WO2018199292A1 - 回収二酸化炭素の精製方法、および回収二酸化炭素の精製工程を包含するメチオニンの製造方法 - Google Patents

回収二酸化炭素の精製方法、および回収二酸化炭素の精製工程を包含するメチオニンの製造方法 Download PDF

Info

Publication number
WO2018199292A1
WO2018199292A1 PCT/JP2018/017205 JP2018017205W WO2018199292A1 WO 2018199292 A1 WO2018199292 A1 WO 2018199292A1 JP 2018017205 W JP2018017205 W JP 2018017205W WO 2018199292 A1 WO2018199292 A1 WO 2018199292A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
carbon dioxide
recovered
methionine
hydantoin
methylmercaptopropionaldehyde
Prior art date
Application number
PCT/JP2018/017205
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
良亮 岩崎
卓也 片山
宣仁 大本
善行 古泉
良輔 片上
Original Assignee
住友化学株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 住友化学株式会社 filed Critical 住友化学株式会社
Priority to JP2019514656A priority Critical patent/JP7128808B2/ja
Priority to EP18790049.3A priority patent/EP3617142B1/en
Priority to US16/608,066 priority patent/US11577190B2/en
Priority to CN201880027556.6A priority patent/CN110536864B/zh
Publication of WO2018199292A1 publication Critical patent/WO2018199292A1/ja

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/02—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B32/00—Carbon; Compounds thereof
    • C01B32/30—Active carbon
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/02—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography
    • B01D53/04—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography with stationary adsorbents
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/96—Regeneration, reactivation or recycling of reactants
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/02—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material
    • B01J20/20—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material comprising free carbon; comprising carbon obtained by carbonising processes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/28—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/28—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties
    • B01J20/28054—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties characterised by their surface properties or porosity
    • B01J20/28057—Surface area, e.g. B.E.T specific surface area
    • B01J20/28066—Surface area, e.g. B.E.T specific surface area being more than 1000 m2/g
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/28—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties
    • B01J20/28054—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties characterised by their surface properties or porosity
    • B01J20/28069—Pore volume, e.g. total pore volume, mesopore volume, micropore volume
    • B01J20/28071—Pore volume, e.g. total pore volume, mesopore volume, micropore volume being less than 0.5 ml/g
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/28—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties
    • B01J20/28054—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties characterised by their surface properties or porosity
    • B01J20/28069—Pore volume, e.g. total pore volume, mesopore volume, micropore volume
    • B01J20/28073—Pore volume, e.g. total pore volume, mesopore volume, micropore volume being in the range 0.5-1.0 ml/g
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B32/00—Carbon; Compounds thereof
    • C01B32/50—Carbon dioxide
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C319/00—Preparation of thiols, sulfides, hydropolysulfides or polysulfides
    • C07C319/14—Preparation of thiols, sulfides, hydropolysulfides or polysulfides of sulfides
    • C07C319/20—Preparation of thiols, sulfides, hydropolysulfides or polysulfides of sulfides by reactions not involving the formation of sulfide groups
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C319/00—Preparation of thiols, sulfides, hydropolysulfides or polysulfides
    • C07C319/26—Separation; Purification; Stabilisation; Use of additives
    • C07C319/28—Separation; Purification
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C323/00—Thiols, sulfides, hydropolysulfides or polysulfides substituted by halogen, oxygen or nitrogen atoms, or by sulfur atoms not being part of thio groups
    • C07C323/50—Thiols, sulfides, hydropolysulfides or polysulfides substituted by halogen, oxygen or nitrogen atoms, or by sulfur atoms not being part of thio groups containing thio groups and carboxyl groups bound to the same carbon skeleton
    • C07C323/51—Thiols, sulfides, hydropolysulfides or polysulfides substituted by halogen, oxygen or nitrogen atoms, or by sulfur atoms not being part of thio groups containing thio groups and carboxyl groups bound to the same carbon skeleton having the sulfur atoms of the thio groups bound to acyclic carbon atoms of the carbon skeleton
    • C07C323/57—Thiols, sulfides, hydropolysulfides or polysulfides substituted by halogen, oxygen or nitrogen atoms, or by sulfur atoms not being part of thio groups containing thio groups and carboxyl groups bound to the same carbon skeleton having the sulfur atoms of the thio groups bound to acyclic carbon atoms of the carbon skeleton the carbon skeleton being further substituted by nitrogen atoms, not being part of nitro or nitroso groups
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2253/00—Adsorbents used in seperation treatment of gases and vapours
    • B01D2253/10—Inorganic adsorbents
    • B01D2253/102—Carbon
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2257/00—Components to be removed
    • B01D2257/70—Organic compounds not provided for in groups B01D2257/00 - B01D2257/602
    • B01D2257/702—Hydrocarbons
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D9/00—Crystallisation
    • B01D9/005—Selection of auxiliary, e.g. for control of crystallisation nuclei, of crystal growth, of adherence to walls; Arrangements for introduction thereof
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2004/00—Particle morphology
    • C01P2004/60—Particles characterised by their size
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2006/00—Physical properties of inorganic compounds
    • C01P2006/12—Surface area
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2006/00—Physical properties of inorganic compounds
    • C01P2006/14—Pore volume
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07B—GENERAL METHODS OF ORGANIC CHEMISTRY; APPARATUS THEREFOR
    • C07B61/00—Other general methods
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02C—CAPTURE, STORAGE, SEQUESTRATION OR DISPOSAL OF GREENHOUSE GASES [GHG]
    • Y02C20/00—Capture or disposal of greenhouse gases
    • Y02C20/40—Capture or disposal of greenhouse gases of CO2

