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CN110143899A - 一种清洁环保的蛋氨酸络合金属盐的生产方法和装置 - Google Patents

一种清洁环保的蛋氨酸络合金属盐的生产方法和装置 Download PDF

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CN110143899A
CN110143899A CN201910504896.XA CN201910504896A CN110143899A CN 110143899 A CN110143899 A CN 110143899A CN 201910504896 A CN201910504896 A CN 201910504896A CN 110143899 A CN110143899 A CN 110143899A
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CN
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methionine
ion
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nitrogen
water
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Application number
CN201910504896.XA
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周荣超
廖常福
彭启明
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Lufeng Tianbao Phosphorus Chemical Co ltd
Original Assignee
Lufeng Tianbao Phosphorus Chemical Co ltd
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    • C07ORGANIC CHEMISTRY
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    • C07C319/00Preparation of thiols, sulfides, hydropolysulfides or polysulfides
    • C07C319/14Preparation of thiols, sulfides, hydropolysulfides or polysulfides of sulfides
    • C07C319/20Preparation of thiols, sulfides, hydropolysulfides or polysulfides of sulfides by reactions not involving the formation of sulfide groups
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
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    • C07C319/28Separation; Purification

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Abstract

本发明涉及一种清洁环保的蛋氨酸络合金属盐的制备方法和装置,包括以下步骤:(1)在合成装置中按比例加入蛋氨酸、水和微量元素金属盐,加热完全溶解,升温至80℃~105℃,保温0.5小时至2.0小时,得到蛋氨酸络合金属盐水溶液;(2)将步骤(1)得到的蛋氨酸络合金属盐水溶液直接干燥至恒重,干燥后得到蛋氨酸络合金属盐产品。本发明具有无三废产生,金属离子络合率高,生产的产品无需粉碎过筛,避免了大量粉尘污染;络合反应过程中无需使用任何碱调节pH,具有操作简单,收率高,生产成本低,适用于多种微量元素金属盐的蛋氨酸络合盐生产等特点。

