装置1，去除蛋氨酸聚合物和中间体聚合物等杂质，得到包含蛋氨酸3.5%、碳酸氢钾25.5%，甲酸钾0.4%的混合料液。

（2）酸化

将上述混合料液输送到酸性树脂酸化装置2，酸性树脂酸化装置2的第一酸化柱7、第二酸化柱8、第三酸化柱9、第四酸化柱10中均填充大孔强酸性树脂D001；

通过阀门控制将第一酸化柱7、第二酸化柱8、第三酸化柱9串联，料液由酸性树脂酸化装置2的第一酸化柱7底部的物料管道口通入，料液经过第一酸化柱7，从第一酸化柱7顶部的物料管道口流出，流入第二酸化柱8顶部的物料管道口，料液经过第二酸化柱8，从第二酸化柱8底部的物料管道口流出，流入第三酸化柱9底部的物料管道口，料液经过第三酸化柱9，从第三酸化柱9顶部的物料管道口流出；

当第一酸化柱7的PH值达到6.0时，第一酸化柱7呈饱和状态，将第一酸化柱7再生处理；

通过阀门控制将第二酸化柱8、第三酸化柱9、第四酸化柱10串联，料液由酸性树脂酸化装置2的第二酸化柱8底部的物料管道口通入，料液经过第二酸化柱8，从第二酸化柱8顶部的物料管道口流出，流入第三酸化柱9顶部的物料管道口，料液经过第三酸化柱9，从第三酸化柱9底部的物料管道口流出，流入第四酸化柱10底部的物料管道口，料液经过第四酸化柱10，从第四酸化柱10顶部的物料管道口流出；

反应后，得到包含蛋氨酸6.8%，二氧化碳11.8%和甲酸0.42%的混合物料。

（3）气液分离

将上述混合物料由第三酸化柱9和第四酸化柱10的顶部物料管道口送入气液分离罐3，

气液分离罐3内控制常压，物料流速为0.01-0.5m/s；二氧化碳气体从气液分离罐3的顶端排出，蛋氨酸和甲酸混合溶液从气液分离罐3的底部送入碱性树脂酸化装置6。

（4）分离蛋氨酸

蛋氨酸和甲酸混合溶液从碱性树脂酸化装置6的第一碱性填充柱11底部的物料管道口进入；从碱性树脂酸化装置6的第一碱性填充柱11顶部物料管道口流出；

蛋氨酸和甲酸混合溶液的流速是0.01-1cm/s，液体温度控制在50-70℃；

第一碱性填充柱11和第二碱性填充柱12内填充：强碱性大孔树脂D201；

当碱性树脂脱酸装置6的第一碱性填充柱11的pH值稳定在4.0不再上升时，第一碱性填充柱11进入再生处理；

蛋氨酸和甲酸混合溶液切换进碱性树脂脱酸装置6的第二碱性填充柱12，从第二碱性填充柱12底部的物料管道口进入，从第二碱性填充柱12顶部的物料管道口流出；

得到的23.6%的蛋氨酸溶液；

上述浓度为23.6%的蛋氨酸溶液回收循环利用。

（5）饱和状态的碱性填充柱再生处理

向饱和状态的第一碱性填充柱11底部的洗液进口通入5% 的氨水，进行再生处理，从碱性树脂脱酸装置6的第一碱性填充柱11顶部的物料管道口流出得到的溶液,浓度为15%的甲酸铵溶液，送去生化处理。

（6）饱和状态的酸化柱再生处理

将水通入饱和状态的第一酸化柱7，进行清洗，清洗时间为1小时，得到含有蛋氨酸的水溶液，送回微孔膜过滤装置1循环利用；

然后，将洗液通入饱和状态的第一酸化柱7，从第一酸化柱7的洗液进口进入，进行对第一酸化柱7的洗脱，所述洗液为20% 的硫酸溶液，洗脱时间为1小时；

洗脱液由第一酸化柱7的洗液出口流出，流出的洗脱液PH值为4时，达到洗脱终点；得到洗脱液为硫酸钾溶液，送入硫酸钾储罐，结晶后得到硫酸钾产品；最后再将水通入第一酸化柱，清洗到水无浑浊为止，清洗后的水循环利用。