Definitions

  • the present invention relates to a method for purifying recovered carbon dioxide, and a method for producing methionine including a step of purifying recovered carbon dioxide. More specifically, the present invention relates to a purification method for purifying recovered carbon dioxide with activated carbon, and a method for producing methionine including this purification step.
  • recovered carbon dioxide refers to pure carbon dioxide gas, 3-methylmercaptopropionaldehyde (hereinafter, sometimes referred to as “M-aldehyde” in this specification), acrolein (hereinafter referred to as “M-aldehyde”). In the present specification, it may be referred to as “ACR”).
  • Methionine is a kind of essential amino acid that cannot be synthesized in the body of animals, is widely used as an animal feed additive, and is industrially produced mainly in chemical plants in a chemical plant. In such a chemical plant, if it is intended to expand the production scale of methionine, improvement is required from the viewpoint of cost reduction and environmental load reduction.
  • Patent Document 1 discloses that a hydantoin reactor for forming 5- (2-methylmercaptoethyl) hydantoin is used in the production of methionine. From this hydantoin reactor, exhaust gas containing carbon dioxide flows out. However, in Patent Document 1, by purifying the exhaust gas with water, methyl mercaptan contained in the exhaust gas (hereinafter referred to as “MM” in this specification). And the purified exhaust gas is used in a process for depositing methionine.
  • MM methyl mercaptan contained in the exhaust gas
  • Patent Document 1 discloses the removal of MM, there is no description or suggestion as to whether it can be applied to the removal of M-aldehyde or ACR.
  • an object of the present invention is to provide a purification method for purifying recovered carbon dioxide gas and a method for producing methionine including a purification step of recovered carbon dioxide gas.
  • recovered carbon dioxide gas can be recovered at a relatively low pressure by a method for purifying recovered carbon dioxide gas, which uses activated carbon to remove the recovered carbon dioxide gas containing M-aldehyde and the like.
  • the present inventors have found that carbon gas can be purified and have completed the present invention.
  • the invention of the present application includes the following aspects.
  • the carbon dioxide gas purification method of the present application (hereinafter sometimes referred to as “method of the present invention” in the present specification) 1.
  • Carbon dioxide gas containing at least one of 3-methylmercaptopropionaldehyde and acrolein is contacted with activated carbon to remove at least one of the 3-methylmercaptopropionaldehyde and acrolein, and includes the following embodiments.
  • a method for purifying recovered carbon dioxide gas wherein the carbon dioxide gas is recovered from at least one of the steps of obtaining a liquid. 3.
  • the method for purifying recovered carbon dioxide according to item 1 or 2 wherein the carbon dioxide is recovered carbon dioxide recovered from a process of producing methionine by a process including the following steps A to E: A.
  • step C Hydrolyzing 5- (2-methylmercaptoethyl) hydantoin obtained in step C) in the presence of an alkali compound to obtain a reaction solution containing an alkali salt of methionine; and E.
  • the recovered carbon dioxide gas according to any one of the preceding items 1 to 3, wherein the carbon dioxide concentration of the recovered carbon dioxide is 70 vol% or more and 99.99 vol% or less before the removal by the activated carbon. Purification method. 5). 5.
  • the recovered carbon dioxide according to any one of the preceding items 1 to 4, wherein the pressure of the recovered carbon dioxide is ⁇ 0.01 MPa or more and 0.5 MPa or less in gauge pressure before the removal with the activated carbon.
  • the unit of gauge pressure may be referred to as “MPaG” in this specification.) 6).
  • the activated carbon has an average particle size of 0.1 mm to 5.0 mm, a specific surface area of 1000 m 2 / g to 1800 m 2 / g, or a total pore volume of 0.2 mL / g to 0.6 mL / g. 6.
  • the method for purifying recovered carbon dioxide gas according to any one of items 1 to 5 above. 7).
  • Hydantoin step a step of reacting 3-methylmercaptopropionaldehyde cyanohydrin with carbon dioxide and ammonia to obtain 5- (2-methylmercaptoethyl) hydantoin
  • Hydrolysis reaction step a step of hydrolyzing the 5- (2-methylmercaptoethyl) hydantoin in the presence of an alkali compound to obtain a reaction solution containing an alkali salt of methionine
  • crystallization step a step of introducing carbon dioxide into the reaction solution to obtain methionine from the reaction solution; and (4) contacting recovered carbon dioxide gas containing at least one of 3-methylmercaptoproponaldehyde and acrolein recovered from at least one of the steps (1) and (2) with activated carbon;
  • a method for producing methionine hereinafter sometimes referred to as “the method for producing methionine (her
  • the method of the present invention by removing M-aldehyde and the like contained in the recovered carbon dioxide gas using activated carbon, it is possible to remove M-aldehyde and the like without increasing the recovered carbon dioxide gas to a high pressure. It becomes. Thereby, it is not necessary to consider the pressure resistance of the facility using the recovered carbon dioxide gas, and the cost of the production facility can be suppressed even when the production scale is expanded. Further, compared with the case where M-aldehyde or the like is removed with water, water in the carbon dioxide after purification can be kept low.
  • the recovered carbon dioxide gas is a carbon dioxide gas recovered from at least one of a hydantoin step and a hydrolysis reaction step included in the method for producing methionine.
  • the cost of production equipment for producing methionine can be reduced.
  • M-aldehyde or the like contained in the recovered carbon dioxide gas can be removed more appropriately, and the purified carbon dioxide can be used as it is in the crystallization step.
  • the pressure of the recovered carbon dioxide is ⁇ 0.01 MPa or more and 0.5 MPa or less in gauge pressure before the removal by activated carbon, so that the pressure resistance of the facility using the recovered carbon dioxide is lowered.
  • the activated carbon has an average particle size of 0.1 mm to 5.0 mm, a specific surface area of 1000 m 2 / g to 1800 m 2 / g, or a total pore volume of 0.2 mL / g or more. By being 0.6 mL / g or less, adsorption performance to M-aldehyde or the like can be maintained.
  • the method for producing methionine includes the purification steps of the recovered carbon dioxide gas according to the second to sixth aspects, whereby the cost of the methionine production facility can be suppressed. .
  • Methionine is usually produced by a production method including the following steps.
  • Hydantoin step a step of reacting the MCH with carbon dioxide and ammonia (or ammonium carbonate) to obtain 5- (2-methylmercaptoethyl) hydantoin;
  • Reaction (hydrolysis reaction) step hydrolyzing the 5- (2-methylmercaptoethyl) hydantoin in the presence of an alkali compound to obtain a reaction solution containing an alkali salt of methionine; and E.
  • Crystallization step a step in which carbon dioxide is introduced into the reaction solution, methionine is precipitated, and the precipitated methionine is separated. Through the steps A to E, methionine can be obtained industrially.
  • the chemical reaction in each step can be expressed by the following chemical reaction formula.
  • the hydantoin step is a step in which MCH is hydantoinized with carbon dioxide and ammonia to obtain 5- (2-methylmercaptoethyl) hydantoin.
  • the carbon dioxide and ammonia sources used in the hydantoin step may be those usually used, and an excess of the theoretical amount, preferably 1 to 4 moles of carbon dioxide and ammonia are used relative to 1 mole of MCH. Further, ammonium carbonate or ammonium bicarbonate may be used instead of the combination of carbon dioxide and ammonia.
  • General conditions such as a reaction temperature of about 60 to 85 ° C. and a residence time of about 3 to 6 hours are used.
  • FIG. 1 shows a flow chart of a method for purifying recovered carbon dioxide gas according to an embodiment of the present invention.
  • carbon dioxide is obtained by collecting carbon dioxide that is excessively used in the hydantoin process or carbon dioxide that is generated by decomposition of ammonium carbonate.
  • the recovered carbon dioxide contains ACR remaining unreacted in M-aldehyde, which is the previous step of the hydantoin step, and M-aldehyde remaining unreacted in the cyanohydrin step. .
  • the reaction step is a step of obtaining a reaction solution by hydrolyzing 5- (2-methylmercaptoethyl) hydantoin in the presence of an alkali compound.
  • the alkali compound used in this reaction step include potassium hydroxide, sodium hydroxide, potassium carbonate, potassium hydrogen carbonate and the like, and two or more of them can be used as necessary.