Description

一种清洁环保的蛋氨酸络合金属盐的生产方法和装置
技术领域
本发明属于有机化络合物制备领域,尤其是一种清洁环保的蛋氨酸络合金属盐的生产方法和装置。
背景技术
微量元素是十分重要的营养性添加剂,传统在饲料、预混料中普遍使用的微量元素添加剂主要是硫酸盐、氯化盐、氧化物等无机盐,它们有很多缺陷,如:在动物营养上由于消化过程中化学反应复杂,易受饲料中的磷酸盐、植酸等成分的影响,而形成不溶性沉淀,降低了生物学效价,影响了吸收利用;各种微量元素离子在吸收过程存在拮抗作用,影响吸收利用;在饲料加工中无机盐一般带有结晶水,易吸潮结块;无机盐对维生素和油脂等破坏作用较强;有些饲料厂采用高锰高锌饲料,收效不高,且严重污染环境等。
蛋氨酸又名甲硫氨酸,是构成动物体的必需氨基酸之一,是一种抗氧剂,能有效地清除生物体内的自由基。蛋氨酸是必需氨基酸中唯一含有硫的氨基酸,它参与动物体内甲基的转移及磷的代谢和肾上腺素、胆碱和肌酸的合成;是合成蛋白质和胱氨酸的原料;在甲基供体正常情况下,蛋氨酸为动物机体吸收后,在各种氨基酸酶的作用下,主要在肝脏、肾脏中进行分解、合成代谢,转变成蛋白质、含氮活性物质或转化成供机体生长发育用的能量,因此可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、喹啉和重金属等有害物质的毒性反应。
用蛋氨酸与铜、锰、钴、镍、铬(三价)的金属盐配位成的蛋氨酸络合金属盐,既用于补充微量元素,也用来辅助治疗一些疾病,如蛋氨酸铬在食品和医药行业,主要用于辅助治疗II 型糖尿病,也用作减肥保健食品的辅助成分,因此其作为一种理想的健康的营养补充剂和治疗辅剂,广泛用于饲料、食品及医药行业中,并已经得到了一定的研究。
中国专利CN101914048A公开了一种蛋氨酸钴的制备方法,包括以下步骤:(1) 成盐反应步骤:将蛋氨酸、碱式碳酸钴、引发剂、水投入反应釜中,搅拌,加热70-80℃反应,使二氧化碳溢出,生成蛋氨酸钴;(2) 烘干步骤:将分离得到的颗粒状产品,置于上、下透气的干燥筛中,烘干,得到的产品过筛,得到蛋氨酸钴产品。本制备方法在生产过程中,使用碱式碳酸钴及引发剂,保证得到颗粒状产品,利于干燥,不用粉碎,避免粉尘,具有实现简单,操作方便的特点,节约了生产设备的投资,提高了生产效率。
中国专利CN106674068A公开了一种蛋氨酸锰的制备方法,该方法包括成盐反应和烘干两个步骤,具体步骤如下:成盐反应:将蛋氨酸、碱式碳酸锰、苯甲酸和水投入反应釜中,进行搅拌,在65℃下加热反应,使二氧化碳溢出,生成蛋氨酸锰,所述蛋氨酸、碱式碳酸锰、苯甲酸和水的质量比为7:2:3:30 ;烘干:将分离得到的颗粒状产品,置于上、下透气的不锈钢干燥筛中,放入干燥箱中烘干,得到的产品过筛,即得到蛋氨酸锰产品,所述烘干温度为110℃。本发明的优点在于:本发明在生产过程中,使用碱式碳酸锰及引发剂,保证得到颗粒状产品,利于干燥,不用粉碎,避免粉尘的产生,具有实现简单,操作方便的特点,节约了生产设备的投资,提高了生产效率。
中国专利CN101914047A公开了一种蛋氨酸锰的制备方法,包括以下步骤:(1) 成盐反应步骤:将蛋氨酸、碱式碳酸锰、引发剂、水投入反应釜中,搅拌,70℃ -80℃加热反应,使二氧化碳溢出,生成蛋氨酸锰;(2)烘干步骤:将分离得到的颗粒状产品,置于上、下透气的不锈钢干燥筛中,放入干燥箱中烘干,得到的产品过筛,即得到蛋氨酸锰产品。本制备方法得到的颗粒状产品,易于干燥,减少防护及设备,节约了设备投资,降低了操作成本。
中国专利CN107337625A公开了一种饲料级羟基蛋氨酸锰螯合物的制备方法,包括以下步骤:A、向锰的无机盐水溶液中加入计量氢氧化钠试剂,得到固相物;B、水洗固相物以去除其中可溶性成分;C、向水洗渣中加水匀浆;D、按照料浆中锰含量与羟基蛋氨酸的摩尔比值≤0 .5的比例加入羟基蛋氨酸进行螯合反应;E、反应产物通过后处理得到产品。本发明的优点是:1 )能够制备出纯度更高的羟基蛋氨酸锰螯合物产品,更适宜作为饲料添加剂使用;2 )螯合反应速率快,能耗低,在常温下即可以较快速率进行,生产方法简便,利于在产业上推广。
