CN115340462A - 一种尼龙56盐连续结晶纯化方法 - Google Patents

一种尼龙56盐连续结晶纯化方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种尼龙56盐连续结晶纯化方法,包括如下步骤:10‑15%的尼龙56盐溶液先进行减压蒸馏脱水,再进行多次真空绝热蒸发脱水结晶,然后进行离心分离。本发明采用提高真空度及搅拌方式,依靠水的汽化蒸发带走热量,使结晶体系温度逐步降低,使尼龙56盐溶液均匀脱水,降温速率缓慢、稳定且可控,结晶过程中无晶体挂壁现象。本发明采用多次真空绝热蒸发,通过逐级提高真空度,逐级脱水,形成梯度结晶养晶过程,控制尼龙56盐晶粒的生长速度,进一步控制尼龙56盐晶粒的分布范围,确保尼龙56盐晶型的均一性,质量稳定,无批次差异,提高尼龙56盐产品的品质。

Description

一种尼龙56盐连续结晶纯化方法
技术领域
本发明涉及一种有机物结晶纯化方法,具体涉及一种尼龙56盐连续结晶纯化方法。
背景技术
尼龙56盐,即1 ,5-戊二胺己二酸盐,是生产尼龙56聚合物聚酰胺的单体。尼龙56盐的原料1,5-戊二胺可以通过生物工程由赖氨酸转化而来,而传统的尼龙聚酰胺(如尼龙6、尼龙66等)的原料都是通过石油裂解而得,由于石油资源的紧缺以及生产过程中严重的环境污染,越来越不能为人们所接受。生物酶法尼龙56盐的生产减少了对石油的依赖且更加环保,是国内外具有研究和应用价值的新工艺,此外,尼龙56具有极好的耐热性、优异的耐化学腐蚀性能和卓越的力学性能,可以代替尼龙6、尼龙66等,在工业应用中大放异彩。
专利CN101578256B公开了尸胺盐、尸胺盐水溶液、聚酰胺树脂和成型品、以及尸胺盐和尸胺盐水溶液的制造方法,该方法以L-赖氨酸碱溶液与二元酸反应生成L-赖氨酸二元酸盐,在菌体的作用下,生成尼龙56盐溶液,经超滤、脱色、结晶、离心得到尼龙56盐晶体,该方法在结晶过程中,母液又经过三次结晶得尼龙56盐,共四次结晶,每次结晶之间质量差异性大,晶体不均一,且没有实现连续化生产。
因此,为了提高尼龙56盐的产品质量,晶型的均一度,提高成品合格率,亟须对尼龙56盐的结晶纯化工艺进行改进。
发明内容
本发明的目的是提供一种尼龙56盐连续结晶纯化方法,以解决现有方法产品质量不稳定、晶型均一度差、成品合格率低、间歇性生产等问题。
本发明是这样实现的:
一种尼龙56盐连续结晶纯化方法,包括如下步骤:
(1)减压蒸馏
将酶合成反应得到的尼龙56盐合成溶液经膜分离及树脂吸附除杂后得到的10-15%的尼龙56盐溶液进行减压蒸馏脱水,得到50-55%的尼龙56盐溶液;
其中,减压蒸馏时的温度控制为70-90℃,绝对压力为30-70Kpa;
(2)多次真空绝热蒸发脱水结晶
将步骤(1)所得的50-55%的尼龙56盐溶液降温至40-43℃后,加入晶种,提高釜内真空度,控制结晶釜内绝压为5.0-6.0KPa,同时进行搅拌,使溶液均匀脱水,缓慢降温至33-36℃,在33-36℃时保温60-90min进行养晶;后继续提高釜内真空度,控制结晶釜内绝压为3.0-4.0KPa,同时进行搅拌,使溶液再次均匀脱水,缓慢降温至26-29℃,在26-29℃时保温60-90min继续养晶;再继续提高釜内真空度,控制结晶釜内绝压为2.0-2.6KPa,同时进行搅拌,使溶液再次均匀脱水,缓慢降温至19-22℃,在19-22℃时保温60-90min继续养晶,得到70-75%的尼龙56盐晶体溶液;
(3)离心分离
将步骤(2)得到70-75%的尼龙56盐晶体溶液进行离心分离,得到尼龙56盐晶体,同时得到离心母液;
(4)树脂吸附
将步骤(3)得到的离心母液进行树脂吸附,杂质被吸附,得到尼龙56盐溶液,尼龙56盐溶液送至步骤(1)与10-15%的尼龙56盐溶液混合继续进行减压蒸馏。
其中,吸附杂质的树脂采用乙醇解吸得到乙醇溶液,乙醇溶液蒸馏后得到乙醇回用,釜底液做焚烧处理。
本发明采用提高真空度及搅拌方式,依靠水的汽化蒸发带走热量,使结晶体系温度逐步降低,使尼龙56盐溶液均匀脱水,降温速率缓慢、稳定且可控,结晶过程中无晶体挂壁现象。
本发明采用真空绝热蒸发,通过逐级提高真空度,逐级脱水,形成梯度结晶养晶过程,控制尼龙56盐晶粒的生长速度,进一步控制尼龙56盐晶粒的分布范围,确保尼龙56盐晶型的均一性,质量稳定,无批次差异,提高尼龙56盐产品的品质。
本发明通过界面换热替代结晶器壁面换热,避免了物料结壁现象,并通过多级结晶养晶方式,提高产品质量、保证了质量稳定性,降低了能耗,且控制简便,易于操作,运行成本低,解决了现有方法产品质量不稳定、晶型均一度差、成品合格率低、间歇性生产等问题。
本发明方法所制备的尼龙56盐产品的各项指标高于标准指标。而且所得尼龙56盐晶粒大,纯度高,后续离心时更容易洗涤,下游产品更于易聚合,可提高下游产品的品质。
附图说明
图1为本发明的工艺流程示意图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步的阐述,在下述实施例中未详细描述的过程和方法是本领域公知的常规方法,实施例中所用原料或试剂除另有说明外均为市售品,可通过商业渠道购得。各实施例中所说的浓度百分比均为质量浓度。