  • the amount of the alkali compound used is usually 2 to 10 mol, preferably 3 to 6 mol as potassium or sodium per mol of 5- (2-methylmercaptoethyl) hydantoin.
  • the amount of water used is usually 2 to 20 parts by weight per 1 part by weight of 5- (2-methylmercaptoethyl) hydantoin.
  • the hydrolysis reaction performed in the hydrolysis reaction step is a stirring type or non-stirring type, and is performed in a continuous type or batch (batch) type reaction tank.
  • This hydrolysis reaction is preferably carried out by heating to about 150 to 200 ° C. under a pressure of about 0.5 to 1 MPa as a gauge pressure.
  • the reaction time is usually 10 minutes to 24 hours.
  • the recovered carbon dioxide gas is obtained by recovering the gas generated in the hydrolysis reaction step.
  • the recovered carbon dioxide gas contains ACR and M-aldehyde.
  • the recovered carbon dioxide gas obtained in the (1) hydantoin step and (2) hydrolysis reaction step contains ACR and M-aldehyde. These are removed using activated carbon.
  • the recovered carbon dioxide gas obtained in (1) the hydantoin step and (2) the hydrolysis reaction step can be mixed. In this case, it flows into one M-aldehyde removal device through one transport pipe and is purified.
  • the removal apparatus for M-aldehyde, etc. is provided with a packed tower filled with activated carbon.
  • the filling rate of activated carbon is usually 0.3 g / mL or more and 1.0 g / mL or less, preferably 0.35 g / mL or more and 0.6 g / mL or less.
  • the number of the packed towers may be one or two or more, but the following is an explanation when two packed towers are provided in parallel. Two packed towers provided in parallel (the two packed towers are referred to as “first packed tower” and “second packed tower”) are used alternately, and M ⁇
  • the recovered carbon dioxide gas is purified by removing aldehyde and the like. Specifically, the recovered carbon dioxide gas is flowed into the first packed column of the two packed columns to remove M-aldehyde and the like.
  • the conditions for flowing the recovered carbon dioxide gas into the packed tower are that the flow rate is 0.03 m / s to 0.2 m / s in linear velocity, and the pressure is ⁇ 0.01 MPa to 0.5 MPa in gauge pressure. Is preferred.
  • the adsorption ability of the activated carbon is recovered by removing M-aldehyde adsorbed on the activated carbon.
  • the recovered carbon dioxide gas is caused to flow into the second packed tower, and the adsorption capacity of the activated carbon is recovered for the first packed tower.
  • these can be used alternately.
  • an inert gas is circulated in the packed tower.
  • the inert gas include nitrogen, argon, and helium.
  • the operating pressure and temperature at this time depend on the vapor pressure of the substance to be desorbed from the activated carbon, but are preferably from vacuum to atmospheric pressure, and the operating temperature is from 10 ° C. to the boiling point of the substance to be desorbed at the desorption operating pressure. That's it.
  • the concentration of carbon dioxide in the recovered carbon dioxide gas immediately before entering the packed column filled with activated carbon is preferably 70% by volume or more and 99.99% by volume or less.
  • M-aldehyde and the like in the recovered carbon dioxide gas can be removed more appropriately, and the purified carbon dioxide gas can be used as it is in the crystallization step.
  • the pressure of the recovered carbon dioxide gas immediately before entering the packed tower packed with activated carbon is preferably ⁇ 0.01 MPa to 0.5 MPa in terms of gauge pressure. Since it is not necessary to carry out at a high pressure as disclosed in Patent Document 1, the cost of production equipment can be suppressed.
  • the pressure By setting the pressure to -0.01 MPa or more, adsorption of M-aldehyde or the like by activated carbon is sufficiently achieved, and by setting the pressure to 0.5 MPa or less, the carbon dioxide gas recovered from the hydantoin process or the hydrolysis reaction process is reduced. Easy to install.
  • the raw material for activated carbon is preferably derived from natural products.
  • wood and coconut shells are preferably raw materials.
  • the average particle size of the activated carbon is desirably 0.1 mm or greater and 5.0 mm or less. By being in this range, the adsorption performance of M-aldehyde and the like can be maintained. If it is smaller than this, the pressure loss in the packed tower becomes large, which is disadvantageous.
  • the average particle diameter is a 50% particle diameter (D50) represented by JIS K1474, and can be measured by the method represented in this standard.
  • D50 50% particle diameter
  • the specific surface area is desirably less 1000 m 2 / g or more 1800 m 2 / g.
  • the total pore volume is 0.2 mL / g or more and 0.6 mL / g or less.
  • the purified carbon dioxide from which M-aldehyde and the like have been removed by the above-mentioned activated carbon can be introduced into the reaction solution in (3) crystallization step and used for methionine precipitation. Since the purified carbon dioxide does not contain ACR and M-aldehyde, it is possible to obtain methionine with high purity.
  • FIG. 2 is an explanatory diagram of a schematic configuration of a purification test apparatus 10 for carrying out a purification method using activated carbon.
  • the purification test apparatus 10 is provided with one packed column 11 and supplied with the recovered carbon dioxide obtained in (1) the hydantoin process and (2) the hydrolysis reaction process from the left side of the drawing sheet of FIG. Yes.
  • the supplied recovered carbon dioxide passes through the packed tower 11 filled with activated carbon, and then passes through the flow meter 12.
  • the capacity of the packed tower 11 was 44 mL, and the charged amount of activated carbon was 22.3 g.
  • the flow rate of the recovered carbon dioxide to be passed is adjusted by a valve provided at each location of the purification test apparatus 10, and the flow rate is measured by the flow meter 12.
  • the component amount of the recovered carbon dioxide before and after passing through the packed tower 11 is separately measured with a gas component measuring device.
  • Table 1 shows the measured gas flow rate, gas pressure, and the amount of components of recovered carbon dioxide before passing through activated carbon.
  • the raw material of the used activated carbon was a coconut shell, the average particle diameter was 3.56 mm, the specific surface area was 1200 m ⁇ 2 > / g, and the total pore volume was 0.55 mL / g.
  • Table 2 also shows the concentration of ACR and M-aldehyde after continuously supplying the recovered carbon dioxide to the purification test apparatus 10 and after the start of supply (that is, the operation time) after 10 minutes and 120 minutes. The result of having measured is shown. N. in the table. D. Indicates that measurement cannot be performed, that is, the concentration has not reached the minimum unit that can be measured by the measuring instrument used this time. From these results, it was possible to purify carbon dioxide containing ACR and M-aldehyde at low pressure by the method for purifying recovered carbon dioxide of the present embodiment.
  • FIG. 3 is an explanatory diagram of a schematic configuration of a purification test apparatus 30 for carrying out a purification method using water instead of activated carbon.
  • the purification test apparatus 30 is provided with one gas-liquid mixing tower 31, and the recovered carbon dioxide obtained in (1) the hydantoin process and (2) the hydrolysis reaction process from the lower left side on the paper surface of FIG. Have been supplied.
  • the supplied recovered carbon dioxide passes through the gas-liquid mixing tower 31 and then passes through the flow meter 32.
  • the flow rate of the recovered carbon dioxide to be passed is measured by the flow meter 32.
  • the water that flows into the gas-liquid mixing tower 31 is pure water, and flows into the gas-liquid mixing tower 31 from the upper left side of the drawing in FIG.
  • the component amount of the recovered carbon dioxide before and after passing through the gas-liquid mixing tower 31 is separately measured by a gas component measuring device. Table 3 shows the measured gas flow rate, gas pressure, and the component amount of recovered carbon dioxide before passing through the gas-liquid mixing tower 31.
  • Table 4 shows the results when continuously supplying recovered carbon dioxide to the cleaning test apparatus 30.
  • the ratio of gas-liquid mixing represents the amount of recovered carbon dioxide supplied relative to the weight of supplied water. From this result, it can be seen that when the recovered carbon dioxide of this embodiment is purified with water at low pressure, M-aldehyde can be removed, but ACR is not completely removed, and complete removal is difficult. I understand.
  • the purification method of the present invention can be applied to any recovered carbon dioxide containing any one of M-aldehyde and ACR regardless of the production of methionine.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Separation Of Gases By Adsorption (AREA)
  • Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
  • Carbon And Carbon Compounds (AREA)

