[发明专利]用于蒸发结晶的装置、甲硫氨酸的结晶方法

说明书

本发明提供一种用于蒸发结晶的装置，该用于蒸发结晶的装置包括蒸发容器、结晶容器，所述用于蒸发结晶的装置还包括第一循环单元及第二循环单元，所述第一循环单元包括依次连接的第一分管、第一循环泵、第一循环进管；所述第二循环单元包括所述依次连接的第二分管、第二循环泵、加热器及第二循环进管，所述第一循环进管及第二循环进管连于所述蒸发容器。本发明还提供一种甲硫氨酸的结晶方法。该方法设置了额外的第一循环回路，而将第一细晶重新导入蒸发容器作为晶核，生长得到更大的第二颗粒及诱导得到更多以及更均匀的第二颗粒。

技术领域

本发明涉及化学工艺改进领域，特别是涉及一种用于蒸发结晶的装置及甲硫氨酸的结晶方法。

背景技术

DL-甲硫氨酸，俗称蛋氨酸，其不能够在体内自身合成，只能从外部获得，是构成人体的必需氨基酸之一，参与蛋白质的合成。DL-甲硫氨酸是等量的右旋构型和左旋构型构成的混合物，外消旋能力相互抵消，不显示旋光性。

甲硫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，从而甲硫氨酸可以用于防治慢性或急性肝炎、肝硬化等肝脏疾病，也可用于缓解砷、三氯甲烷、四氯化碳、苯、吡啶和喹啉等有害物质的毒性反应。当缺乏甲硫氨酸时，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。

甲硫氨酸广泛用于医药、食品、饲料和化妆品等领域，其中作为饲料添加剂的用量最大。目前国内固体甲硫氨酸需求量约14万吨/年，液体甲硫氨酸需求量5万吨/年，我国的甲硫氨酸几乎全部依靠进口，国内甲硫氨酸产量远不能满足需求。

甲硫氨酸的化工合成从甲硫基丙醛和氰化氢开始进行，制备中间体5-(2-甲硫基乙基)乙内酰脲，并用碳酸盐水解转化成甲硫氨酸盐，再用CO₂气体酸化，将甲硫氨酸沉淀出来。

甲硫氨酸本身是比较容易发泡的物质，用CO₂或者H₂SO₄酸化甲硫氨酸钠盐或者钾盐时，由于反应液碱性很强，这就更加导致了在酸化过程发泡，上层泡沫高度最高可以达到20cm的厚度。然而，以这种方式获得的粗甲硫氨酸晶体为片状或薄片状，过滤性较差。结晶过程中大量的泡沫产生的不良影响在工业化生产过程中会被放大，使得整个结晶过程没办法控制，降低结晶效率，甚至导致甲硫氨酸生产的失败。

欧洲发明申请(公开号EP1256571A1)公开了在酸化甲硫氨酸盐过程中，为了控制气泡并提高晶体质量，加入消泡剂，得到的甲硫氨酸晶型由薄片状变为球形多孔颗粒。但由于其多孔结构，晶体中会夹带大量的母液，使得一次结晶产品包含的杂质和钾离子含量很高，达不到国家规定的标准，必须用大量水洗涤干燥，能耗过高。

当然，也有对甲硫氨酸一次结晶产品进行重结晶，以提高甲硫氨酸的纯度和堆积密度。比如日本发明申请(公开号JP2004-292324)公开了在甲硫氨酸的重结晶过程中添加聚乙烯醇或谷蛋白。重结晶过程具体为，向冷的甲硫氨酸悬浮液中逐滴加入热的甲硫氨酸溶液，甲硫氨酸由于热溶液受到冷却而沉淀出来，导致得到的甲硫氨酸堆积密度不超过580g/L，堆积密度小、晶体流动性差、聚乙烯醇或谷蛋白杂质含量高。

欧洲发明申请(公开号EP1451139A1)公开了在甲硫氨酸重结晶过程中加入羟乙基纤维素，获得的甲硫氨酸晶体堆积密度最优为620g/L，晶体由一次晶体的薄片状变为有厚度的晶体。然而，在工业生产过程中，利用滤液来溶解粗甲硫氨酸会导致羟乙基纤维素累积，使得产品的堆积密度降低，晶体团聚严重，杂质含量高。

中国发明专利(公告号CN104203912B)公开了一种制备D,L-甲硫氨酸的方法，将粗甲硫氨酸的水溶液重结晶，重结晶溶液里含有钾离子及结晶添加剂，结晶添加剂是非离子表面活性剂或阴离子表面活性剂，或不同的非离子表面活性剂或阴离子表面活性剂的混合物，然后将60℃-110℃的热的甲硫氨酸溶液引入到35℃-80℃的温的甲硫氨酸悬浮体中，在这种工艺中，结晶添加剂导致溶液发泡严重，操作条件要求苛刻，超出条件很容易生成片状晶体。