本发明属于硫辛酸的制备领域，特别涉及一种制备硫辛酸颗粒的方法及设备。
背景技术：
硫辛酸是一种不溶于水的淡黄色晶体，广泛分布于动植物等生物组织中，并与1951年由美国的reed等人首次从猪肝中分离得到。易溶于苯、三氯甲烷和乙酸乙酯等有机溶剂，难溶于水，可溶于稀碱。硫辛酸多存在于动物肝脏中，是丙酮酸脱氢酶系列中的重要辅酶之一。
硫辛酸具有氧化型(la)和还原型(dhla)两种形态，其中la含有硫、碳原子构成的封闭环状分子结构，电子密度很高，因此具有很强的氧化型。
硫辛酸具备一般抗氧化剂所不能及的抗氧化性，在德国用于治疗糖尿病已经有了数十年的历史，其它医用价值也正在得到认可。
硫辛酸是一种强抗氧化剂，能有效的去除自由基，在医药和食品方面有着广泛的应用。目前，国内药用产品存在着质量问题，如结晶产品粒度小、粒度分布不均匀，产品外形不规则等问题，使得硫辛酸的价格收到很大的影响，造成产品在国际市场上缺乏竞争力。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题是提供一种硫辛酸颗粒的制备方法，本发明制备得到的硫辛酸晶体颗粒粒度分布均匀，产品外形规则，产品粒度大。
本发明的一种制备硫辛酸颗粒的方法，包括：
(1)反应釜中加入水、硫化钠、催化剂，在20-25℃下搅拌溶解，再加入6,8-二氯辛酸乙酯，最后直接加入硫磺，反应0.5-1h后自然升温至75-85℃，继续搅拌0.5-1h，反应结束，静止分层，下层油相(油相中为硫辛酸乙酯)进入水解釜中；
(2)水解釜中再加入水(循环套用)、液碱、催化剂，在70-75℃下保温搅拌10-12h，趁热过滤，滤液进入酸化釜，进行酸化后，过滤，得到硫辛酸粗品；
(3)将上述硫辛酸粗品及第一溶剂加入结晶釜中，42-45℃加热溶解后，快速降温至35-10℃，静置养晶5-10min后，再加入第二溶剂，通过搅拌桨鼓气并搅拌5-10min，静置养晶40-50min，即得硫辛酸颗粒晶体。
所述水(步骤1)、硫化钠、催化剂(步骤1)、6,8-二氯辛酸乙酯、硫磺、催化剂(步骤2)的质量比为250:375:12:250:46:10；
所述步骤(1)中的催化剂为四丁基溴化铵；步骤2中催化剂为四丁基溴化铵。
所述步骤(2)中液碱为质量百分浓度为30％的氢氧化钠溶液。
所述步骤(2)中酸化为：将上述滤液降温至25℃左右，开始滴加盐酸至ph＝1-2。
步骤(2)中酸化后过滤得到的滤液依次经过吸附塔进行吸附后回收硫辛酸、电渗析后的水再进入水解釜，使得制备硫辛酸产生的废水得到了进一步的回收利用。
吸附塔吸附为采用hz818吸附树脂(上海华振树脂有限公司)进行吸附的，温度为5-8℃，ph＝1～2，吸附速率为5-10m3/h，优选8m3/h，洗脱为：盐酸淋洗，然后用净水洗至中性；再用氢氧化钠溶液浸泡4小时，用3～4倍树脂体积的同浓度氢氧化钠溶液淋洗，最后用净水洗至中性。最后硫辛酸回收率高达92-93.5％。
所述步骤(3)中硫辛酸、第一溶剂、第二溶剂的质量比为1:5-8:1-2。
所述步骤(3)中第一溶剂为三元体系溶剂。
所述三元溶剂体系组分为：10-18wt％的醇类、40-52％的酮类和30％-50％的水。
所述醇类为甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、丁醇、戊醇中的一种；酮类为丙酮、丁酮中的一种。
所述步骤(3)中第二溶剂为甲酸和/或乙酸。
所述步骤(3)中快速降温速率为0.5-1℃/min，优选0.5℃/min。
所述步骤(3)中的硫辛酸颗粒晶体的粒径大小为35-45μm。
一种制备硫辛酸颗粒的设备，包括依次连接的环合釜、水解釜、酸化釜、离心机和结晶釜，还包括吸附塔和电渗析装置，所述离心机的滤液出口与吸附塔连接，所述吸附塔的出液口与电渗析装置连接。