Abstract

本願発明は、３－メチルメルカプトプロピオンアルデヒドおよびアクロレインの少なくとも１つを含有する二酸化炭素ガスを、活性炭と接触させ、３－メチルメルカプトプロピオンアルデヒドおよびアクロレインの少なくとも一つを除去する回収二酸化炭素の精製方法を提供する。本願発明はまた、当該回収二酸化炭素ガスの精製工程を含むメチオニンの製造方法をも提供する。

Description

回収二酸化炭素の精製方法、および回収二酸化炭素の精製工程を包含するメチオニンの製造方法
　本特許出願は、日本国特許出願２０１７－０８７７４９号（２０１７年４月２７日出願）に基づくパリ条約上の優先権および利益を主張するものであり、ここに引用することによって、上記出願に記載された内容の全体が、本明細書中に組み込まれるものとする。
　本発明は、回収二酸化炭素の精製方法、および回収二酸化炭素の精製工程を包含するメチオニンの製造方法に関する。さらに詳しくは、回収二酸化炭素について活性炭により精製する精製方法、およびこの精製工程を包含するメチオニンの製造方法に関する。なお本明細書で、「回収二酸化炭素」とは、純粋な二酸化炭素ガスに、３－メチルメルカプトプロピオンアルデヒド（以下、本明細書では、「Ｍ－アルデヒド」と記すことがある）、アクロレイン（以下、本明細書では「ＡＣＲ」と記すことがある）の少なくとも１つが含有されているガスをいうものとする。
　メチオニンは、動物の体内で合成することができない必須アミノ酸の一種であり、動物用飼料添加剤として広く用いられ、工業的には主に有機合成的に化学プラントで製造されている。このような化学プラントで、メチオニンの生産規模を拡大しようとすると、コスト低減や環境負荷低減といった観点から改良が必要となる。
　特許文献１には、メチオニンの製造に、５－（２－メチルメルカプトエチル）ヒダントインを形成するためのヒダントイン反応器が用いられていることが開示されている。このヒダントイン反応器からは、二酸化炭素を含有した排ガスが流出するが、特許文献１では、この排ガスを水により浄化することで、この排ガスに含有するメチルメルカプタン（以下、本明細書では、「ＭＭ」と記すことがある）を除去し、この浄化された排ガスを、メチオニンを析出させるプロセスに用いていることが開示されている。
特許第４８８１２９９号公報
　メチオニンを析出するプロセスに使用する二酸化炭素にＭ－アルデヒドやＡＣＲが含まれていると、晶析後のメチオニンの結晶が多形化したり、メチオニンの色目が変わったりするという問題が報告されている。さらにＭ－アルデヒドやＡＣＲは臭いが強く、悪臭の原因となりうる。よって、使用する二酸化炭素ガスがＭ－アルデヒドやＡＣＲを含まないように、予めＭ－アルデヒドやＡＣＲを除去する必要がある。
　特許文献１に開示される精製方法は、６ｂａｒ（ゲージ圧力で０．６ＭＰａ）という高圧での実施であり（[００５０]）、この圧力に耐える設備を採用するために大きな生産設備コストを必要とする。また、水を用いて浄化することによって生ずる排水の処理を行う必要があり、この処理コストも必要になる。そのうえ、特許文献１にはＭＭの除去について開示があるものの、Ｍ－アルデヒドやＡＣＲの除去に適用可能かどうかについては、何ら記載も示唆もない。
　本発明は上記事情に鑑み、回収二酸化炭素ガスを精製する精製方法、および回収二酸化炭素ガスの精製工程を含むメチオニンの製造方法を提供することを目的とする。
　本発明者らは、鋭意研究を行った結果、Ｍ－アルデヒド等を含有する回収二酸化炭素ガスから、活性炭を用いてこれらを除去する、回収二酸化炭素ガスの精製方法により、比較的低圧で回収二酸化炭素ガスを精製できることを見出し、本発明を完成するに至った。
　本願の発明は、以下の態様を包含する。
　本願の二酸化炭素ガスの精製方法（以下、本明細書中、「本発明の方法」と記すことがある）は、
１．　３－メチルメルカプトプロピオンアルデヒドおよびアクロレインの少なくとも１つを含む二酸化炭素ガスを活性炭と接触させ、前記３－メチルメルカプトプロピオンアルデヒドおよびアクロレインの少なくとも１つを除去することを特徴とし、以下の態様を含む。
２．　前記二酸化炭素ガスが、メチオニンの製造方法に含まれる以下の工程（１）および（２）：（１）ヒダントイン工程：３－メチルメルカプトプロピオンアルデヒドシアンヒドリンを、二酸化炭素およびアンモニアと反応させ、５－（２－メチルメルカプトエチル）ヒダントインを得る工程、（２）加水分解反応工程：アルカリ化合物の存在下に前記５－（２－メチルメルカプトエチル）ヒダントインを加水分解し、メチオニンのアルカリ塩を含む反応液を得る工程、のうち少なくとも１つの工程から回収された二酸化炭素ガスであることを特徴とする、回収二酸化炭素ガスの精製方法。
３．　二酸化炭素が、以下のＡからＥの工程を含むプロセスによりメチオニンを製造するプロセスから回収される回収二酸化炭素である、前項１または２に記載の回収二酸化炭素の精製方法、
Ａ．メチルメルカプタンとアクロレインとを反応させ、３－メチルメルカプトプロピオンアルデヒドを得る工程；
Ｂ．工程Ａ）で得られる３－メチルメルカプトプロピオンアルデヒドを、青酸（つまり、シアン化水素）と反応させ、３－メチルメルカプトプロピオンアルデヒドシアンヒドリンを得る工程；
Ｃ．工程Ｂ）で得られる３－メチルメルカプトプロピオンアルデヒドシアンヒドリンを、二酸化炭素とアンモニア、または炭酸アンモニウムと反応させ、５－（２－メチルメルカプトエチル）ヒダントインを得る工程；
Ｄ．アルカリ化合物の存在下に工程Ｃ）で得られる５－（２－メチルメルカプトエチル）ヒダントインを加水分解し、メチオニンのアルカリ塩を含む反応液を得る工程；および、
Ｅ．工程Ｄ）で生成するメチオニンのアルカリ塩を含む反応液に二酸化炭素を導入し、メチオニンを析出させ、析出したメチオニンを分離する工程。
４．　前記活性炭による除去前において、前記回収二酸化炭素の二酸化炭素濃度が７０容積％以上９９．９９容積％以下であることを特徴とする、前項１から３のいずれか１つに記載の回収二酸化炭素ガスの精製方法。
５．　前記活性炭による除去前において、前記回収二酸化炭素の圧力が、ゲージ圧力で－０．０１ＭＰａ以上０．５ＭＰａ以下であることを特徴とする、前項１から４のいずれか１つに記載の回収二酸化炭素の精製方法（以下、本明細書中、ゲージ圧力の単位を「ＭＰａＧ」と記す場合がある。）。
６．　前記活性炭の平均粒径が０．１ｍｍ以上５．０ｍｍ以下、比表面積が１０００ｍ２／ｇ以上１８００ｍ２／ｇ以下、または全細孔容積が０．２ｍＬ／ｇ以上０．６ｍＬ／ｇ以下であることを特徴とする、前項１から５のいずれか１つに記載の回収二酸化炭素ガスの精製方法。
７．　次の工程（１）～（４）：
（１）ヒダントイン工程：３－メチルメルカプトプロピオンアルデヒドシアンヒドリンを、二酸化炭素およびアンモニアと反応させ、５－（２－メチルメルカプトエチル）ヒダントインを得る工程；
（２）加水分解反応工程：アルカリ化合物の存在下に前記５－（２－メチルメルカプトエチル）ヒダントインを加水分解し、メチオニンのアルカリ塩を含む反応液を得る工程；
（３）晶析工程：前記反応液に二酸化炭素を導入し、前記反応液からメチオニンを得る工程；および、
（４）前記工程（１）および工程（２）の少なくとも１つの工程から回収される、３－メチルメルカプトプロプオンアルデヒドおよびアクロレインの少なくとも１つを含有する回収二酸化炭素ガスを活性炭と接触させて、含有される３－メチルメルカプトプロプオンアルデヒドおよびアクロレインの少なくとも１つを除去する回収二酸化炭素ガスの精製工程、
を含むことを特徴とする、メチオニンの製造方法（以下、本明細書中、「本発明のメチオニンの製造方法」と記すことがある）。
８．　Ａ．メチルメルカプタンとアクロレインとを反応させ、３－メチルメルカプトプロピオンアルデヒドを得る工程；
Ｂ．前記３－メチルメルカプトプロピオンアルデヒドを、青酸（シアン化水素）と反応させ、３－メチルメルカプトプロピオンアルデヒドシアンヒドリンを得る工程；