中国专利CN101704774B公开了一种名称为羟基蛋氨酸镍的羟基蛋氨酸螯合物,其分子式为(C5H9O3S)2Ni,该羟基蛋氨酸镍是将硫酸镍或者硫酸镍的结晶水合物与羟基蛋氨酸水溶液、强碱混合进行反应后得到。该羟基蛋氨酸镍可作为动物饲料添加剂进行应用,该应用方法简单、操作方便,饲养猪、家禽及反刍动物后都取得了非常明显的饲喂效果。该专利得到的蛋氨酸羟基类似物螯合镍是2:1型,使用氢氧化钠,副产硫酸铵或者氯化钠,产生大量难以处理的废水。
中国专利CN102524541B公开了一种蛋氨酸镍的制备方法及其应用,包括以下步骤:将无机镍元素化合物和蛋氨酸溶于水后调pH 值,然后升温;或者将蛋氨酸溶于水后升温,调pH 值后加入无机镍元素化合物;或者蛋氨酸与碱液混合后升温,再加入无机镍元素化合物;最后经充分搅拌反应,离心,离心后的湿料进行干燥制粒,过筛后制得成品蛋氨酸镍。
中国专利CN101914050A公开了一种蛋氨酸铜的制备方法,该方法是将蛋氨酸、碱式碳酸铜、引发剂、水通入反应釜中,搅拌,70℃~80℃加热反应,使其二氧化碳溢出。生成蛋氨酸铜,然后离心、烘干、过筛得到蛋氨酸铜产品。该发明方法在生产过程中,据称使用碱式碳酸铜及其引发剂,保证得到颗粒状产品,利于干燥,不用粉碎,避免粉尘的产生,具有实现简单,操作方便的特点,节约了生产设备的投资,提高了生产效率。该方法得到的是2:1型蛋氨酸螯合铜。
中国专利CN1995015B公开了一种利用蚀刻废液制备饲料级蛋氨酸铜螯合物的方法,属于精细化工与环境保护交叉的技术领域,它包括如下步骤:对线路板氯化铜蚀刻废液进行精制,除去砷、铅等有害杂质;将蛋氨酸原料加水调配成溶液,浓度为0.1 ~ 10% ;将蛋氨酸溶液和精制氯化铜废液加热,温度达到20 ~100℃ ;按照一定摩尔配比,将蛋氨酸溶液与任意一种或两种氯化铜废液相混合;所述的蛋氨酸加入摩尔数应不小于铜加入摩尔数的2 倍;在上述步骤得到的溶液中加酸或碱,以调节溶液到pH 值4 ~ 8 的反应终点;并保持反应体系的温度,使反应充分;对沉淀物进行固液分离;用水洗涤沉淀物;将洗净的沉淀物干燥、粉碎、过筛,即得饲料级蛋氨酸铜螯合物成品。该方法得到的是2:1型蛋氨酸螯合铜。
早期报道的蛋氨酸铬螯合物的制备方法如JP 6287173、PL 254171、CN1218054A中所提供的,大多要求在液氨体系中进行,这些方法利用金属钠或甲基锂作为置换物来合成或者需要高温高压的反应条件,工艺复杂没有工业化利用价值。随后又开发了水体系中制备蛋氨酸铬螯合物的方法。水系中的制备方法可分为以下两种:
(1) 非水合法
中国专利CN 1523008A、CN 1329024C、美国专利US 2007134300 及滕冰等人( 滕冰,韩友文. 铬(III) 螯合物的制备及相关性质鉴定[J]. 动物营养学报,2000,12(3) :19 ~23) 将D,L- 蛋氨酸及三价铬盐在水中搅拌混合充分后,在搅拌下用浓NaOH 溶液调节溶液pH 使生成的蛋氨酸铬沉淀并析出,静置冷却后过滤,滤饼用水及乙醇洗涤后充分干燥得到蛋氨酸铬产品。
美国专利US 20030228934 将氯化铬溶于水后加热至沸,然后加入L- 蛋氨酸,搅拌使固体溶解,继续搅拌加热30min 后冷却至30℃,然后向其中滴加氢氧化钠溶液,溶液由暗绿色变为紫红色。减压将溶液蒸发至干,固体用甲醇萃取除去氯化钠,然后将甲醇萃取液蒸发至干,得到蛋氨酸铬产品。
上述方法操作较繁琐,而且通过滴加氢氧化钠溶液调节溶液pH 值使产品沉淀的方法在工业上没有利用价值,无法实现连续生产。
(2) 水合法
张华等人采用先加氯化铬水合24 小时生成[Cr(H2O)6]3+,将D,L- 蛋氨酸溶解于该溶液中,使反应物充分接触,然后用6mol/L NaOH 溶液调节pH 使生成的蛋氨酸铬沉淀,再经冷却、过滤、洗涤、干燥得到产品( 张华,王静,王晴,向文胜。蛋氨酸螯合铬营养强化剂的合成工业[J]。食品与发酵工业,2005,31(4) :87 ~ 89)。此方法操作时间长,而且也是通过滴加氢氧化钠溶液调节pH 使产品沉淀的方法在工业上没有利用价值,无法实现连续生产。
专利CN102516142B公开了一种蛋氨酸铬螯合物的制备方法。该方法以D,L- 蛋氨酸、无机三价铬盐为主要原料,以醇溶液为反应介质,反应温度30-90℃,反应时间0.5-3 小时,常压下制备蛋氨酸铬螯合物。
