[发明专利]蛋氨酸结晶分离系统及结晶分离蛋氨酸的工艺

说明书

技术领域

本发明属于含氮有机化合物制备领域，涉及工业化生产蛋氨酸的系统和工艺，特别涉及一种结晶分离蛋氨酸的系统及工艺。

背景技术

蛋氨酸是一种非极性α氨基酸，广泛应用与饲料及医药行业。目前普遍采用海因法制备蛋氨酸，即首先制备含蛋氨酸的溶液，然后对蛋氨酸溶液进行结晶得到蛋氨酸固体。目前业内普遍采用分段蒸发的方法从蛋氨酸溶液中提取蛋氨酸，其工艺路线如图1所示：含有蛋氨酸的溶液首先进入第一蒸发段在高温区（约130-150℃）进行蒸发，蒸发过程中溶液中的水分和其他杂质随气体排放到空气中，蒸发所得高浓度蛋氨酸溶液通过管道进入下一蒸发段并在较低温度继续蒸发，如此循环直至浓缩得到蛋氨酸成品。

这种分段蒸发结晶蛋氨酸的方法原理简单，操作方便；但也存在以下缺点：首先，这种方法蒸发过程中产生大量的水蒸气及杂质气体，消耗大量的能量并带来空气污染；其次，这种方法离心后固态产物水含量高，干燥后堆密度小（通常小于0.3）需造粒，产品中硫酸钠含量高，颗粒过于细小，并且蛋氨酸纯度不高，通常带有一定气味。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种蛋氨酸结晶分离系统和基于该系统的结晶分离蛋氨酸的工艺。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

蛋氨酸结晶分离系统，包括进料口、换热器、结晶器、分离系统和促使溶体流动的循环装置，在循环装置的作用下，原料由进料口进入换热器，经换热器换热后进入结晶器结晶，结晶所得混合液一部分返回换热器继续循环，另一部分进入分离系统进行分离；分离所得固态产物排出系统，退出循环，液态产物返回换热器继续循环。

作为本发明蛋氨酸结晶分离系统的改进，所述分离系统包括稀相浓相分离装置、离心机和蒸发浓缩装置；结晶后进入分离系统的混合液首先经稀相浓相分离装置初步分离为清液和高蛋氨酸固含量混合液，所述高蛋氨酸固含量混合液进入离心机进一步分离为蛋氨酸和清液；所述蛋氨酸排出系统、退出循环，所述稀相浓相分离装置和离心机分离所得清液一部分返回换热器继续循环，另一部分进入蒸发浓缩装置进一步分离为硫酸钠和清液；所述硫酸钠排出系统、退出循环，所述清液返回换热器继续循环。

作为本发明蛋氨酸结晶分离系统的改进，所述分离系统还包括清液槽，所述稀相浓相分离装置和离心机分离得到的清液进入清液槽混合暂存后一部分返回换热器继续循环，另一部分进入蒸发浓缩装置进一步分离。

作为本发明蛋氨酸结晶分离系统的进一步改进，所述结晶器为立式搅拌结晶器。

一种分离蛋氨酸的工艺，包括以下步骤：

（1）向结晶分离系统注入初始量的蛋氨酸和硫酸钠混合溶液，所述混合溶液经换热器换热后进入结晶器结晶；结晶所得混合液一部分返回换热器继续循环，另一部分进入分离系统进行分离；分离后得到蛋氨酸、硫酸钠以及蛋氨酸和硫酸钠混合清液，蛋氨酸和硫酸钠经出料口排出，蛋氨酸和硫酸钠混合清液返回换热器继续循环；

（2）根据蛋氨酸和硫酸钠的生成量向换热器加入平衡量的蛋氨酸钠和硫酸。

作为本发明分离蛋氨酸工艺的改进，步骤（1）注入的蛋氨酸和硫酸钠混合溶液中蛋氨酸的质量浓度为5%-10%wt，硫酸钠的质量浓度为5%-10%wt。

作为本发明分离蛋氨酸工艺的改进，步骤（1）蛋氨酸结晶时的温度为8-45℃。

作为本发明分离蛋氨酸工艺的改进，步骤（1）结晶所得溶液中蛋氨酸的固含量为3-10%wt。

作为本发明分离蛋氨酸工艺的改进，步骤（1）结晶后进入分离系统的混合液首先经稀相浓相分离装置分离为清液和蛋氨酸的固含量为10-30%wt的混合液，所述蛋氨酸的固含量为10-30%wt的混合液进入离心机进一步分离为蛋氨酸和清液；所述蛋氨酸排出系统、退出循环，所述稀相浓相分离装置和离心机分离所得清液一部分返回换热器继续循环，另一部分进入蒸发浓缩装置进一步分离为硫酸钠和清液；所述硫酸钠排出系统、退出循环，所述清液返回换热器继续循环。

作为本发明分离蛋氨酸工艺的进一步改进，蛋氨酸和硫酸钠混合溶液进入结晶器的速度为15-40m³/h，结晶器内有效容积为30-60m³，结晶器内搅拌速度为15-100r/min。