Ｃ．前記３－メチルメルカプトプロピオンアルデヒドシアンヒドリンを、二酸化炭素と、アンモニアまたは炭酸アンモニウムと反応させ、５－（２－メチルメルカプトエチル）ヒダントインを得る工程；
Ｄ．アルカリ化合物の存在下に前記５－（２－メチルメルカプトエチル）ヒダントインを加水分解し、メチオニンのアルカリ塩を含む反応液を得る工程；および、
Ｅ．前記メチオニンのアルカリ塩を含む反応液に二酸化炭素を導入し、メチオニンを析出させ、析出したメチオニンを分離する工程を含み、工程ＣまたはＤの少なくとも１つの工程から回収される３－メチルメルカプトプロピオンアルデヒドおよびアクロレインの少なくとも１つを含有する回収二酸化炭素ガスを活性炭と接触させ、３－メチルメルカプトプロピオンアルデヒドおよびアクロレインの少なくとも１つを除去する回収二酸化炭素ガスの精製工程を含むことを特徴とする、前項７に記載のメチオニンの製造方法。
　本願発明の方法によれば、回収二酸化炭素ガスに含有されるＭ－アルデヒド等を、活性炭を用いて除去することにより、回収二酸化炭素ガスを高圧にすることなく、Ｍ－アルデヒド等の除去が可能となる。これにより、回収二酸化炭素ガスを用いる設備の耐圧性を考慮する必要がなく、生産規模を拡大した場合でも生産設備のコストを抑えることができる。また、水によりＭ－アルデヒド等を除去する場合と比較して、精製後の二酸化炭素内の水分を低く抑えることができる。
　本願の第２および３の態様によれば、回収二酸化炭素ガスが、メチオニンの製造方法に含まれるヒダントイン工程、および加水分解反応工程のうち少なくとも１つの工程から回収された二酸化炭素ガスであることにより、メチオニンの製造を行う生産設備のコストを抑えることができる。
　本願第４の態様によれば、活性炭による除去前において、回収二酸化炭素ガスの二酸化炭素濃度が７０容積％以上９９．９９容積％以下であることにより、回収二酸化炭素ガスに含まれるＭ－アルデヒド等をより適切に除去することができるとともに、晶析工程で、前記の精製後の二酸化炭素をそのまま用いることができる。
　本願第５の態様によれば、活性炭による除去前において、回収二酸化炭素の圧力が、ゲージ圧で－０．０１ＭＰａ以上０．５ＭＰａ以下であることにより、回収二酸化炭素を用いる設備の耐圧性を低くでき、生産設備のコストを抑えることができる。
　本願第６の態様によれば、活性炭の平均粒径が０．１ｍｍ以上５．０ｍｍ以下、比表面積が１０００ｍ２／ｇ以上１８００ｍ２／ｇ以下、または全細孔容積が０．２ｍＬ／ｇ以上０．６ｍＬ／ｇ以下であることにより、Ｍ－アルデヒド等への吸着性能を保持することができる。また、活性炭を用いる装置内の圧力損失を抑え、本工程へ送るガスの圧力を低くできる。
　本願第７および８の態様によれば、メチオニンの製造方法が、前記第２から第６の態様の回収二酸化炭素ガスの精製工程を包含することにより、メチオニンの生産設備のコストを抑えることができる。
本願の実施形態に係る回収二酸化炭素の精製方法のフロー図である。 活性炭を用いた精製方法の精製試験装置の概略構成の説明図である。 水を用いた精製方法の精製試験装置の概略構成の説明図である。
　以下、本願方法の実施の形態を例を示して説明する。
　まず、メチオニンの製造方法について説明する。
　メチオニンは、通常以下の工程を含む製造方法により製造される。
Ａ．Ｍ－アルデヒド工程：ＭＭとＡＣＲとを反応させ、Ｍ－アルデヒドを得る工程；
Ｂ．シアンヒドリン工程：前記Ｍ－アルデヒドを青酸（シアン化水素）と反応させ、３－メチルメルカプトプロピオンアルデヒドシアンヒドリン（以下、本明細書では「ＭＣＨ」と記すことがある）を得る工程；
Ｃ．ヒダントイン工程：前記ＭＣＨを、二酸化炭素とアンモニア（または炭酸アンモニウム）と反応させ、５－（２－メチルメルカプトエチル）ヒダントインを得る工程；
Ｄ．反応（加水分解反応）工程：アルカリ化合物の存在下に前記５－（２－メチルメルカプトエチル）ヒダントインを加水分解し、メチオニンのアルカリ塩を含む反応液を得る工程；および、
Ｅ．晶析工程：前記反応液に二酸化炭素を導入し、メチオニンを析出させ、析出したメチオニンを分離して得る工程。
　上記ＡからＥまでの工程を経て、メチオニンを工業的に得ることができる。各工程での化学反応は、以下の化学反応式で表すことができる。
Ａ．Ｍ－アルデヒド工程
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
Ｂ．シアンヒドリン工程
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
Ｃ．ヒダントイン工程
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
Ｄ．加水分解反応工程
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
Ｅ．晶析工程
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005
 [（１）ヒダントイン工程]
　ヒダントイン工程は、ＭＣＨを、二酸化炭素およびアンモニアでヒダントイン化し、５－（２－メチルメルカプトエチル）ヒダントインを得る工程である。ヒダントイン工程で用いられる二酸化炭素やアンモニア源としては通常用いられるものでよく、ＭＣＨ１モルに対し理論量よりも過剰、望ましくは１～４モルの二酸化炭素およびアンモニアが用いられる。また、二酸化炭素とアンモニアの組合せの代わりに、炭酸アンモニウムや重炭酸アンモニウムが用いられることもある。反応温度は約６０～８５℃、滞留時間は約３～６時間等の一般的条件が用いられる。
　図１には、本発明の実施形態に係る、回収二酸化炭素ガスの精製方法のフロー図を示す。図１に示すように、本実施形態では、ヒダントイン工程で過剰に用いられている二酸化炭素や、炭酸アンモニウムが分解して生じる二酸化炭素を回収することで、二酸化炭素を獲得する。なお、この回収された二酸化炭素には、ヒダントイン工程の前の工程であるＭ－アルデヒドで未反応のまま残存したＡＣＲが、またシアンヒドリン工程で未反応のまま残存したＭ－アルデヒドが含まれている。
 [（２）加水分解反応工程]
　反応工程は、アルカリ化合物の存在下に５－（２－メチルメルカプトエチル）ヒダントインを加水分解し、反応液を得る工程である。この反応工程で用いられているアルカリ化合物としては、例えば、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム、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。アルカリ化合物の使用量は、５－（２－メチルメルカプトエチル）ヒダントイン１モル当たり、カリウムまたはナトリウムとして、通常２～１０モル、好ましくは３～６モルである。また、水の使用量は、５－（２－メチルメルカプトエチル）ヒダントイン１重量部に対し、通常２～２０重量部である。
　加水分解反応工程で行われる加水分解反応は、攪拌式または非攪拌式であって、連続式または回分（バッチ）式の反応槽で行われる。
　この加水分解反応は、ゲージ圧力で０．５～１ＭＰａ程度の加圧下に、１５０～２００℃程度に加熱して行うのがよい。反応時間は通常１０分～２４時間である。
　図１に示すように、本実施形態では、加水分解反応工程で発生したガスを回収することで、回収二酸化炭素ガスを獲得する。回収二酸化炭素ガスには、ＡＣＲやＭ－アルデヒドが含まれている。
 [（３）晶析工程]
　晶析工程では、晶析設備内に加水分解反応工程で得られた反応液を流入させ、この反応液内に二酸化炭素を導入して、反応液内で晶析を行わせてメチオニン析出物を得る。この反応では、二酸化炭素の導入により加水分解反応液に二酸化炭素が吸収され、メチオニンのアルカリ塩が遊離のメチオニンとなって析出する。
 [回収二酸化炭素の精製]