实施例1
(1)减压蒸馏
在赖氨酸脱羧酶的作用下,L-赖氨酸溶液脱羧并和己二酸进行合成得到尼龙56盐合成溶液,经膜分离及树脂吸附除杂后得到的10%的尼龙56盐溶液进行减压蒸馏脱水,减压蒸馏时的温度控制为70℃,绝对压力为30KPa,得到55%的尼龙56盐溶液;
(2)三次真空绝热蒸发脱水结晶
将步骤(1)所得的55%的尼龙56盐溶液降温至43℃后,加入晶种,提高釜内真空度,控制结晶釜内绝压为5.9KPa,同时进行搅拌,使溶液均匀脱水,缓慢降温至36℃,在36℃时保温60min进行养晶;后继续提高釜内真空度,控制结晶釜内绝压为4.0KPa,同时进行搅拌,使溶液再次均匀脱水,缓慢降温至29℃,在29℃时保温60min继续养晶;再继续提高釜内真空度,控制结晶釜内绝压为2.6KPa,同时进行搅拌,使溶液再次均匀脱水,缓慢降温至22℃,在22℃时保温60min继续养晶,得到75%的尼龙56盐晶体溶液;
(3)离心分离
将步骤(2)得到75%的尼龙56盐晶体溶液进行离心分离,得到尼龙56盐晶体,同时得到离心母液;
(4)树脂吸附
经步骤(3)得到的离心母液进行树脂吸附,杂质被吸附,得到尼龙56盐溶液,尼龙56盐溶液送至步骤(1)与10%的尼龙56盐溶液混合继续进行减压蒸馏。
其中吸附杂质的树脂采用乙醇解吸得到乙醇溶液,乙醇溶液蒸馏后得到乙醇回用,釜底液做焚烧处理。
所制备的尼龙56盐产品指标如下:
Figure 129528DEST_PATH_IMAGE001
实施例2
(1)减压蒸馏
在赖氨酸脱羧酶的作用下,L-赖氨酸溶液脱羧并和己二酸进行合成得到尼龙56盐合成溶液,经膜分离及树脂吸附除杂后得到的15%的尼龙56盐溶液进行减压蒸馏脱水,减压蒸馏时的温度控制为90℃,绝对压力为70KPa,得到50%的尼龙56盐溶液;
(2)三次真空绝热蒸发脱水结晶
将步骤(1)所得的50%的尼龙56盐溶液降温至40℃后,加入晶种,提高釜内真空度,控制结晶釜内绝压为5.0KPa,同时进行搅拌,使溶液均匀脱水,缓慢降温至33℃,在33℃时保温90min进行养晶;后继续提高釜内真空度,控制结晶釜内绝压为3.3KPa,同时进行搅拌,使溶液再次均匀脱水,缓慢降温至26℃,在26℃时保温90min继续养晶;再继续提高釜内真空度,控制结晶釜内绝压为2.1KPa,同时进行搅拌,使溶液再次均匀脱水,缓慢降温至19℃,在19℃时保温90min继续养晶,得到70%的尼龙56盐晶体溶液;
(3)离心分离
将步骤(2)得到70%的尼龙56盐晶体溶液进行离心分离,得到尼龙56盐晶体,同时得到离心母液;
(4)树脂吸附
经步骤(3)得到的离心母液进行树脂吸附,杂质被吸附,得到尼龙56盐溶液,尼龙56盐溶液送至步骤(1)与15%的尼龙56盐溶液混合继续进行减压蒸馏。
其中吸附杂质的树脂采用乙醇解吸得到乙醇溶液,乙醇溶液蒸馏后得到乙醇回用,釜底液做焚烧处理。
所制备的尼龙56盐产品指标如下:
Figure 499199DEST_PATH_IMAGE002
实施例3
(1)减压蒸馏
在赖氨酸脱羧酶的作用下,L-赖氨酸溶液脱羧并和己二酸进行合成得到尼龙56盐合成溶液,经膜分离及树脂吸附除杂后得到的13%的尼龙56盐溶液进行减压蒸馏脱水,减压蒸馏时的温度控制为80℃,绝对压力为50KPa,得到53%的尼龙56盐溶液;
(2)三次真空绝热蒸发脱水结晶
将步骤(1)所得的53%的尼龙56盐溶液降温至41℃后,加入晶种,提高釜内真空度,控制结晶釜内绝压为5.3KPa,同时进行搅拌,使溶液均匀脱水,缓慢降温至34℃,在34℃时保温75min进行养晶;后继续提高釜内真空度,控制结晶釜内绝压为3.5KPa,同时进行搅拌,使溶液再次均匀脱水,缓慢降温至27℃,在27℃时保温75min继续养晶;再继续提高釜内真空度,控制结晶釜内绝压为2.3KPa,同时进行搅拌,使溶液再次均匀脱水,缓慢降温至20℃,在20℃时保温75min继续养晶,得到73%的尼龙56盐晶体溶液;
(3)离心分离
将步骤(2)得到73%的尼龙56盐晶体溶液进行离心分离,得到尼龙56盐晶体,同时得到离心母液;
(4)树脂吸附
经步骤(3)得到的离心母液进行树脂吸附,杂质被吸附,得到尼龙56盐溶液,尼龙56盐溶液送至步骤(1)与13%的尼龙56盐溶液混合继续进行减压蒸馏。
其中吸附杂质的树脂采用乙醇解吸得到乙醇溶液,乙醇溶液蒸馏后得到乙醇回用,釜底液做焚烧处理。
所制备的尼龙56盐产品指标如下:
Figure 951040DEST_PATH_IMAGE003
对比例
(1)减压蒸馏
同实施例3;
(2)蒸发脱水结晶
将步骤(1)所得的53%的尼龙56盐溶液降温至41℃后,加入晶种,控制结晶釜内绝压为2.5KPa,同时进行搅拌,使溶液均匀脱水,降温至23℃,保温60min继续养晶,得到65%的尼龙56盐晶体溶液;
(3)离心分离
将步骤(2)得到65%的尼龙56盐晶体溶液进行离心分离,得到尼龙56盐晶体,同时得到离心母液;
(4)树脂吸附
同实施例3。
所制备的尼龙56盐产品指标如下:
Figure 536129DEST_PATH_IMAGE004

