JP2012012316A - メチオニンの製造方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】 水素製造時に生成、回収される水素と二酸化炭素とを利用してメチオニンを製造する方法であって、余剰となる水素を低減することができるメチオニンの製造方法を提供する。
【解決手段】 メチオニンの製造方法は、5−(β−メチルメルカプトエチル)ヒダントインを加水分解する加水分解工程と、加水分解後の反応液に二酸化炭素を導入して晶析を行いメチオニンを得る晶析工程とを含む。晶析工程では、加水分解反応液に導入する二酸化炭素として、水蒸気改質部13で水蒸気改質反応させて生成される改質ガスから二酸化炭素分離部15で分離された二酸化炭素と、炭化水素加熱炉112および改質反応加熱炉132における純酸素燃焼で発生する燃焼排ガスから排ガス分離部17で分離された二酸化炭素とを用いる。
【選択図】 図1

Description

本発明は、純酸素燃焼法を用いて得られる燃焼排ガスから分離・回収した二酸化炭素を利用してメチオニンを製造するメチオニンの製造方法に関する。
メチオニンを製造する方法として、3−メチルチオプロパナールを原料として、塩基存在下で青酸と反応させ、次いで炭酸アンモニウムと反応させ、そして加水分解することによりメチオニンを製造する方法が知られている。この方法では、加水分解後の反応液に二酸化炭素を導入して晶析を行うことにより、メチオニンを結晶として分離して取得することができる。
加水分解後の反応液に導入する二酸化炭素としては、水蒸気改質反応(スチームリフォーミング反応)により水素を製造する過程で生成される二酸化炭素、ボイラなどから発生する排ガスを洗浄、精製して得られる二酸化炭素が用いられる。ただし、メチオニンを製造するときには、水素も原料として用いられるので、水素と二酸化炭素とを含む改質ガスが生成される水蒸気改質反応を利用するのが一般的である。
メチオニンを製造するときの水素と二酸化炭素との使用量は、モル比で、水素:二酸化炭素=1:1である。これに対して、水蒸気改質反応による水素と二酸化炭素との生成量は、モル比で、水素:二酸化炭素=3:1程度である。そのため、水蒸気改質反応により生成される改質ガスに含まれる水素と二酸化炭素とを、メチオニン製造時の原料として使用することを想定した場合、水素が余ることになり、余った水素の処理設備が別途必要となる。
特許文献1には、液化天然ガスを水蒸気改質反応させて生成した改質ガスから水素を分離精製し、水素の精製工程で分離された可燃物を含むオフガスを水蒸気改質反応での燃焼加熱に用いる水素製造方法が開示されている。特許文献1に開示される水素製造方法では、水蒸気改質反応での燃焼加熱におけるオフガス燃焼のための酸化剤として、液化天然ガスの液化冷熱を利用して深冷分離した純酸素または高濃度の酸素を導入し、この燃焼で発生する燃焼排ガスから二酸化炭素を高濃度に分離・回収する。このような水素製造方法では、水蒸気改質反応により生成される改質ガス中の二酸化炭素と、燃焼排ガスから分離・回収される高濃度の二酸化炭素とを得ることができる。
特開2003−81605号公報
しかしながら、特許文献1では、水素製造時に生成、回収される水素と二酸化炭素とを、メチオニン製造時の原料として使用することを想定していない。そのため、水素:二酸化炭素=1:1のモル比で水素と二酸化炭素とが必要なメチオニンの製造に対しては、水素が余ってしまい、やはり余った水素の処理設備が別途必要となってしまう。
したがって本発明の目的は、水素製造時に生成、回収される水素と二酸化炭素とを利用してメチオニンを製造する方法であって、余剰となる水素を低減することができるメチオニンの製造方法を提供することである。
本発明は、水素と硫黄とを反応させて得られる硫化水素を用い、5−(β−メチルメルカプトエチル)ヒダントインを得るヒダントイン工程と、
5−(β−メチルメルカプトエチル)ヒダントインを加水分解する加水分解工程と、
加水分解後の反応液に二酸化炭素を導入して晶析を行いメチオニンを得る晶析工程と、
加熱炉により昇温させた炭化水素と水蒸気とを燃焼加熱による加熱下で水蒸気改質反応させて改質ガスを生成する水素製造装置により生成、回収される水素と二酸化炭素とを、前記ヒダントイン工程で用いる水素と、前記晶析工程で用いる二酸化炭素として供給する原料供給工程とを含み、
前記原料供給工程では、
前記ヒダントイン工程で用いる水素として、
前記水素製造装置で生成される前記改質ガスから分離して回収される水素を供給し、