　（１）ヒダントイン工程および（２）加水分解反応工程で得られた回収二酸化炭素ガスは、ＡＣＲ、Ｍ－アルデヒドを含有する。活性炭を用いて、これらを除去する。図１に示すように、（１）ヒダントイン工程および（２）加水分解反応工程で得られた回収二酸化炭素ガスは、混合することもできる。この場合、１つの搬送管を通じてＭ－アルデヒド等除去装置に流入され精製される。Ｍ－アルデヒド等除去装置では、活性炭が充填された充填塔が設けられている。活性炭の充填率は、通常０．３ｇ／ｍＬ以上１．０ｇ／ｍＬ以下、好ましくは０．３５ｇ／ｍＬ以上０．６ｇ／ｍＬ以下である。この充填塔は１本でも２本以上でもよいが、以下は２本の充填塔が並列に設けられている場合の説明である。並列に２本設けられた充填塔（２本の充填塔を、「第１充填塔」、「第２充填塔」とする）は交互に用いられて、精製作用を途切れさせることなく、Ｍ－アルデヒド等を除去して、回収二酸化炭素ガスを精製する。具体的には、２本の充填塔のうちの第１充填塔に、回収二酸化炭素ガスを流入させ、Ｍ－アルデヒド等を除去する。充填塔に回収二酸化炭素ガスを流入させる際の条件は、流量が線速度で０．０３ｍ／ｓ以上０．２ｍ／ｓ以下、圧力がゲージ圧力で－０．０１ＭＰａ以上０．５ＭＰａ以下であることが好ましい。このとき第２充填塔では、活性炭に吸着したＭ－アルデヒド等が取り除かれて、活性炭の吸着能力が回復させられている。第２充填塔で活性炭の吸着能力が回復すると、回収二酸化炭素ガスを、この第２充填塔に流入させ、第１充填塔については、活性炭の吸着能力を回復する。このように、充填塔が２本の場合は、これらを交互で使用することもできる。なお充填塔が２本の場合について説明したが、３本以上の場合にも同様に、回収二酸化炭素のＭ－アルデヒド等の除去に用いられていないものについては、精製に用いられていない間に、吸着能力を回復させる。このように、活性炭の充填塔を複数設置する場合には、吸着と脱着とを並行して行うことで連続的に、回収二酸化炭素ガス中のＭ－アルデヒド等を除去できる。
　活性炭の吸着能力を回復させるために、充填塔内に不活性ガスを流通させる。不活性ガスとしては窒素、アルゴン、ヘリウム等がある。この際の操作圧力および温度は、活性炭から脱着すべき物質の蒸気圧に依存するが、好ましくは真空から大気圧であり、操作温度は、１０℃から脱着操作圧力での脱着すべき物質の沸点以上である。
　Ｍ－アルデヒド等除去装置において、活性炭が充填されている充填塔に入る直前の、回収二酸化炭素ガス中の二酸化炭素濃度は、７０容積％以上９９．９９容積％以下であるのが望ましい。このような成分構成であることにより、回収二酸化炭素ガス内のＭ－アルデヒド等をより適切に除去することができるとともに、晶析工程で、そのまま精製後の二酸化炭素ガスを用いることができる。
　また、Ｍ－アルデヒド等除去装置において、活性炭が充填されている充填塔に入る直前の回収二酸化炭素ガスの圧力は、ゲージ圧力で－０．０１ＭＰａ以上０．５ＭＰａ以下であることが望ましい。特許文献１で開示されるような高圧で実施する必要が無いことから、生産設備のコストを抑えることができる。なお、－０．０１ＭＰａ以上とすることによって、活性炭によるＭ－アルデヒド等の吸着が十分に達成され、また０．５ＭＰａ以下とすることにより、ヒダントイン工程や加水分解反応工程からの回収二酸化炭素ガスの導入が容易にできる。
　活性炭の原料については、天然物由来であることが望ましい。例えば木材、ヤシ殻が原材料であることが好ましい。
　また、活性炭の平均粒径は０．１ｍｍ以上５．０ｍｍ以下であることが望ましい。この範囲にあることで、Ｍ－アルデヒド等の吸着性能を保持することができる。これより小さいと充填塔内での圧力損失が大きくなり不利になる。平均粒径は、ＪＩＳ　Ｋ１４７４で表されている５０％粒径（Ｄ５０）であり、本規格内で表されている方法で測定できる。また、比表面積としては、１０００ｍ２／ｇ以上１８００ｍ２／ｇ以下であることが望ましい。また、全細孔容積が０．２ｍＬ／ｇ以上０．６ｍＬ／ｇ以下であることが望ましい。
　上記した活性炭により、Ｍ－アルデヒド等が除去された精製後の二酸化炭素を、（３）晶析工程で反応液に導入し、メチオニン析出に使用することができる。この精製後の二酸化炭素内には、ＡＣＲ、Ｍ－アルデヒドが含まれていないので、純度の高いメチオニンを得ることが可能となる。
　次に本発明の実施例を示すが、本発明はこれによって限定されるものではない。
[実施例]
　図２は活性炭を用いた精製方法を実施するための精製試験装置１０の概略構成の説明図である。精製試験装置１０には、１本の充填塔１１が設けられ、図２の紙面上の左側から、（１）ヒダントイン工程および（２）加水分解反応工程で得られた回収二酸化炭素が供給されている。この供給された回収二酸化炭素は、活性炭が充填された充填塔１１を通過したあと、流量計１２を通過する。充填塔１１の容積は４４ｍＬであり、活性炭の充填量を２２．３ｇとした。通過させる回収二酸化炭素の流量は、精製試験装置１０の各箇所に設けられているバルブで調整され、流量は、流量計１２で測定される。充填塔１１を通過する前後の回収二酸化炭素の成分量は、別途ガス成分測定器で測定される。測定されたガス流量、ガス圧力、また、活性炭を通過する前の回収二酸化炭素の成分量は表１に示すとおりである。また、使用した活性炭の原料はヤシ殻であり、平均粒径は３．５６ｍｍであり、比表面積は１２００ｍ２／ｇであり、全細孔容積は０．５５ｍＬ／ｇであった。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000006
　また、表２には、連続的に回収二酸化炭素を精製試験装置１０に供給し、供給を始めてからの時間（つまり、運転時間）が１０分後と１２０分後のＡＣＲ、Ｍ－アルデヒドの濃度を測定した結果を示す。表の中のＮ．Ｄ．は測定不能、すなわち今回用いた測定機の測定できる最小単位にまで濃度が到達していないことを示している。この結果より、本実施形態の回収二酸化炭素の精製方法により、低圧でＡＣＲ、Ｍ－アルデヒドを含有する二酸化炭素を精製することができた。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000007
 [比較例]
　図３は活性炭の代わりに水を用いた精製方法を実施するための精製試験装置３０の概略構成の説明図である。精製試験装置３０には、１本の気液混合塔３１が設けられ、図３の紙面上の左下側から、（１）ヒダントイン工程および（２）加水分解反応工程で得られた回収二酸化炭素が供給されている。この供給された回収二酸化炭素は、気液混合塔３１を通過したあと、流量計３２を通過する。通過させる回収二酸化炭素の流量は、流量計３２で測定される。また、気液混合塔３１に流入させる水は、純水であり、図３の紙面上左上側からバルブ３４を介して、気液混合塔３１に流入する。気液混合塔３１を通過する前後の回収二酸化炭素の成分量は、別途ガス成分測定器で測定される。測定されたガス流量、ガス圧力、また、気液混合塔３１を通過する前の回収二酸化炭素の成分量は表３に示すとおりである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000008
　また、表４には、連続的に回収二酸化炭素を洗浄試験装置３０に供給した時の結果を示す。気液混合の比率とは、供給する水の重量に対し、供給される回収二酸化炭素の量を表したものである。この結果より、低圧で水により本実施形態の回収二酸化炭素の精製をした場合、Ｍ－アルデヒドは除去できるものの、ＡＣＲについては完全に除去できていないことがわかり、完全な除去が困難であることがわかる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000009
　本発明の精製方法は、Ｍ－アルデヒド、ＡＣＲのいずれか１つを含有する回収二酸化炭素であれば、メチオニンの製造にかかわらず適応可能である。
　１０、３０　精製試験装置
　１１　充填塔
　１２、３２　流量計
　３１　気液混合塔
　３４　バルブ

