[发明专利]一种用于催化水解制备DL-蛋氨酸的催化剂分离及再生方法

说明书

本发明涉及蛋氨酸生产领域，具体涉及一种用于催化水解制备DL‑蛋氨酸的催化剂分离及再生方法，将含固体氧化铈催化剂的水解液进行热固分离后，再通过对水解液中氨基腈的含量的测定，判断催化剂的活性，并根据其活性情况，采用不同的活化再生方式对催化进进行再生，将活化后的催化剂循环回收用于后续生产，可有效降低原料成本和能耗，提高固体催化剂使用寿命，再生后的固体催化剂活性高，固体催化剂经过50次套用后蛋氨酸产品的收率还维持在96％以上，提高产品市场竞争力，为公司创造更多利润，本发明工艺简单，适合工业化生产，再生后的固体催化剂活性高，且保养维护费用高，处理成本低。

技术领域

本发明涉及蛋氨酸生产领域，具体涉及一种用于催化水解制备DL-蛋氨酸的催化剂分离及再生方法。

背景技术

D,L-蛋氨酸，在饲料中作为氨基酸类饲料添加剂，是一种动物生长促进剂，用于蛋白质的合成，可以提高饲料转换率、动物生长率和家禽产蛋率。它可促进禽畜生长、增加瘦肉量、缩短饲养周期，加有蛋氨酸的动物饲料能在短时间内帮助动物快速成长，节省大约40％的饲料。

目前，D,L-蛋氨酸的生产方法主要包括化学合成法、生物发酵法、酶催化法，其中化学合成法最为常见。公知的化学合成方法有两种。第一种是以氰化物、甲硫基代丙醛、碳铵或等原料直接合成5-(β-甲硫基乙基)乙内酰脲(简称“海因”)后经碱解及酸化获得，或氰化氢与甲硫基代丙醛先制备得2-羟基-4-甲硫基丁腈(简称“氰醇”)，后者与碳铵合成海因后经碱解及酸化获得。上述方法经海因碱解及酸化获得D,L-蛋氨酸时，会消耗大量碱，同时产生大量低附加值的无机盐，而且料液循环量大，能耗高。第二种是2-羟基-4-(甲硫基)丁腈(简称”氰醇”)和氨水进行氨化反应得到2-氨基-4-甲硫基丁腈(简称“氨基丁腈”)催化水解制备2-氨基-4-甲硫基丁酰胺(简称“氨基丁酰胺”)，然后进一步水解制得D,L-蛋氨酸。由于氰醇和氨基丁腈的α位有氨基或者羟基，氨基或者羟基都是吸电子基团，对相邻腈基的影响较大，与其他此类腈化合物在性质上有明显区别，因而常规催化剂难以催化氨基丁腈的水解。

中国专利CN1211360C公开了一种制备D,L-蛋氨酸的方法，具体为：在酮类催化剂和氢氧根型的碱性树脂存在下水合甲硫氨酸氨基腈，先得到甲硫氨酸氨基酰胺，再通过氨水解催化剂或氧化物催化水解或酶催化途径，将甲硫氨酸氨基酰胺水解成甲硫氨酸铵，最后去除氨，得到D,L-蛋氨酸。该方法收率低，第一步水解收率只有82.3％，催化剂酮和反应物料互溶，存在催化剂分离回收困难的问题，氢氧根型离子交换树脂需加碱再生成盐；第二步化学法催化效果较差，催化水解收率也只有85％，整个工艺不适合于工业化生产。

中国专利CN107108487A公开了一种在铈的氧化物催化剂存在采用一锅法由2-氨基-4-(甲硫基)丁腈水解一步制备蛋氨酸的方法；该方法存在的问题是水解过程中产生了腈的聚合，形成了有色物质导致水解液颜色深，进而影响产品品质(产品颜色偏黄)，同时水解不够彻底，收率偏低，而且水解时间长，催化剂使用寿命短。

中国专利CN1103066A公开了蛋氨酸或蛋氨酸衍生物的连续生产方法，具体为：在酮存在下，通过将蛋氨酸腈化物水解成蛋氨酸酰胺，随后用碱皂化生产蛋氨酸或一种蛋氨酸盐的方法，在酰胺的皂化期间和/或其后于≥85℃温度下和/或通过真空将氨、酮和水一起除去；其中，公开了采用碱进行水解，但未提及使用固体碱催化剂进行水解。

综上所述，目前D,L-蛋氨酸制备工艺存在的主要问题：(1)消耗大量碱，副产大量低附加值的无机盐；(2)催化剂失活较快，未回收再生以及后续生产套用，循环次数少，工艺成本高，收率偏低，不适合于工业化生产；(3)采用膜滤器分离回收催化剂，效果较好但价格昂贵，保养维护费用高，增加了处理成本。

发明内容

为解决背景技术中提到的问题，本发明的目的在于提供一种制备蛋氨酸的方法，通过检测水解液中氨基腈的含量，判断氧化铈催化剂的失活情况，并采用不同的活化方式对其进行再生回收，解决了催化剂再生回收难、处理成本高的问题。