前記晶析工程で用いる二酸化炭素として、
前記水素製造装置で生成される前記改質ガスから分離して回収される二酸化炭素を、主原料二酸化炭素として供給し、
炭化水素を昇温させる加熱炉における燃焼で発生する燃焼排ガスから分離して回収される二酸化炭素と、水蒸気改質反応での燃焼加熱における、酸化剤として深冷空気分離で得られた酸素を導入した燃焼で発生する燃焼排ガスから分離して回収される二酸化炭素とを、副原料二酸化炭素として供給することを特徴とするメチオニンの製造方法である。
また本発明のメチオニンの製造方法は、前記水素製造装置における炭化水素を昇温させる加熱炉の燃焼が、酸化剤として深冷空気分離で得られた酸素を導入した燃焼であることを特徴とする。
また本発明のメチオニンの製造方法は、前記水素製造装置では、水蒸気改質反応の改質ガスがもつ熱エネルギーを利用して、水蒸気改質反応に用いる水蒸気を発生させることを特徴とする。
本発明によれば、メチオニンの製造方法は、水素と硫黄とを反応させて得られる硫化水素を用い、5−(β−メチルメルカプトエチル)ヒダントインを得るヒダントイン工程と、5−(β−メチルメルカプトエチル)ヒダントインを加水分解する加水分解工程と、加水分解後の反応液に二酸化炭素を導入して晶析を行いメチオニンを得る晶析工程と、原料供給工程とを含む。
原料供給工程では、ヒダントイン工程で用いる水素として、水素製造装置で生成される改質ガスから分離して回収される水素を供給する。また原料供給工程では、晶析工程で用いる二酸化炭素として、水素製造装置で生成される改質ガスから分離して回収される二酸化炭素を主原料二酸化炭素として供給し、炭化水素を昇温させる加熱炉における燃焼で発生する燃焼排ガスから分離された二酸化炭素と、水蒸気改質反応での燃焼加熱における、酸化剤として深冷空気分離で得られた純酸素または高濃度の酸素を導入した燃焼(純酸素燃焼)で発生する燃焼排ガスから分離された二酸化炭素とを、副原料二酸化炭素として供給する。
また、水素製造装置における炭化水素を昇温させる加熱炉の燃焼が、酸化剤として深冷空気分離で得られた純酸素または高濃度の酸素を導入した燃焼(純酸素燃焼)であることが好ましい。
本発明のメチオニンの製造方法では、水蒸気改質反応により生成される改質ガスから分離・回収される水素および二酸化炭素(主原料二酸化炭素)と、純酸素燃焼による燃焼排ガスから分離・回収される高濃度の二酸化炭素(副原料二酸化炭素)とによって構成される、水素:二酸化炭素=1:1のモル比で水素製造装置により得られる水素と二酸化炭素とを利用してメチオニンを製造するので、余剰となる水素を低減することができる。
また本発明によれば、メチオニンの製造方法では、水蒸気改質反応の改質ガスがもつ熱エネルギーを利用して、水蒸気改質反応に用いる水蒸気を発生させる。これによって、水素製造装置において、水素:二酸化炭素=1:1のモル比で水素と二酸化炭素とを得るときに、水蒸気改質反応に必要な熱量以上の熱エネルギーを水蒸気にして回収することができる。
本発明の実施形態に係るメチオニンの製造方法において用いられる、二酸化炭素および水素を生成する水素製造装置20の構成を示す図である。
本発明のメチオニンの製造方法は、水素製造時に生成、回収される水素と二酸化炭素とを利用してメチオニンを製造する方法であり、ヒダントイン工程と、加水分解工程と、晶析工程とを含む。また、ヒダントイン工程は、硫化水素工程と、メチルメルカプタン化工程と、アクロレイン化工程と、メチルチオプロパナール化工程と、シアノヒドリン化工程と、ヒダントイン化工程とを含む。
硫化水素工程では、下記式(1)に示すように、水素(H)と硫黄(S)とを反応させて硫化水素(HS)を得る。この硫化水素工程で水素が用いられる。
Figure 2012012316
メチルメルカプタン化工程では、下記式(2),(3),(4)に示す反応により、メチルメルカプタン(CHSH)を得る。なお、式(2),(3),(4)中のCHOHはメタノール、CHSCHはジメチルスルフォキシドを示す。
Figure 2012012316
Figure 2012012316
Figure 2012012316
アクロレイン化工程では、下記式(5)に示すように、プロピレン(CH=CHCH)と酸素(O)とを反応させてアクロレイン(CH=CHCHO)を得る。
Figure 2012012316
メチルチオプロパナール化工程では、下記式(6)に示すように、アクロレインとメチルメルカプタンとを反応させて3−メチルチオプロパナールを得る。