从上述可以看出,目前主流的蛋基酸络(螯)合微量元素金属的生产方法通常是利用蛋氨酸与无机微量元素金属盐为原料,用氢氧化钠或者其它碱调节pH值,然而此类方法存在以下问题:需要使用氢氧化钠调节pH值,消耗大量的氢氧化钠,副产大量的无机酸盐;生产工艺复杂,蛋氨酸络(螯)合微量元素几金属需要用到有机溶剂作为分离剂,有机溶剂的不菲价格和繁琐的废水回收处理流程,这也是造成蛋氨酸微量元素络(螯)合物价格居高不下的主要原因;在生产2:1型的蛋氨酸螯合金属离子时,需要蛋氨酸过量,这必然使其蛋氨酸损失以及排放的废水中含有蛋氨酸;在烘干过程中,水分蒸发慢,易结块;对烘干的产品需要进行粉碎过筛处理,产生大量的粉尘,造成生产环境差,企业难以大量生产;铬的有效络合率低,生物利用率低,产品质量不稳定,由于金属氧化物和碱式碳酸金属盐稳定性较好,不能很好游离出金属离子,蛋氨酸络(螯)合微量元素金属中往往含有无机金属盐,或者使用氢氧化钠调节pH时,导致产生金属氧化物夹杂在产品中,从而影响产品的质量;再者,目前文献报道的蛋氨酸金属络(螯)合物主要是以2:1型为主,而1:1型却很少有关文献报道。
针对上述的不足,经过发明人多年的生产实践,开发出一种新型的清洁环保的蛋氨酸络合金属盐的生产方法和装置。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足,提供一种新型的清洁环保的蛋氨酸络合金属盐的生产方法和装置,本方法能够节省设备投资,避免粉尘污染,操作工艺简单,解决了传统生产方法产生大量废水和副产物无机盐的问题,以及解决了传统生产方法络合率低的问题。
本发明的目的是这样将实现的:
一种清洁环保的蛋氨酸络合金属盐的生产方法和装置,其特征在于,包括以下步骤:
(1)在合成装置中加入一定量的商品级蛋氨酸,然后加入一定量的水和微量元素金属盐,并且在80℃~100℃条件下加热完全溶解,蛋氨酸与微量元素金属离子按照投料摩尔比为1:1进行投料,然后升温至80℃~105℃,保温0.5小时至2.0小时,得到蛋氨酸络合金属盐水溶液;
(2)将步骤(1)得到的蛋氨酸络合金属盐水溶液再减压浓缩至一定的浓度后进行直接干燥至恒重,冷凝水循环至步骤(1)用水,干燥后得到蛋氨酸络合金属盐产品,该产品金属离子的络合率达到98%以上,蛋氨酸络合金属盐纯度达到98%以上,蛋氨酸络合金属盐的收率达到99%以上。
其所述蛋氨酸络合金属盐的分子结构式如下:
根据上述分子结构式中所述蛋基酸络合金属盐由阳离子蛋基酸络合金属和阴离子X组成,X为硫酸氢根、氯离子或者醋酸根离子,金属离子M为铜离子、锰离子、钴离子、镍离子、三价铬离子中的一种或者多种,当金属离子为铜离子、锰离子、钴离子、镍离子等二价离子时,c为1,a为1,b为1,X为氯离子、硫酸氢根或醋酸根;当金属离子为三价铬离子时,c为2,a为1,b为2,X为氯离子、硫酸氢根或醋酸根;
进一步地,步骤(1)中所述蛋氨酸、微量元素金属盐均为饲料级或者分析纯商品,所述的蛋氨酸为D,L-型或者L-型,所述的微量元素金属盐为固体或者液体,优选固体微量元素金属盐的无水化合物或者含结晶水的水合物。
更进一步,所述的微量元素金属盐为铜离子、锰离子、钴离子、镍离子、三价铬离子与硫酸根、氯离子或醋酸根组成的无水化合物或者含结晶水的水合物。
进一步,步骤(1)中所述蛋氨酸与水加入质量比为1:1.5~8.0,优选1:1.5~6.0,特别优选1:1.5~2.5;蛋氨酸与金属离子投料摩尔比为1.0,络合反应的温度为80℃~105℃,优选85℃~95℃,特别优选90℃~95℃,络合反应时间为0.5~2小时,优选1~1.5小时。
进一步,步骤(2)中所述干燥为常压鼓风干燥、减压干燥、喷雾干燥中的一种或者多种,优选喷雾干燥,喷雾干燥进口物料温度为60℃~90℃,优选70℃~90℃,特别优选85℃~90℃。
更进一步,所述喷雾干燥的气体为氮气,氮气的温度为80℃~140℃,优选90℃~125℃,氮气和水蒸气经过冷却分离后,氮气循环至氮气加热器循环套用,冷凝水循环至步骤(1)用水。
进一步,其生产装置包括合成装置、中间储罐、喷雾干燥塔、氮气加热装置、气固分离装置、氮气冷凝装置和产品储存装置;