Claims (8)

  1. 　３－メチルメルカプトプロピオンアルデヒドおよびアクロレインを含む二酸化炭素ガスを活性炭と接触させ、前記３－メチルメルカプトプロピオンアルデヒドおよびアクロレインの少なくとも１つを除去することを特徴とする、二酸化炭素ガスの精製方法。
  2. 　前記二酸化炭素ガスが、メチオニンの製造方法を構成する以下の工程（１）および（２）：
    （１）ヒダントイン工程：３－メチルメルカプトプロピオンアルデヒドシアンヒドリンを、二酸化炭素およびアンモニアと反応させ、５－（２－メチルメルカプトエチル）ヒダントインを得る工程、
    （２）加水分解反応工程：アルカリ化合物の存在下に前記５－（２－メチルメルカプトエチル）ヒダントインを加水分解し、メチオニンのアルカリ塩を含む反応液を得る工程、
    のうち少なくとも１つの工程から回収された二酸化炭素ガスである、請求項１記載の二酸化炭素ガスの精製方法。
  3. 　二酸化炭素が、以下のＡからＥの工程を包含するプロセスによりメチオニンを製造するプロセスから回収される回収二酸化炭素である、請求項１または２に記載の回収二酸化炭素の精製方法、
    Ａ．メチルメルカプタンとアクロレインとを反応させ、３－メチルメルカプトプロピオンアルデヒドを得る工程；
    Ｂ．前記３－メチルメルカプトプロピオンアルデヒドを、青酸と反応させ、３－メチルメルカプトプロピオンアルデヒドシアンヒドリンを得る工程；
    Ｃ．前記３－メチルメルカプトプロピオンアルデヒドシアンヒドリンを、二酸化炭素とアンモニア、または炭酸アンモニウムと反応させ、５－（２－メチルメルカプトエチル）ヒダントインを得る工程；
    Ｄ．アルカリ化合物の存在下に工程Ｃで得られる５－（２－メチルメルカプトエチル）ヒダントインを加水分解し、メチオニンのアルカリ塩を含む反応液を得る工程；および、
    Ｅ．前記メチオニンのアルカリ塩を含む反応液に二酸化炭素を導入し、メチオニンを析出させ、析出したメチオニンを分離する工程。
  4. 　前記活性炭による除去前において、前記回収二酸化炭素の二酸化炭素濃度が７０容積％以上９９．９９容積％以下である、
    請求項１から３のいずれか１項に記載の回収二酸化炭素の精製方法。
  5. 　前記活性炭による除去前において、前記回収二酸化炭素の圧力が、ゲージ圧力で－０．０１ＭＰａ以上０．５ＭＰａ以下である、
    請求項１から４のいずれか１項に記載の回収二酸化炭素の精製方法。
  6. 　前記活性炭の平均粒径が０．１ｍｍ以上５．０ｍｍ以下、
    比表面積が１０００ｍ２／ｇ以上１８００ｍ２／ｇ以下、
    または全細孔容積が０．２ｍＬ／ｇ以上０．６ｍＬ／ｇ以下である、
    請求項１から５のいずれか１項に記載の回収二酸化炭素の精製方法。
  7. 　次の工程（１）～（４）：
    （１）ヒダントイン工程：３－メチルメルカプトプロピオンアルデヒドシアンヒドリンを、二酸化炭素およびアンモニアと反応させ、５－（２－メチルメルカプトエチル）ヒダントインを得る工程、
    （２）加水分解反応工程：アルカリ化合物の存在下に前記５－（２－メチルメルカプトエチル）ヒダントインを加水分解し、メチオニンのアルカリ塩を含む反応液を得る工程、
    （３）晶析工程：前記反応液に二酸化炭素を導入し、前記反応液からメチオニンを得る工程、
    （４）前記工程（１）および工程（２）の少なくとも１つの工程から回収される、３－メチルメルカプトプロイオンアルデヒドおよびアクロレインの少なくとも１つを含有する回収二酸化炭素ガスを活性炭と接触させ、含有される３－メチルメルカプトプロイオンアルデヒドおよびアクロレインの少なくとも１つを除去する回収二酸化炭素ガスの精製工程、を含むことを特徴とする、メチオニンの製造方法。
  8. 　Ａ．メチルメルカプタンとアクロレインとを反応させ、３－メチルメルカプトプロピオンアルデヒドを得る工程；
    Ｂ．前記３－メチルメルカプトプロピオンアルデヒドを、青酸と反応させ、３－メチルメルカプトプロピオンアルデヒドシアンヒドリンを得る工程；
    Ｃ．前記３－メチルメルカプトプロピオンアルデヒドシアンヒドリンを、二酸化炭素と、アンモニアまたは炭酸アンモニウムと反応させ、５－（２－メチルメルカプトエチル）ヒダントインを得る工程；
    Ｄ．アルカリ化合物の存在下に前記５－（２－メチルメルカプトエチル）ヒダントインを加水分解し、メチオニンのアルカリ塩を含む反応液を得る工程；および、
    Ｅ．前記メチオニンのアルカリ塩を含む反応液に二酸化炭素を導入し、メチオニンを析出させ、析出したメチオニンを分離する工程を包含し、工程ＣまたはＤの少なくとも１つの工程から回収される３－メチルメルカプトプロピオンアルデヒドおよびアクロレインの少なくとも１つを含有する回収二酸化炭素ガスを活性炭と接触させ、３－メチルメルカプトプロピオンアルデヒドおよびアクロレインの少なくとも１つを除去する回収二酸化炭素ガスの精製工程、を含むことを特徴とする、請求項７に記載のメチオニンの製造方法。
PCT/JP2018/017205 2017-04-27 2018-04-27 回収二酸化炭素の精製方法、および回収二酸化炭素の精製工程を包含するメチオニンの製造方法 WO2018199292A1 (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019514656A JP7128808B2 (ja) 2017-04-27 2018-04-27 回収二酸化炭素の精製方法、および回収二酸化炭素の精製工程を包含するメチオニンの製造方法
EP18790049.3A EP3617142B1 (en) 2017-04-27 2018-04-27 Recovered-carbon-dioxide purifying method and methionine manufacturing method including recovered-carbon-dioxide purifying step
US16/608,066 US11577190B2 (en) 2017-04-27 2018-04-27 Recovered-carbon-dioxide purifying method and methionine manufacturing method including recovered-carbon-dioxide purifying step
CN201880027556.6A CN110536864B (zh) 2017-04-27 2018-04-27 回收二氧化碳的提纯方法和包括回收二氧化碳的提纯工序的蛋氨酸的制造方法