Figure 2012012316
シアノヒドリン化工程では、下記式(7)に示すように、3−メチルチオプロパナールと青酸(HCN)とを反応させて2−ヒドロキシ−4−メチルチオブタンニトリルを得る。
Figure 2012012316
ヒダントイン化工程では、下記式(8)に示すように、2−ヒドロキシ−4−メチルチオブタンニトリルと炭酸アンモニウムとを反応させて5−(β−メチルメルカプトエチル)ヒダントインを得る。このヒダントイン化工程では、炭酸アンモニウムをそのまま用いてもよく、炭酸アンモニウムの水溶液として用いてもよい。また、反応系内または溶媒中で、炭酸ガスおよびアンモニアから炭酸アンモニウムを調製してこれを用いてもよく、重炭酸アンモニウムおよび水酸化カリウムから炭酸アンモニウムを調製してこれを用いてもよい。
Figure 2012012316
加水分解工程では、下記式(9)に示すように、5−(β−メチルメルカプトエチル)ヒダントインを塩基性カリウム化合物の存在下で加水分解してメチオニンを得る。塩基性カリウム化合物としては、たとえば、水酸化カリウム、炭酸カリウム、炭酸水素カリウムなどが挙げられ、必要に応じてそれらの2種以上を用いることもできる。加水分解反応は水中で行われ、得られる加水分解反応液では、メチオニンはカリウム塩として存在する。
Figure 2012012316
晶析工程では、加水分解反応液中でカリウム塩として存在するメチオニンを取り出すために、該反応液に二酸化炭素を導入して晶析を行い、得られたスラリーを、濾過やデカンテーションなどで析出物と母液とに分離することにより、析出したメチオニンを結晶として取得する。二酸化炭素の導入により反応液に二酸化炭素が吸収され、メチオニンのカリウム塩が遊離のメチオニンとなって析出する。この晶析工程で二酸化炭素が用いられる。
分離されたメチオニンは、必要に応じて、洗浄、pH調整などを行った後、乾燥することにより製品とすればよい。
本実施形態のメチオニンの製造方法では、水素製造時に生成、回収される水素と二酸化炭素とを利用してメチオニンを製造する。
図1は、本発明の実施形態に係るメチオニンの製造方法において用いられる、二酸化炭素および水素を生成する水素製造装置20の構成を示す図である。水素製造装置20は、炭化水素と水蒸気とを原料として、水蒸気改質反応させ、水素を製造する装置である。本実施形態のメチオニンの製造方法では、水素製造装置20により、原料供給工程が実現される。
炭化水素としては、メタンを主成分とする天然ガス、液化石油ガス(LPG)、液化天然ガス(LNG)、およびナフサなどを挙げることができるが、本実施形態ではLPGである。また、炭化水素は、晶析工程でのコンタミ低減を考慮して、硫黄濃度の低いものを用いるのが好ましい。
水素製造装置20は、深冷空気分離部10と、炭化水素昇温器111および炭化水素加熱炉112からなる炭化水素昇温部11と、水添脱硫部12と、改質反応器131および改質反応加熱炉132からなる水蒸気改質部13と、一酸化炭素変成部14と、二酸化炭素分離部15と、精製部16と、排ガス分離部17とを含んで構成される。
深冷空気分離部10は、空気を原料とし、深冷分離して、純酸素または高濃度の酸素を生成する。深冷空気分離して得られた酸素(以下、「深冷空気分離酸素」という)は、炭化水素昇温部11の炭化水素加熱炉112および水蒸気改質部13の改質反応加熱炉132に供給され、燃焼加熱の酸化剤として用いられる。
炭化水素昇温部11は、炭化水素昇温器111と炭化水素加熱炉112とを含み、水蒸気改質部13で水蒸気改質反応を行う原料となるLPG(以下、「反応原料LPG」という)を昇温させる部分である。炭化水素昇温器111には反応原料LPGが供給され、その供給された反応原料LPGは、炭化水素加熱炉112における燃焼による熱エネルギーで、たとえば620℃に昇温される。昇温された反応原料LPGは、水添脱硫部12に供給される。
炭化水素加熱炉112には、燃焼燃料としてのLPG(以下、「燃焼燃料LPG」という)と、酸化剤としての深冷空気分離部10からの深冷空気分離酸素と、希釈剤としての排ガス分離部17からの二酸化炭素(以下、「リサイクル二酸化炭素」という)とが供給される。炭化水素加熱炉112では、たとえば、燃焼燃料LPGが67.4kg/H(1.16kmol/H)、深冷空気分離酸素が180Nm/H、リサイクル二酸化炭素(温度:225℃)が635Nm/Hで供給されて、酸化剤として深冷空気分離酸素を導入した燃焼(純酸素燃焼)が行われる。この純酸素燃焼により燃焼排ガスが発生し、その燃焼排ガスの成分として二酸化炭素が4.6kmol/H(104Nm/H)で発生する。炭化水素加熱炉112から発生する燃焼排ガスは、排ガス分離部17に供給される。