所述合成装置、中间储罐、喷雾干燥塔、气固分离装置、氮气冷凝装置依次连接;所述合成装置上设置有物料和水入口;所述喷雾干燥塔上设置有氮气加热装置,所述氮气加热装置设置有氮气入口;所述喷雾干燥塔、气固分离装置分别与产品储存装置连接;所述氮气冷凝装置的氮气回收循环至氮气加热装置中,氮气冷凝装置的冷凝水回用至合成装置中;
所述合成装置用于硒代蛋氨酸和金属盐的络合反应,以及物料的浓缩;所述中间储罐用以储存用以喷雾干燥的反应液;所述喷雾干燥塔用于干燥合成装置中经过浓缩的物料;所述氮气加热装置用于加热送入喷雾干燥装置中的氮气,所述气固分离装置用于分离喷雾干燥排出气体中的夹带小颗粒固体产品;所述氮气冷凝装置用以冷却喷雾干燥排出气体中的水。
进一步,所述合成装置为玻璃钢喷涂或者内衬搪瓷的釜式反应器、塔式反应器或微通道反应器中的一种;所述喷雾干燥塔为压力喷雾干燥塔、气流喷雾干燥塔、离心喷雾干燥塔中的一种;所述气固分离装置为重力沉降除尘器、旋风分离器、惯性除尘器或袋式过滤器中的一种或多种。
进一步,所述氮气回收循环利用装置包括依次连接的气固分离器、除尘器和氮气冷却器,所谓的气固分离器与喷雾干燥装置连接,所述的氮气冷却器与氮气加热装置连接。
更进一步,所述氮气回收循环利用装置还包括中间存储装置,所述的中间存储装置与氮气冷却器连接,用于存储氮气冷却器中冷却分离的液体;所述生产装置还包括产品存储装置,所述的产品存储装置与喷雾干燥装置连接。
本发明的优点和积极效果是:(1)可以得到高纯度的蛋氨酸络合金属盐产品和金属离子高络合率,产品稳定性高,更加适合作为饲料剂使用;(2)本发明的方法具有清洁环保,几乎无三废产生,适合于大规模工业化生产,可连续化生产,收率高,生产成本低,并且产品无需粉碎过筛,避免了大量粉尘污染;(3)在制备过程中无需加入载体可以获得流动性较好的产品,产品纯度高;(4)所用的原料来源稳定、价格低廉、产品生产工艺简单,在生产过程中,无需使用氢氧化钠或者其它碱调节pH值,无副盐产物产生和大量难以处理的含盐废水产生,具有环保清洁生产工艺特点;(5)无需使用引发剂,节省了生产成本及其减少了杂质的引入,并且避免了为了使络合反应完全而蛋氨酸过量使用;(6)该工艺方法及其装置具有操作简单,既可连续化生产,也可间隙性生产,或者是半连续化半间隙化生产,生产装备简单且以维护保养。
附图说明
图1为蛋氨酸络合金属盐生产系统结构示意图。
具体实施例
下面通过具体实施例对本发明进一步详述,以下实施例只是描述性的,不是限定性的,不能以此限定本发明的保护范围。
本发明生产装置系统的生产流程如下:
现将蛋氨酸加入到内衬玻璃钢或者搪瓷合成装置中,再向合成装置中加入一定量的水(或者循环套用的冷凝水),然后升温至一定的温度,搅拌保温一段时间。向上述合成装置中加入一定量的微量元素金属盐,在搅拌状态下,加热至一定的温度,保温一段时间,得到一定浓度的蛋氨酸络合金属盐反应混合液。将上述得到的得混合液在一定的温度条件下,该混合液保持很好的流动性。该混合液直接经过喷雾干燥装置除水,得到蛋氨酸络合金属盐成品;也可以将反应混合液收集在中间存罐中再进行喷雾干燥处理。干燥后的蛋氨酸络合金属盐进入产品存储装置中,然后进行包装。从喷雾干燥排除的氮气尾气先经过气固分离脱出夹带小颗粒固体产品,再经氮气冷凝除去中水分,氮气经过加热再通入喷雾干燥装置中循环使用,冷凝水进入合成装置中回收再利用。如图1所示。
实施例1 D,L-蛋氨酸络合钴硫酸盐制备
D,L-蛋氨酸与硫酸钴的络合反应:在2000L的反应釜中加入301.01kg含量99wt%的D,L-蛋氨酸晶体(2000摩尔)和去离子水602.02kg,然后升温至85℃,在搅拌的状态下加入含量99wt%的无水硫酸钴313.13kg(2000摩尔),搅拌完全溶解,立即升温至95℃,保温1.0小时,得到D,L-蛋氨酸络合钴
硫酸盐水溶液,该水溶液中D,L-蛋氨酸络合钴硫酸盐浓度为49.86wt%。
D,L-蛋氨酸络合钴硫酸盐的喷雾干燥处理:将上述得到的D,L-蛋氨酸络合钴硫酸盐水溶液在络合反应釜中进行浓缩处理,将反应混合液浓缩至浓度80%,该浓缩液在90℃条件下具有很好的流动性,然后进行喷雾干燥处理,氮气预热温度为115℃,经过喷雾干燥处理后得到的D,L-蛋氨酸络合钴硫酸盐产品610.5kg,D,L-蛋氨酸络合钴硫酸盐收率为≥99.9%,产品具有很好的流动性,产品为粉红色粉末状,过0.25mm孔径分析筛,产品通过率大于99%,产品中钴含量为19.31wt%,钴的络合率为99%,D,L-蛋氨酸络合率为99%,产品中D,L-蛋氨酸含量为48.81wt%。喷雾干燥冷凝回收的冷凝水循环至下批次的蛋氨酸溶解用水,氮气循环至下批次喷雾干燥用气。
