Авторы: Чумаченко Александр Юрьевич, Шишкин Евгений Вениаминович

Рубрика: Химия

Опубликовано в Молодой учёный №10 (114) май-2 2016 г.

Дата публикации: 17.05.2016

Статья просмотрена: 58 раз

Библиографическое описание:

Чумаченко А. Ю., Шишкин Е. В. Улучшение технико-экономических показателей процесса производства метионина // Молодой ученый. — 2016. — №10. — С. 387-389.



Метионин (DL-2-амино-4-(метилтио)-бутановая кислота, DL-метионин, α-амино-Y-метилтиомасляная кислота) относится к группе серосодержащих аминокислот и является первой незаменимой аминокислотой для животных и птиц. Кормовой метионин — синтетический продукт, производимый химическим путем. Введение DL-метионина в состав комбикормов и премиксов позволяет наилучшим образом сбалансировать корм по незаменимым аминокислотам [1].

Развитие рынка метионина в нашей стране напрямую связано с развитием животноводства. В настоящее время, несмотря на наличие проблем, практически все направления животноводства в России развиваются. Так, при стабильном сокращении поголовья скота на 0,5–2 % в год увеличивается производство продукции животноводства: мяса, молока и яиц.

Немалый вклад в увеличение продуктивности сельскохозяйственных животных вносит улучшение кормовой базы: развитие предложения и потребления комбикормов, премиксов, аминокислот и прочих добавок. На метионин приходится треть всего объема потребления аминокислот в РФ. Практически 80 % спроса удовлетворяется за счет внутреннего производства DL-метионина. Импортный метионин занимает 20–25 % рынка [2].

Промышленный способ получения кормового метионина состоит из ряда стадий. В данной работе исследована конечная стадия, а именно нейтрализация гидролизных растворов метионата натрия.

Способ выделения метионина (серосодержащей α-аминокислоты) из раствора метионата натрия реализуется нейтрализацией метионата натрия концентрированной серной кислотой с последующим выделением и сушкой метионина.

Реакция:

Проведенный структурно-функциональный анализ производства кормового метионина на производстве-аналоге позволил выявить ряд недостатков: необходимость удаления выпадающих в процессе реакции в осадок солей щелочных металлов, а также невозможность регенерации используемых кислот.

Для устранения этих недостатков и повышения эффективности рассматриваемого производства метионина предлагается следующий способ синтеза, который заключается в получения D,L-метионина из метионата натрия в водном растворе путем выделения с помощью двуокиси углерода [3].

Реакция:

Данное усовершенствование предполагает изменение конструкции аппарата, используемого на производстве-аналоге, а именно замену емкостного реактора с наружным змеевиком для обогрева паром, снабженный внешним смесителем с циркуляцией реакционной массы на реактор смешения с интенсивным перемешиванием, который сможет обеспечивать условия для протекания реакции. Использование реактора на производстве-аналоге не позволяет применять углекислый газ в качестве исходного реагента. Объясняя это тем, что при проведении химической реакции, в которой участвуют два или более реагентов, перемешивание участников реакции является необходимым условием ее осуществления, иначе невозможным будет контакт между разноименными молекулами, в результате которого и происходит элементарный акт реакции. Если в реакторе идеального смешения перемешивание носит глобальный характер и благодаря ему параметры процесса полностью выравниваются по объему аппарата, в реакторе идеального вытеснения перемешивание является локальным: оно происходит в каждом элементе потока, а между соседними по оси реактора элементами перемешивания нет [4].

Таким образом, для проведения реакции нейтрализации гидролизных растворов метионата натрия углекислым газом необходим реактор смешения с турбинной мешалкой и с подачей углекислого газа через барботер, находящийся в нижней части реактора, что позволяет получить тонкое распределение газа в реакционной смеси.

Произведен технологический расчет реактора, обеспечивающий условия для протекания реакции. В результате был подобран реактор смешения непрерывного действия объемом 15,5 м3, диаметром 1400 мм и высотой 13 м. Площадь теплообменной поверхности рубашки 37,2 м2.

Таким образом, достоинство предлагаемого способа производства метионина заключается в том, что использование углекислого газа позволяет получить не только более ценный побочный продукт, но и отказаться от применения серной кислоты, которая создает сильнокоррозионную среду. А также, поскольку, углекислый газ производится на производстве-аналоге, это позволяет сократить закупочные цены, цены на транспортировку и другие затраты, что положительно сказывается на цене готового продукта.

Литература:

  1. Агросервер.ру Российский агропромышленный сервер [Электронный ресурс] // Метионин. — Режим доступа: http://www.AgroServer.ru›b/metionin-335407.html
  2. Биомедия.рф Обзор российского рынка метионина [Электронный ресурс] // Метионин — Режим доступа: http://xn--80abjdoczp.xn--p1ai/issledovaniya-rynka/issledovaniya-rynkov/812-obzor-rossiyskogo-rynka-metionina.html
  3. Патент RU 2176240 МПК C07C323/58 Способ получения d,l-метионина или его соли / Ванробайс Хозе (US), Виллигеродт Клаус (US), Гейгер Фридхельм (DE) / заявитель и патентообладатель Дегусса-Хюльс Акциенгезельшафт (DE) заявл. 18.12.1996; опубл.: 27.11.2001.
  4. Швалёв, Ю. Б. Общая химическая технология. Химические процессы и реакторы: учеб. пособие / Ю. Б. Швалёв, В. В. Коробочкин — Томск: Изд-во ТПУ, 2008. — 180 с.
Основные термины (генерируются автоматически): метионата натрия, растворов метионата натрия, реактор смешения, производства метионина, гидролизных растворов метионата, протекания реакции, кормового метионина, метионата натрия концентрированной, перемешивание участников реакции, идеального смешения перемешивание, раствора метионата натрия, метионата натрия углекислым, углекислый газ, необходим реактор смешения, реакции нейтрализации гидролизных, замену емкостного реактора, реакторе идеального, Способ выделения метионина, процесса производства метионина, элементарный акт реакции.

Обсуждение

Социальные комментарии Cackle
Задать вопрос