水添脱硫部12は、炭化水素昇温部11で昇温された反応原料LPGを水添脱硫処理する。水添脱硫処理された反応原料LPGは、水蒸気改質部13の改質反応器131に供給される。
水蒸気改質部13は、改質反応器131と改質反応加熱炉132とを含み、水蒸気改質反応を行う部分である。改質反応器131は、水添脱硫部12から供給される反応原料LPGと、水蒸気とを原料として水蒸気改質反応を行う。改質反応器131内で行われる水蒸気改質反応は、Ni(ニッケル)系やRu(ルテニウム)系の改質触媒存在下で、改質反応加熱炉132により500〜1000℃、好ましくは800〜1000℃(本実施形態では850℃)に加熱された高温下で行われ、さらに0.5〜3.5MPa程度に加圧された高圧下で行われる。水蒸気改質反応時の温度が1000℃を超えると、改質反応器131の壁面近傍で芳香族炭化水素が発生するので好ましくない。
水蒸気改質反応が行われることによって改質反応器131内では、生成ガスである水素、一酸化炭素、二酸化炭素および未反応ガスである炭化水素、水蒸気を含む改質ガスが発生する。改質反応器131内の改質ガスは、一酸化炭素変成部14に供給される。
改質反応器131では、たとえば、反応原料LPGが58.5kmol/Hで供給され、水蒸気改質反応が行われる。この水蒸気改質反応により改質ガスが発生し、その改質ガスの成分として水素が760.5kmol/Hで生成し、二酸化炭素が234.0kmol/Hで生成する。
また、本実施形態のメチオニンの製造方法では、改質反応器131における水蒸気改質反応の改質ガスがもつ熱エネルギーを利用して、水蒸気改質反応に用いる水蒸気を発生させる。これによって、水素製造装置20において、水素:二酸化炭素=1:1のモル比で水素と二酸化炭素とを得るときに、水蒸気改質反応に必要な熱量以上の熱エネルギーを水蒸気にして回収することができる。
改質反応加熱炉132には、燃焼燃料LPGと、酸化剤としての深冷空気分離部10からの深冷空気分離酸素と、希釈剤としての排ガス分離部17からのリサイクル二酸化炭素と、精製部16からのオフガス(水素、メタン、一酸化炭素、二酸化炭素などが含まれる)とが供給される。改質反応加熱炉132では、たとえば、燃焼燃料LPGが4123kg/H(70.93kmol/H)、深冷空気分離酸素が12252Nm/H、リサイクル二酸化炭素(温度:225℃)が113560Nm/H、オフガスが3700Nm/Hで供給されて、酸化剤として深冷空気分離酸素を導入した燃焼(純酸素燃焼)が行われる。この純酸素燃焼により燃焼排ガスが発生し、その燃焼排ガスの成分として二酸化炭素が356.4kmol/H(7983Nm/H)で発生する。改質反応加熱炉132から発生する燃焼排ガスは、排ガス分離部17に供給される。
一酸化炭素変成部14は、改質反応器131から供給される改質ガスに含まれる一酸化炭素を二酸化炭素に転化させる。一酸化炭素変成部14は、高温変成部および低温変成部から構成されており、高温変成部では、鉄クロム酸化物系の触媒存在下で転化反応が行われて改質ガス中の一酸化炭素濃度が減少され、低温変成部では、銅亜鉛酸化物系の触媒存在下で転化反応が行われて改質ガス中の一酸化炭素濃度がさらに減少される。また、高温変成部と低温変成部との間には、熱の移動を行う熱交換器が配設されている。一酸化炭素変成部14から排出される改質ガスは、二酸化炭素分離部15に供給される。
二酸化炭素分離部15は、一酸化炭素変成部14から供給される改質ガスから二酸化炭素を分離して回収する。この二酸化炭素分離部15で分離・回収される二酸化炭素は、晶析工程で用いる二酸化炭素の主原料として、加水分解反応液中に供給される。
改質反応器131における水蒸気改質反応により改質ガスが発生し、前述したように、その改質ガスの成分として二酸化炭素が234.0kmol/Hで生成する。二酸化炭素分離部15は、改質ガスから二酸化炭素を分離・回収する。すなわち、二酸化炭素分離部15により、改質ガスから二酸化炭素が、171.3kmol/H(3837Nm/H)で分離・回収される。二酸化炭素分離部15から排出される改質ガスは、精製部16に供給される。
精製部16は、二酸化炭素分離部15から供給される改質ガスから水素を分離して回収する。この精製部16で分離・回収される水素は、ヒダントイン工程の硫化水素工程で用いる水素として供給される。