实施例2 L-蛋氨酸络合钴醋酸盐制备
L-蛋氨酸与醋酸钴的络合反应:在2000L的反应釜中加入301.01kg含量99wt%的L-蛋氨酸晶体(2000摩尔)和实施例1回收的冷凝水及其补加的去离子水共计750kg,然后升温至85℃,在搅拌的状态下加入含量99wt%的四水合醋酸钴503.19kg(2000摩尔),搅拌完全溶解,立即升温至95℃,保温1.0小时,得到L-蛋氨酸络合钴醋酸盐水溶液,该水溶液中L-蛋氨酸络合钴醋酸盐浓度为34.25wt%。
L-蛋氨酸络合钴醋酸盐的喷雾干燥处理:将上述得到的L-蛋氨酸络合钴醋酸盐水溶液在络合反应釜中进行浓缩处理,将反应混合液浓缩至浓度80%,该浓缩液在90℃条件下具有很好的流动性,然后进行喷雾干燥处理,氮气预热温度为115℃,经过喷雾干燥处理后得到的L-蛋氨酸络合钴醋酸盐产品535.36kg,L-蛋氨酸络合钴醋酸盐收率为≥99.9%,产品具有很好的流动性,产品为粉红色粉末状,过0.25mm孔径分析筛,产品通过率大于99%,产品中钴含量为22.02wt%,钴的络合率为99%,L-蛋氨酸络合率为99%,产品中L-蛋氨酸含量为55.66wt%。喷雾干燥冷凝回收的冷凝水循环至下批次的蛋氨酸溶解用水,氮气循环至下批次喷雾干燥用气。
实施例3 D,L-蛋氨酸络合铬(Ⅲ)氯化盐制备
D,L-蛋氨酸与三氯化铬的络合反应:在2000L的反应釜中加入301.01kg含量99wt%的D,L-蛋氨酸晶体(2000摩尔)实施例2回收循环的冷凝水和补充的去离子水752.50kg,然后升温至85℃,在搅拌的状态下加入含量99wt%的无水三氯化铬319.92kg(2000摩尔),搅拌完全溶解,立即升温至95℃,保温1.5小时,得到D,L-蛋氨酸络合铬(Ⅲ)氯化盐水溶液,其D,L-蛋氨酸络合铬(Ⅲ)氯化盐浓度为39.62wt%。
D,L-蛋氨酸络合铬(Ⅲ)氯化盐的喷雾干燥处理:将上述得到的D,L-蛋氨酸络合铬(Ⅲ)氯化盐水溶液在络合反应釜中进行减压浓缩处理,将反应混合液浓缩至浓度80wt%,该混合液在90℃条件下具有很好的流动性,然后进行喷雾干燥处理,氮气预热温度为105℃,经过喷雾干燥处理后得到的D,L-蛋氨酸络合铬(Ⅲ)氯化盐产品544.18kg,D,L-蛋氨酸络合铬(Ⅲ)氯化盐收率为99.9%,产品具有很好的流动性,产品为紫红色粉末状,过0.25mm孔径分析筛,产品通过率大于99%,产品中铬含量为19.11wt%,铬的络合率为99%。喷雾干燥冷凝回收的冷凝水循环至下批次的蛋氨酸溶解用水,氮气循环至下批次喷雾干燥用气。
实施例4 D,L-蛋氨酸络合铬(Ⅲ)硫酸盐制备
D,L-蛋氨酸与硫酸铬的络合反应:在2000L的反应釜中加入301.01kg含量99wt%的D,L-蛋氨酸晶体(2000摩尔)和实施例3回收循环的冷凝水602.02kg,然后升温至85℃,在搅拌的状态下加入含量99wt%的无水硫酸铬396.14kg(1000摩尔),搅拌完全溶解,立即升温至95℃,保温1.5小时,得到D,L-蛋氨酸络合铬(Ⅲ)硫酸盐水溶液,其D,L-蛋氨酸络合铬(Ⅲ)硫酸盐浓度为45.76wt%。
D,L-蛋氨酸络合铬(Ⅲ)硫酸盐的喷雾干燥处理:将上述得到的D,L-蛋氨酸络合铬(Ⅲ)硫酸盐水溶液在络合反应釜中进行减压浓缩处理,将反应混合液浓缩至浓度78wt%,该混合液在90℃条件下具有很好的流动性,然后进行喷雾干燥处理,氮气预热温度为115℃,经过喷雾干燥处理后得到的D,L-蛋氨酸络合铬(Ⅲ)
硫酸盐产品594.5kg,D,L-蛋氨酸络合铬(Ⅲ)硫酸盐收率为99.9%,产品具有很好的流动性,产品为紫红色粉末状,过0.25mm孔径分析筛,产品通过率大于99%,产品中三价铬含量为17.49wt%,铬的络合率为99%。喷雾干燥冷凝回收的冷凝水循环至下批次的蛋氨酸溶解用水,氮气循环至下批次喷雾干燥用气。
实施例5 D,L-蛋氨酸络合锰硫酸盐制备