Claims (5)

1.一种尼龙56盐连续结晶纯化方法,其特征是,包括如下步骤:
(1)减压蒸馏
将10-15%的尼龙56盐溶液进行减压蒸馏脱水,得到50-55%的尼龙56盐溶液;
(2)多次真空绝热蒸发脱水结晶
将步骤(1)所得的50-55%的尼龙56盐溶液降温至40-43℃后,加入晶种,提高釜内真空度,控制结晶釜内绝压为5.0-6.0KPa,同时进行搅拌,使溶液均匀脱水,降温至33-36℃,在33-36℃时保温60-90min进行养晶;后继续提高釜内真空度,控制结晶釜内绝压为3.0-4.0KPa,同时进行搅拌,使溶液再次均匀脱水,降温至26-29℃,在26-29℃时保温60-90min继续养晶;再继续提高釜内真空度,控制结晶釜内绝压为2.0-2.6KPa,同时进行搅拌,使溶液再次均匀脱水,降温至19-22℃,在19-22℃时保温60-90min继续养晶,得到70-75%的尼龙56盐晶体溶液;
(3)离心分离
将步骤(2)得到70-75%的尼龙56盐晶体溶液进行离心分离,得到尼龙56盐晶体和离心母液。
2.根据权利要求1所述的尼龙56盐连续结晶纯化方法,其特征是,还包括:
(4)树脂吸附
将步骤(3)得到的离心母液进行树脂吸附,杂质被吸附,得到尼龙56盐溶液,尼龙56盐溶液送至步骤(1)与10-15%的尼龙56盐溶液混合继续进行减压蒸馏。
3.根据权利要求1所述的尼龙56盐连续结晶纯化方法,其特征是,所述步骤(1)中,10-15%的尼龙56盐溶液是将酶合成反应得到的尼龙56盐合成溶液经膜分离及树脂吸附除杂后得到。
4.根据权利要求1所述的尼龙56盐连续结晶纯化方法,其特征是,所述步骤(1)中,减压蒸馏时的温度控制为70-90℃,绝对压力为30-70KPa。
5.根据权利要求2所述的尼龙56盐连续结晶纯化方法,其特征是,所述步骤(4)中,吸附杂质的树脂采用乙醇解吸得到乙醇溶液,乙醇溶液蒸馏后得到乙醇回用,釜底液做焚烧处理。
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