精製部16は、吸着剤を用いて圧力スイング法や温度スイング法により水素を分離する構成、水素のみを選択的に透過する水素分離膜を用いる構成とすることができる。本実施形態では、精製部16は、圧力スイング法(PSA)により水素を分離する構成である。改質反応器131における水蒸気改質反応により改質ガスが発生し、前述したように、その改質ガスの成分として水素が760.5kmol/Hで生成する。精製部16は、改質ガスから水素を分離・回収する。すなわち、精製部16により、改質ガスから水素が、532.3kmol/H(11924Nm/H)で分離・回収される。
そして、排ガス分離部17は、炭化水素加熱炉112および改質反応加熱炉132から供給される、純酸素燃焼により発生する燃焼排ガスから二酸化炭素を分離して回収する。この排ガス分離部17で分離・回収される二酸化炭素は、晶析工程で用いる二酸化炭素の副原料として、加水分解反応液中に供給される。
炭化水素加熱炉112における純酸素燃焼により燃焼排ガスが発生し、前述したように、その燃焼排ガスの成分として二酸化炭素が4.6kmol/H(104Nm/H)で発生する。改質反応加熱炉132における純酸素燃焼により燃焼排ガスが発生し、前述したように、その燃焼排ガスの成分として二酸化炭素が356.4kmol/H(7983Nm/H)で発生する。排ガス分離部17は、炭化水素加熱炉112および改質反応加熱炉132における純酸素燃焼により発生した燃焼排ガスから二酸化炭素を分離・回収する。すなわち、排ガス分離部17により、炭化水素加熱炉112および改質反応加熱炉132における燃焼排ガスから二酸化炭素が、361.0kmol/H(8087Nm/H)で分離・回収される。
以上のように構成される水素製造装置20では、精製部16で回収される水素量(532.3kmol/H)と、二酸化炭素分離部15および排ガス分離部17で回収される二酸化炭素の合計量(171.3+361.0=532.3kmol/H)とが、水素:二酸化炭素=1:1のモル比となるように、改質反応器131における水蒸気改質反応に用いられる反応原料LPGの供給量、炭化水素加熱炉112および改質反応加熱炉132における純酸素燃焼に用いられる燃焼燃料LPG、深冷空気分離酸素、リサイクル二酸化炭素、およびオフガスの供給量が調整される。
本実施形態のメチオニンの製造方法における晶析工程では、加水分解反応液に導入する二酸化炭素として、水蒸気改質部13で水蒸気改質反応させて生成される改質ガスから二酸化炭素分離部15で分離された二酸化炭素(主原料二酸化炭素)と、炭化水素加熱炉112および改質反応加熱炉132における、酸化剤として深冷空気分離部10で得られた深冷空気分離酸素を導入した純酸素燃焼で発生する燃焼排ガスから排ガス分離部17で分離された二酸化炭素(副原料二酸化炭素)とを用いる。
本実施形態のメチオニンの製造方法では、水蒸気改質反応により生成される水素および二酸化炭素(主原料二酸化炭素)と、純酸素燃焼による燃焼排ガスから分離・回収される高濃度の二酸化炭素(副原料二酸化炭素)とによって構成される、水素:二酸化炭素=1:1のモル比で水素製造装置20により得られる水素と二酸化炭素とを利用してメチオニンを製造するので、余剰となる水素を低減することができる。
10 深冷空気分離部
11 炭化水素昇温部
12 水添脱硫部
13 水蒸気改質部
14 一酸化炭素変成部
15 二酸化炭素分離部
16 精製部
17 排ガス分離部
20 水素製造装置
111 炭化水素昇温器
112 炭化水素加熱炉
131 改質反応器
132 改質反応加熱炉

Claims (3)

  1. 水素と硫黄とを反応させて得られる硫化水素を用い、5−(β−メチルメルカプトエチル)ヒダントインを得るヒダントイン工程と、
    5−(β−メチルメルカプトエチル)ヒダントインを加水分解する加水分解工程と、
    加水分解後の反応液に二酸化炭素を導入して晶析を行いメチオニンを得る晶析工程と、
    加熱炉により昇温させた炭化水素と水蒸気とを燃焼加熱による加熱下で水蒸気改質反応させて改質ガスを生成する水素製造装置により生成、回収される水素と二酸化炭素とを、前記ヒダントイン工程で用いる水素と、前記晶析工程で用いる二酸化炭素として供給する原料供給工程とを含み、
    前記原料供給工程では、
    前記ヒダントイン工程で用いる水素として、
    前記水素製造装置で生成される前記改質ガスから分離して回収される水素を供給し、
    前記晶析工程で用いる二酸化炭素として、