D,L-蛋氨酸与硫酸锰络合反应:在2000L的反应釜中加入301.01kg含量99wt%的D,L-蛋氨酸晶体(2000摩尔)和实施例4回收的冷凝水及补加的去离子水共计602.02kg,然后升温至85℃,在搅拌的状态下加入含量99wt%的无水硫酸锰305.05kg(2000摩尔),搅拌完全溶解,立即升温至95℃,保温1.5小时,得到D,L-蛋氨酸络合锰硫酸盐水溶液,该水溶液中D,L-蛋氨酸络合锰硫酸盐的浓度为49.55wt%。
D,L-蛋氨酸络合锰硫酸盐的喷雾干燥处理:将上述得到的D,L-蛋氨酸络合锰硫酸盐水溶液在络合反应釜中进行浓缩处理,冷凝水循环至下批次生产用水,将反应混合液浓缩至浓度80wt%,该浓缩液在80℃条件下具有很好的流动性,然后进行喷雾干燥处理,氮气预热温度为105℃,经过喷雾干燥处理后得到的D,L-蛋氨酸络合锰硫酸盐产品603.60kg,产品为白色粉末状,产品具有很好的流动性,过0.25mm孔径分析筛,产品通过率大于99%,产品中锰含量为18.22wt%,锰的络合率为99%;D,L-蛋氨酸有效络合率为99%,D,L-蛋氨酸络合锰硫酸盐的收率为99.8%,产品中D,L-蛋氨酸质量百分含量为49.70wt%。喷雾干燥冷凝回收的冷凝水循环至下批次的蛋氨酸溶解用水,氮气循环至下批次喷雾干燥用气。
实施例6 D,L-蛋氨酸络合镍硫酸盐制备
D,L-蛋氨酸与硫酸镍络合反应:在2000L的反应釜中加入301.01kg含量99wt%的D,L-蛋氨酸晶体(2000摩尔)和602.02kg的去离子水,然后升温至85℃,在搅拌的状态下加入含量99wt%的六水合硫酸镍531.01kg(2000摩尔),搅拌完全溶解,立即升温至95℃,保温1.0小时,得到D,L-蛋氨酸络合镍硫酸盐水溶液,该水溶液中D,L-蛋氨酸络合镍硫酸盐的浓度为42.39wt%。
D,L-蛋氨酸络合镍硫酸盐喷雾干燥处理:将上述得到的D,L-蛋氨酸络合镍硫酸盐水溶液在反应釜中进行浓缩处理,将反应混合液浓缩至浓度80wt%,该浓缩液在90℃条件下具有很好的流动性,然后进行喷雾干燥处理,氮气预热温度为115℃,经过喷雾干燥处理后得到的D,L-蛋氨酸络合镍硫酸盐产品607.94kg,D,L-蛋氨酸络合镍硫酸盐收率为≥99.9%,产品具有很好的流动性,产品为浅绿色粉末状,过0.25mm孔径分析筛,产品通过率大于99%,产品中镍含量为19.31wt%,镍的络合率为99%,D,L-蛋氨酸络合率为99%,产品中D,L-蛋氨酸含量为49.02wt%。喷雾干燥冷凝回收的冷凝水循环至下批次的蛋氨酸溶解用水,氮气循环至下批次喷雾干燥用气。
实施例7 D,L-蛋氨酸络合铜硫酸盐制备
D,L-蛋氨酸与硫酸铜络合反应:在2000L的反应釜中加入301.01kg含量99wt%的D,L-蛋氨酸晶体(2000摩尔)和602.02kg的去离子水,然后升温至85℃,在搅拌的状态下加入含量99wt%的五水合硫酸铜505.05kg(2000摩尔),搅拌完全溶解,立即升温至95℃,保温1.5小时,得到D,L-蛋氨酸络合铜硫酸盐水溶液,该水溶液中D,L-蛋氨酸络合铜硫酸盐的浓度为43.97wt%。
D,L-蛋氨酸络合铜硫酸盐喷雾干燥处理:将上述得到的D,L-蛋氨酸络合铜硫酸盐水溶液在反应釜中进行浓缩处理,冷凝水循环至下批次生产用水,将D,L-蛋氨酸络合铜硫酸盐反应混合液浓缩至浓度80wt%,该浓缩液在70℃条件下具有很好的流动性,然后进行喷雾干燥处理,氮气预热温度为105℃,经过喷雾干燥处理后得到的D,L-蛋氨酸络合铜硫酸盐产品621.90kg,产品为蓝灰色粉末状,产品具有很好的流动性,产品中铜含量为20.42wt%,铜的络合率为99%,D,L-蛋氨酸络合铜硫酸盐的收率为99.7%。喷雾干燥冷凝回收的冷凝水循环至下批次的蛋氨酸溶解用水,氮气循环至下批次喷雾干燥用气。
最后说明的是,以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制,尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明,本领域的普通技术人员应当理解,可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换,而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围,其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (9)