所述结晶釜包括釜体、搅拌桨和驱动装置，所述搅拌桨竖直设置于釜体中且上端通过驱动装置驱动旋转，所述釜体内壁沿周向安装有若干块弧形挡板，所述挡板与釜体内壁之间形成间距，所述搅拌桨的搅拌杆和桨叶为连通的中空结构且桨叶上开设若干与中空腔连通的出气孔，所述搅拌杆上连接有充气管，所述桨叶表面覆盖滤网。
所述挡板安装于釜体内壁的中下部。
本发明对结晶釜进行了改进，挡板的作用和效果：
反应釜如没有设置挡板，在电机启动约一分钟的时间后，物料会随搅拌轴的旋转而产生离心力，形成搅拌轴中心物料液面低，靠近反应釜内壁处物料液面高，就是通常所说的“漩涡”现象。
为了消除这一现象，就需要在设计与制造反应釜搅拌结构时，在反应釜的内壁处增设多个挡板，一般情况下数量约2～6个，挡板宽计约在设备公称直径的1/12～1/10范围内为宜，挡板高度视设备直段高度而定。反应釜增加挡板后观察在混合状态下的物料，发现原本靠近设备内壁处的物料高度明显降低，即“漩涡”被大大减弱，这说明在一定程度上提高的搅拌混合的效率。
同时，通过搅拌桨能够向结晶釜内通入惰性气体，通过气泡鼓动结晶釜内的液体，有利于提高混流效果，能够增加结晶颗粒之间的接触摩擦，从而有助于产物析出、晶体长大，提高粗颗粒的结晶效果。
本发明中采用第一溶剂、第二溶剂进行结晶，第二溶剂即作为结晶溶剂，同时又作为引导剂，是所得晶体为硫辛酸颗粒晶体，最终本发明得到粒度分布均匀，产品外形规则，产品粒度大35-50μm。
有益效果
(1)本发明制备方法简单，制备硫辛酸粗品的废水进一步回收循环利用，节能；
(2)本发明结晶方法制备得到的硫辛酸颗粒粒度分布均匀，产品外形规则，产品粒度大。
附图说明
图1为硫辛酸粗品制备设备图；
图2为硫辛酸结晶釜；其中釜体1、搅拌桨2、驱动装置3、挡板4、出气孔5和充气管6。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
实施例中的液碱均为30％的氢氧化钠溶液，吸附塔为hz818吸附树脂(上海华振树脂有限公司)进行吸附的，实施例(除对比例3)中吸附塔吸附为采用hz818吸附树脂进行吸附的，温度为5℃，ph＝1，吸附速率为8m3/h，洗脱为：盐酸淋洗，然后用净水洗至中性；再用氢氧化钠溶液浸泡4小时，用3～4倍树脂体积的同浓度氢氧化钠溶液淋洗，最后用净水洗至中性。硫辛酸回收率高达93.5％。
实施例1
(1)环合：反应釜中加入500kg水、750kg硫化钠、24kg催化剂四丁基溴化铵，在25℃下搅拌溶解，再加入500kg6,8-二氯辛酸乙酯，最后直接加入固体硫磺92kg。反应即可进行，无须外部热源，随着反应进行约1h后物料自然升温至约80℃，无须外部热源下继续搅拌1h，反应结束，静止分层，下层油相进入水解釜中。
(2)水解：水解釜中加入15000kg水(循环套用)，催化剂(四丁基溴化铵)20kg、液碱上步产物硫辛酸乙酯，液碱350kg，在70℃下保温搅拌12h，趁热过滤，滤液进入酸化釜中，酸化：将上述滤液降温至25℃左右，开始滴加稀盐酸至ph＝1-2，过滤，得硫辛酸粗品，滤液经过吸附塔(回收硫辛酸)和电渗析装置进入水解釜。
(3)将上述硫辛酸粗品及第一溶剂(10wt％的甲醇、40wt％的丙酮和50wt％的水)，加入结晶釜中，42℃加热溶解后，0.5℃/min快速降温至10℃，静置养晶5min后，再加入第二溶剂乙酸，通过搅拌桨鼓气并搅拌10min，静置养晶40min，过滤，干燥即得硫辛酸颗粒晶体。最终硫辛酸摩尔收率为72.5％。
步骤(3)中硫辛酸、第一溶剂、第二溶剂的质量比为1:5:1。
得到的硫辛酸颗粒晶体粒粒度分布均匀，产品外形规则，产品粒度大35μm，晶体堆密度为0.55g/ml，硫辛酸含量为99.5％。
实施例2
(1)环合：反应釜中加入500kg水、750kg硫化钠、24kg催化剂(四丁基溴化铵)，在25℃下搅拌溶解，再加入500kg6,8-二氯辛酸乙酯，最后直接加入固体硫磺92kg。反应即可进行，无须外部热源，随着反应进行约1h后物料自然升温至约80℃，无须外部热源下继续搅拌1h，反应结束，静止分层，下层油相进入水解釜中。