    前記水素製造装置で生成される前記改質ガスから分離して回収される二酸化炭素を、主原料二酸化炭素として供給し、
    炭化水素を昇温させる加熱炉における燃焼で発生する燃焼排ガスから分離して回収される二酸化炭素と、水蒸気改質反応での燃焼加熱における、酸化剤として深冷空気分離で得られた酸素を導入した燃焼で発生する燃焼排ガスから分離して回収される二酸化炭素とを、副原料二酸化炭素として供給することを特徴とするメチオニンの製造方法。
  2. 前記水素製造装置における炭化水素を昇温させる加熱炉の燃焼は、酸化剤として深冷空気分離で得られた酸素を導入した燃焼であることを特徴とする請求項1に記載のメチオニンの製造方法。
  3. 前記水素製造装置では、水蒸気改質反応の改質ガスがもつ熱エネルギーを利用して、水蒸気改質反応に用いる水蒸気を発生させることを特徴とする請求項1または2に記載のメチオニンの製造方法。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014208470A (ja) * 2013-03-27 2014-11-06 セイコーエプソン株式会社 液体噴射ヘッド、液体噴射装置及び圧電素子
WO2019117180A1 (ja) * 2017-12-13 2019-06-20 住友化学株式会社 メチオニンの製造方法

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102796033B (zh) * 2012-09-03 2014-02-26 浙江新和成股份有限公司 一种清洁的d,l-蛋氨酸制备方法
US9518734B2 (en) 2013-01-28 2016-12-13 General Electric Technology Gmbh Fluid distribution and mixing grid for mixing gases
CN105296557A (zh) * 2015-10-31 2016-02-03 高大元 一种D,L-α-蛋氨酸钙的合成方法
EP3636633B1 (en) * 2017-05-16 2022-06-01 Sumitomo Chemical Company, Limited Pneumatic conveyance method for methionine
CN112679401B (zh) * 2020-12-30 2022-12-09 天宝动物营养科技股份有限公司 一种用于制备d,l-蛋氨酸的碳酸钾全循环工艺

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4936676A (ja) * 1972-08-09 1974-04-05
JPH04193861A (ja) * 1990-11-27 1992-07-13 Sumitomo Chem Co Ltd メチオニンの製造法
JPH08291137A (ja) * 1995-04-24 1996-11-05 Rhone Poulenc Nutrition Animal シアン化水素とアルデヒドとの縮合方法
JPH10182593A (ja) * 1996-10-31 1998-07-07 Sumitomo Chem Co Ltd メチオニンの製造方法
JPH11158140A (ja) * 1997-11-26 1999-06-15 Sumitomo Chem Co Ltd メチオニンの製造方法
JP2003081605A (ja) * 2001-09-05 2003-03-19 Kawasaki Heavy Ind Ltd 液化co2回収を伴う水素製造方法
JP2004175716A (ja) * 2002-11-27 2004-06-24 Nippon Soda Co Ltd メチオニンの晶析方法
JP2008273802A (ja) * 2007-05-07 2008-11-13 Nippon Oil Corp 水素製造および二酸化炭素回収方法
JP2009507803A (ja) * 2005-09-10 2009-02-26 エボニック デグサ ゲーエムベーハー メチルメルカプタンの製造方法
JP2009534290A (ja) * 2006-04-27 2009-09-24 エボニック デグサ ゲーエムベーハー 硫化水素を製造するための反応容器
JP2010515660A (ja) * 2007-01-16 2010-05-13 ビーエーエスエフ ソシエタス・ヨーロピア 硫化水素を連続的に製造するための方法および装置