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017087749 2017-04-27
JP2017-087749 2017-04-27

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2018199292A1 true WO2018199292A1 (ja) 2018-11-01

Family

ID=63918600

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2018/017205 WO2018199292A1 (ja) 2017-04-27 2018-04-27 回収二酸化炭素の精製方法、および回収二酸化炭素の精製工程を包含するメチオニンの製造方法

Country Status (5)

Country Link
US (1) US11577190B2 (ja)
EP (1) EP3617142B1 (ja)
JP (1) JP7128808B2 (ja)
CN (1) CN110536864B (ja)
WO (1) WO2018199292A1 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021054268A1 (ja) * 2019-09-17 2021-03-25 住友化学株式会社 濃縮炭酸塩水溶液の製造方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04124171A (ja) * 1990-09-12 1992-04-24 Sumitomo Chem Co Ltd メチオニンの製造方法
JP2004081192A (ja) * 2002-07-03 2004-03-18 Morinaga Milk Ind Co Ltd 臭気が低減された乳蛋白質加水分解物の製造方法及び乳蛋白質加水分解物
JP2008506520A (ja) * 2004-07-22 2008-03-06 エボニック デグサ ゲーエムベーハー Ｃｏ２ガス流を浄化するための方法
JP2017087749A (ja) 2015-11-02 2017-05-25 Ntn株式会社 ブレーキ装置

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3636098A (en) * 1966-07-02 1972-01-18 Sumitomo Chemical Co Process for producing methionine
US3636008A (en) 1968-06-14 1972-01-18 Sumitomo Chemical Co Process for the production of an anthraquinone disperse dye
DE19547236A1 (de) * 1995-12-18 1997-07-03 Degussa Verfahren zur Herstellung von D,L-Methionin oder dessen Salz
JP2003104958A (ja) * 2001-09-28 2003-04-09 Nippon Soda Co Ltd メチオニンの製造方法
FR2918579B1 (fr) * 2007-07-13 2010-01-01 Air Liquide Procede de purification d'un gaz contenant du co2 par integration d'unite de purification par adsorption
JP2009292796A (ja) * 2008-06-09 2009-12-17 Sumitomo Chemical Co Ltd メチオニンの製造方法
EP3733645B1 (en) * 2017-12-28 2022-07-20 Sumitomo Chemical Company, Limited Method for producing methionine

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04124171A (ja) * 1990-09-12 1992-04-24 Sumitomo Chem Co Ltd メチオニンの製造方法
JP2004081192A (ja) * 2002-07-03 2004-03-18 Morinaga Milk Ind Co Ltd 臭気が低減された乳蛋白質加水分解物の製造方法及び乳蛋白質加水分解物
JP2008506520A (ja) * 2004-07-22 2008-03-06 エボニック デグサ ゲーエムベーハー Ｃｏ２ガス流を浄化するための方法
JP4881299B2 (ja) 2004-07-22 2012-02-22 エボニック デグサ ゲーエムベーハー Ｃｏ２ガス流を浄化するための方法
JP2017087749A (ja) 2015-11-02 2017-05-25 Ntn株式会社 ブレーキ装置

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
L. XUE ET AL.: "Mainstream smoke gas phase filtration performance of adsorption materials evaluated with a puff-by-puff multiplex GC-MS method", CONTRIBUTIONS TO TABACCO RESEARCH, vol. 20, no. 4, December 2002 (2002-12-01), pages 251 - 256, XP055527573 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021054268A1 (ja) * 2019-09-17 2021-03-25 住友化学株式会社 濃縮炭酸塩水溶液の製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
JPWO2018199292A1 (ja) 2020-05-14
US20200188834A1 (en) 2020-06-18
US11577190B2 (en) 2023-02-14
EP3617142A4 (en) 2020-12-23
CN110536864B (zh) 2022-12-23
CN110536864A (zh) 2019-12-03
JP7128808B2 (ja) 2022-08-31
EP3617142B1 (en) 2023-08-30
EP3617142A1 (en) 2020-03-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9926265B1 (en) Cyclic process for producing taurine
US9850200B1 (en) Method for preparing taurine
US20180155278A1 (en) Method for preparing taurine
WO2014032401A1 (zh) 一种清洁的d,l-蛋氨酸制备方法
EP2186796B1 (en) Process for producing methionine
JP2007063141A (ja) メチオニンの製造方法
US10112894B2 (en) Cyclic process for producing taurine
JP5013692B2 (ja) フルオロメタンの製造方法およびその製品
WO2015050056A1 (ja) 五フッ化リンの精製方法
CN1946468A (zh) 净化co2气流的方法
US20160068404A1 (en) Process for heat recovery from ammonia stripper in andrussow process
JP2009292795A (ja) メチオニンの製造方法
JP2012201672A (ja) メチオニンの製造方法
WO2018199292A1 (ja) 回収二酸化炭素の精製方法、および回収二酸化炭素の精製工程を包含するメチオニンの製造方法
DK2749649T3 (en) Process for separating and purifying 1,4-diaminobutane from a fermented solution
JP2004002280A (ja) 金属ギ酸塩／ギ酸混合物の製造方法
FR2480281A1 (fr) Procede de production de thioalkyleneglycols
US4365090A (en) Process for production of acrylamide
EP3725770B1 (en) Method for producing methionine
JP2011126794A (ja) メチオニンの製造方法
JP7431581B2 (ja) メチオニンの製造方法
JP2004182607A (ja) ４−クロロ−３−ヒドロキシブチロニトリルの製造方法
JP2015093872A (ja) エチレンアミン類の製造方法
JP2011195517A (ja) メチオニンの製造方法
JPH0585707A (ja) アジ化ナトリウムの製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 18790049

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2019514656

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2018790049

Country of ref document: EP

Effective date: 20191127