(2)水解：水解釜中加入15000kg水(循环套用)，催化剂(四丁基溴化铵)20kg、上步产物硫辛酸乙酯，液碱350kg，在70℃下保温搅拌12h，趁热过滤，滤液进入酸化釜中，酸化：将上述滤液降温至25℃左右，开始滴加盐酸至ph＝1-2，过滤，得硫辛酸粗品，滤液经过吸附塔和电渗析装置进入水解釜。
(3)将上述硫辛酸粗品及第一溶剂(18wt％的异丙醇、52wt％的丁酮和30wt％的水)，加入结晶釜中，42℃加热溶解后，0.5℃/min快速降温至25℃，静置养晶10min后，再加入第二溶剂甲酸，通过搅拌桨鼓气并搅拌10min，静置养晶50min，过滤，干燥即得硫辛酸颗粒晶体。最终硫辛酸摩尔收率为70.3％。
步骤(3)中硫辛酸、第一溶剂、第二溶剂的质量比为1:8:2。
得到的硫辛酸颗粒晶体粒粒度分布均匀，产品外形规则，产品粒度大40μm,晶体堆密度为0.58g/ml，硫辛酸含量为99.61％。
实施例3
(1)环合：反应釜中加入500kg水、750kg硫化钠、24kg催化剂(四丁基溴化铵)，在25℃下搅拌溶解，再加入500kg6,8-二氯辛酸乙酯，最后直接加入固体硫磺92kg。反应即可进行，无须外部热源，随着反应进行约1h后物料自然升温至约80℃，无须外部热源下继续搅拌1h，反应结束，静止分层，下层油相进入水解釜中。
(2)水解：水解釜中加入15000kg水(循环套用)，催化剂(四丁基溴化铵)20kg、上步产物硫辛酸乙酯，液碱350kg，，在70℃下保温搅拌12h，趁热过滤，滤液进入酸化釜中，酸化：将上述滤液降温至25℃左右，开始滴加盐酸至ph＝1-2，过滤，得硫辛酸粗品，滤液经过吸附塔和电渗析装置进入水解釜。
(3)将上述硫辛酸粗品及第一溶剂(18wt％的异丙醇、52wt％的丁酮和30wt％的水)，加入结晶釜中，42℃加热溶解后，0.5℃/min快速降温至25℃，静置养晶8min后，再加入第二溶剂甲酸，通过搅拌桨鼓气并搅拌10min，静置养晶50min，过滤，干燥即得硫辛酸颗粒晶体。最终硫辛酸摩尔收率为71.8％。
步骤(3)中硫辛酸、第一溶剂、第二溶剂的质量比为1:6:2。
得到的硫辛酸颗粒晶体粒粒度分布均匀，产品外形规则，产品粒度大50μm,晶体堆密度为0.63g/ml，硫辛酸含量为99.79％。
实施例4
(1)环合：反应釜中加入500kg水、750kg硫化钠、24kg催化剂(四丁基溴化铵)，在25℃下搅拌溶解，再加入500kg6,8-二氯辛酸乙酯，最后直接加入固体硫磺92kg。反应即可进行，无须外部热源，随着反应进行约1h后物料自然升温至约80℃，无须外部热源下继续搅拌1h，反应结束，静止分层，下层油相进入水解釜中。
(2)水解：水解釜中加入15000kg水(循环套用)，催化剂(四丁基溴化铵)20kg、上步产物硫辛酸乙酯，液碱350kg，在70℃下保温搅拌12h，趁热过滤，滤液进入酸化釜中，酸化：将上述滤液降温至25℃左右，开始滴加盐酸至ph＝1-2，过滤，得硫辛酸粗品，滤液经过吸附塔和电渗析装置进入水解釜。
(3)将上述硫辛酸粗品及第一溶剂(15wt％的丙醇、45wt％的丙酮和40wt％的水)，加入结晶釜中，42℃加热溶解后，0.5℃/min快速降温至10℃，静置养晶10min后，再加入第二溶剂乙酸，通过搅拌桨鼓气并搅拌10min，静置养晶45min，过滤，干燥即得硫辛酸颗粒晶体。最终硫辛酸摩尔收率为72.3％。
步骤(3)中硫辛酸、第一溶剂、第二溶剂的质量比为1:5:1.5。
得到的硫辛酸颗粒晶体粒度分布均匀，产品外形规则，产品粒度大43μm，晶体堆密度为0.60g/ml，硫辛酸含量为99.65％。
实施例5
制备硫辛酸颗粒的设备，包括依次连接的环合釜、水解釜、酸化釜、离心机和结晶釜，还包括吸附塔和电渗析装置，所述离心机的滤液出口与吸附塔连接，所述吸附塔的出液口与电渗析装置连接。