1.一种清洁环保的蛋氨酸络合金属盐的生产方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)在合成装置中加入一定量的商品级蛋氨酸,然后加入水和微量元素金属盐,并且在80℃~100℃条件下加热完全溶解,蛋氨酸与微量元素金属离子按照投料摩尔比为1:1进行投料,然后升温至80℃~105℃,保温0.5小时至2.0小时,得到蛋氨酸络合金属盐水溶液;
(2)将步骤(1)得到的蛋氨酸络合金属盐水溶液再减压浓缩至一定的浓度后进行直接干燥至恒重,冷凝水循环至步骤(1)用水,干燥后得到蛋氨酸络合金属盐产品,该产品金属离子的络合率达到98%以上,蛋氨酸络合金属盐纯度达到98%以上,蛋氨酸络合金属盐的收率达到99%以上。
2.根据权利要求1所述的一种清洁环保的蛋氨酸络合金属盐的生产方法,其特征在于,所述蛋氨酸络合金属盐的分子结构式如下:
根据上述分子结构式中所述蛋基酸络合金属盐由阳离子蛋基酸络合金属和阴离子X组成,X为硫酸氢根、氯离子或者醋酸根离子,金属离子M为铜离子、锰离子、钴离子、镍离子、三价铬离子中的一种或者多种,当金属离子为铜离子、锰离子、钴离子、镍离子等二价离子时,c为1,a为1,b为1,X为氯离子、硫酸氢根或醋酸根;当金属离子为三价铬离子时,c为2,a为1,b为2,X为氯离子、硫酸氢根或醋酸根。
3.根据权利要求1所述的一种清洁环保的蛋氨酸络合金属盐的生产方法,其特征在于,步骤(1)中所述蛋氨酸、微量元素金属盐均为饲料级或者分析纯商品,所述的蛋氨酸为D,L-型或者L-型,所述的微量元素金属盐为固体或者液体,。
4.根据权利要求1、2或3所述的一种清洁环保的蛋氨酸络合金属盐的生产方法,其特征在于,所述的微量元素金属盐为铜离子、锰离子、钴离子、镍离子、三价铬离子与硫酸根、氯离子或醋酸根组成的无水化合物或者含结晶水的水合物。
5.根据权利要求4任一项所述的一种清洁环保的蛋氨酸络合金属盐的生产方法,其特征在于,步骤(1)中所述蛋氨酸与水加入质量比为1:1.5~8.0;蛋氨酸与金属离子投料摩尔比为1.0,络合反应的温度为80℃~105℃,络合反应时间为0.5~2小时。
6.根据权利要求1所述的一种清洁环保的蛋氨酸络合金属盐的生产方法,其特征在于,步骤(2)中所述干燥为常压鼓风干燥、减压干燥、喷雾干燥中的一种或者多种。
7.根据权利要求5所述的一种清洁环保的蛋氨酸络合金属盐的生产方法,其特征在于,所述喷雾干燥的气体为氮气,氮气的温度为80℃~140℃,氮气和水蒸气经过冷却分离后,氮气循环至氮气加热器循环套用,冷凝水循环至步骤(1)用水。
8.根据权利要求1所述的一种清洁环保的蛋氨酸络合金属盐的生产方法,其特征在于,其生产装置包括合成装置、中间储罐、喷雾干燥塔、氮气加热装置、气固分离装置、氮气冷凝装置和产品储存装置;
所述合成装置、中间储罐、喷雾干燥塔、气固分离装置、氮气冷凝装置依次连接;所述合成装置上设置有物料和水入口;所述喷雾干燥塔上设置有氮气加热装置,所述氮气加热装置设置有氮气入口;所述喷雾干燥塔、气固分离装置分别与产品储存装置连接;所述氮气冷凝装置的氮气回收循环至氮气加热装置中,氮气冷凝装置的冷凝水回用至合成装置中;
所述合成装置用于硒代蛋氨酸和金属盐的络合反应,以及物料的浓缩;所述中间储罐用以储存用以喷雾干燥的反应液;所述喷雾干燥塔用于干燥合成装置中经过浓缩的物料;所述氮气加热装置用于加热送入喷雾干燥装置中的氮气,所述气固分离装置用于分离喷雾干燥排出气体中的夹带小颗粒固体产品;所述氮气冷凝装置用以冷却喷雾干燥排出气体中的水。
9.根据权利要求8所述的生产装置,其特征在于,所述合成装置为玻璃钢喷涂或者内衬搪瓷的釜式反应器、塔式反应器或微通道反应器中的一种;所述喷雾干燥塔为压力喷雾干燥塔、气流喷雾干燥塔、离心喷雾干燥塔中的一种;所述气固分离装置为重力沉降除尘器、旋风分离器、惯性除尘器或袋式过滤器中的一种或多种。
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