钾金属的回收率为：99.1%；

蛋氨酸的回收率为：98.3%；

甲酸的提取率为：85.6%；

以上百分数均为质量百分数。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种制备蛋氨酸的后处理方法，其特征在于：所述的后处理方法包括过滤、酸化、气液分离、分离蛋氨酸、饱和状态的酸化柱再生处理步骤。

2.根据权利要求1所述的一种制备蛋氨酸的后处理方法，其特征在于：所述的分离蛋氨酸：采用电渗析分离装置分离，控制电流密度20-50mA/cm²，控制反应温度为20-50℃。

3.根据权利要求1所述的一种制备蛋氨酸的后处理方法，其特征在于：所述的分离蛋氨酸：采用汽提塔分离，料液从汽提塔（5）的底部入口进入，汽提塔内常压，温度控制在100-110℃。

4.根据权利要求1所述的一种制备蛋氨酸的后处理方法，其特征在于：所述的分离蛋氨酸：

采用碱性树脂脱酸装置（6）进行分离，料液流速控制在0.01-1cm/s，液体温度控制在50-70℃。

5.根据权利要求1所述的一种制备蛋氨酸的后处理方法，其特征在于：所述的气液分离步骤：物料从气液分离罐的顶部物料管道口送入气液分离罐，物料的温度为60-70℃、压力为常压、流速为0.01-1m/s；二氧化碳气体从气液分离罐的顶端出口排出，气液分离罐的底部出口得到蛋氨酸和甲酸钾或者甲酸混合溶液；

所述的过滤步骤：采用微孔膜过滤，微孔膜的微孔大小为0.45-2μm；

所述的饱和状态的酸化柱再生处理：首先采用水洗脱饱和酸化柱残留的蛋氨酸，洗脱液送回过滤装置，之后采用的洗液为5-20% 的硫酸溶液，洗脱时间为1-3小时；流出的洗脱液PH值为4时，达到洗脱终点；最后使用水进行清洗，清洗后的水循环利用。

6.根据权利要求1所述的一种制备蛋氨酸的后处理方法，其特征在于：所述的酸化步骤：

料液由酸化柱底部的物料管道口通入，料液流速控制在0.01cm/s-1cm/s、料液温度60-70℃，连续经过3个串联的酸化柱，酸化柱的pH值达到6.0时达到饱和状态；

所述酸化柱内填充的酸性树脂为大孔丙烯酸系带羧基树脂、苯乙烯系带羧基树脂、大孔丙烯酸系苯磺酸树脂、苯乙烯系苯磺酸树脂中的任意一种。

7.根据权利要求6所述的一种制备蛋氨酸的后处理方法，其特征在于：所述酸化柱内填充的酸性树脂为羧酸基弱酸性大孔树脂D113、丙烯酸系磺酸盐树脂D001、大孔强酸性树脂D002、大孔强酸性树脂D003中的任意一种。

8.一种制备蛋氨酸的后处理装置，其特征在于：包括微孔膜过滤装置（1）、酸性树脂酸化装置（2）、气液分离罐（3）、蛋氨酸分离装置；所述的蛋氨酸分离装置为汽提塔（5）、电渗析装置（4）、碱性树脂酸化装置（6）中的任意一种。

9.根据权利要求8所述的一种制备蛋氨酸的后处理装置，其特征在于：所述酸性树脂酸化装置（2）：包括酸化柱，酸化柱的数量为多个，酸化柱的高度和直径的比值为1.5-5：1；酸化柱之间管道连接，所述管道通过三通阀门连接，可将任意三个酸化柱串联；

所述碱性树脂酸化装置（6）：包括碱性填充柱，所述碱性填充柱的数量为2个，所述碱性填充柱的高度和直径的比值均为1.5-5：1。

10.根据权利要求8所述的一种制备蛋氨酸的后处理装置，其特征在于：

所述的微孔膜过滤装置（1）：采用微孔膜结构，微孔大小为0.45-2μm；

所述气液分离罐（3）：包含有除沫器，除沫器安装在气液分离罐筒体靠近封头的位置，处于筒体最大直径处。