所述结晶釜包括釜体1、搅拌桨2和驱动装置3，所述搅拌桨2竖直设置于釜体1中且上端通过驱动装置3驱动旋转，所述釜体1内壁沿周向安装有若干块弧形挡板4，所述挡板4与釜体1内壁之间形成间距，所述搅拌桨2的搅拌杆和桨叶为连通的中空结构且桨叶上开设若干与中空腔连通的出气孔5，所述搅拌杆上连接有充气管6，所述桨叶表面覆盖滤网，挡板4安装于釜体1内壁的中下部。
对比例1
(1)环合：反应釜中加入500kg水、750kg硫化钠、24kg催化剂(四丁基溴化铵)，在25℃下搅拌溶解，再加入500kg6,8-二氯辛酸乙酯，最后直接加入固体硫磺92kg。反应即可进行，无须外部热源，随着反应进行约1h后物料自然升温至约80℃，无须外部热源下继续搅拌1h，反应结束，静止分层，下层油相进入水解釜中。
(2)水解：水解釜中加入15000kg水(循环套用)，催化剂(四丁基溴化铵)20kg、上步产物硫辛酸乙酯，液碱350kg，，在70℃下保温搅拌12h，趁热过滤，滤液进入酸化釜中，酸化：将上述滤液降温至25℃左右，开始滴加盐酸至ph＝1-2，过滤，得硫辛酸粗品，滤液经过吸附塔和电渗析装置进入水解釜。
(3)将上述硫辛酸粗品及第一溶剂(15wt％的丙醇、45wt％的丙酮和40wt％的水)，加入结晶釜中，42℃加热溶解后，0.5℃/min快速降温至10℃，静置养晶10min后，再加入第二溶剂乙酸，搅拌10min，静置养晶45min，即得硫辛酸颗粒晶体，晶体密度为0.4g/ml。步骤(3)中硫辛酸、第一溶剂、第二溶剂的质量比为1:5:3。
得到的硫辛酸颗粒晶体粒度分布不均匀，产品外形不规则。
对比例2
(1)环合：反应釜中加入500kg水、750kg硫化钠、24kg催化剂(四丁基溴化铵)，在25℃下搅拌溶解，再加入500kg6,8-二氯辛酸乙酯，最后直接加入固体硫磺92kg。反应即可进行，无须外部热源，随着反应进行约1h后物料自然升温至约80℃，无须外部热源下继续搅拌1h，反应结束，静止分层，下层油相进入水解釜中。
(2)水解：水解釜中加入15000kg水(循环套用)，催化剂(四丁基溴化铵)20kg、上步产物硫辛酸乙酯，液碱350kg，在70℃下保温搅拌12h，趁热过滤，滤液进入酸化釜中，酸化：将上述滤液降温至25℃左右，开始滴加盐酸至ph＝1-2，过滤，得硫辛酸粗品，滤液经过吸附塔和电渗析装置进入水解釜。
(3)将上述硫辛酸粗品及第一溶剂(15wt％的丙醇、45wt％的丙酮和40wt％的水)，加入结晶釜中，42℃加热溶解后，0.5℃/min快速降温至10℃，静置养晶10min后，再加入第二溶剂乙酸，搅拌10min，静置养晶45min，即得硫辛酸颗粒晶体。
步骤(3)中硫辛酸、第一溶剂、第二溶剂的质量比为1:5:0.5。
得到的硫辛酸颗粒晶体粒度分布不均匀，产品外形不规则，且产品粒度小17μm，密度为0.43g/ml，硫辛酸含量为90.05％。
可见第二溶剂过多或过少均得不到粒度分布均匀，产品外形规则，产品粒度大35-45μm的硫辛酸颗粒。
对比例3
(1)环合：反应釜中加入500kg水、750kg硫化钠、24kg催化剂四丁基溴化铵，在25℃下搅拌溶解，再加入500kg6,8-二氯辛酸乙酯，最后直接加入固体硫磺92kg。反应即可进行，无须外部热源，随着反应进行约1h后物料自然升温至约80℃，无须外部热源下继续搅拌1h，反应结束，静止分层，下层油相进入水解釜中。
(2)水解：水解釜中加入15000kg水(循环套用)，催化剂(四丁基溴化铵)20kg、液碱上步产物硫辛酸乙酯，液碱350kg，在70℃下保温搅拌12h，趁热过滤，滤液进入酸化釜中，酸化：将上述滤液降温至25℃左右，开始滴加稀盐酸至ph＝1-2，过滤，得硫辛酸粗品，滤液经过吸附塔(回收硫辛酸)和电渗析装置进入水解釜。
其中吸附塔吸附为采用hz818吸附树脂(上海华振树脂有限公司)进行吸附的，温度为15℃，ph＝4，吸附速率为12m3/h，洗脱为：盐酸淋洗，然后用净水洗至中性；再用氢氧化钠溶液浸泡4小时，用3～4倍树脂体积的同浓度氢氧化钠溶液淋洗，最后用净水洗至中性。硫辛酸回收率达85.5％。