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3437010A1 (de) * 1984-10-09 1986-04-10 Degussa Ag, 6000 Frankfurt Verfahren zur herstellung von schwefelwasserstoff
DE19547236A1 (de) * 1995-12-18 1997-07-03 Degussa Verfahren zur Herstellung von D,L-Methionin oder dessen Salz
JP4997729B2 (ja) * 2005-08-29 2012-08-08 住友化学株式会社 メチオニンの製造方法
JP2010111642A (ja) * 2008-11-07 2010-05-20 Sumitomo Chemical Co Ltd メチオニンの製造方法
JP5307512B2 (ja) * 2008-11-07 2013-10-02 住友化学株式会社 メチオニンの製造方法
FR2938535B1 (fr) * 2008-11-20 2012-08-17 Arkema France Procede de fabrication de methylmercaptopropionaldehyde et de methionine a partir de matieres renouvelables

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4936676A (ja) * 1972-08-09 1974-04-05
JPH04193861A (ja) * 1990-11-27 1992-07-13 Sumitomo Chem Co Ltd メチオニンの製造法
JPH08291137A (ja) * 1995-04-24 1996-11-05 Rhone Poulenc Nutrition Animal シアン化水素とアルデヒドとの縮合方法
JPH10182593A (ja) * 1996-10-31 1998-07-07 Sumitomo Chem Co Ltd メチオニンの製造方法
JPH11158140A (ja) * 1997-11-26 1999-06-15 Sumitomo Chem Co Ltd メチオニンの製造方法
JP2003081605A (ja) * 2001-09-05 2003-03-19 Kawasaki Heavy Ind Ltd 液化co2回収を伴う水素製造方法
JP2004175716A (ja) * 2002-11-27 2004-06-24 Nippon Soda Co Ltd メチオニンの晶析方法
JP2009507803A (ja) * 2005-09-10 2009-02-26 エボニック デグサ ゲーエムベーハー メチルメルカプタンの製造方法
JP2009534290A (ja) * 2006-04-27 2009-09-24 エボニック デグサ ゲーエムベーハー 硫化水素を製造するための反応容器
JP2010515660A (ja) * 2007-01-16 2010-05-13 ビーエーエスエフ ソシエタス・ヨーロピア 硫化水素を連続的に製造するための方法および装置
JP2008273802A (ja) * 2007-05-07 2008-11-13 Nippon Oil Corp 水素製造および二酸化炭素回収方法

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014208470A (ja) * 2013-03-27 2014-11-06 セイコーエプソン株式会社 液体噴射ヘッド、液体噴射装置及び圧電素子
WO2019117180A1 (ja) * 2017-12-13 2019-06-20 住友化学株式会社 メチオニンの製造方法
JPWO2019117180A1 (ja) * 2017-12-13 2020-12-03 住友化学株式会社 メチオニンの製造方法
US11180447B2 (en) 2017-12-13 2021-11-23 Sumitomo Chemical Company, Limited Method for producing methionine

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