1.本发明涉及化工领域，尤其涉及可作为饲料添加剂的蛋氨酸类营养补充剂，具体涉及一种2-羟基-4-甲硫基丁酸钙的制备方法。
背景技术：
2.羟基蛋氨酸钙是一种有机化学药品，英文名为calcium 2-hydroxy-4-(methylthio)butyrate，英文别名dl-alpha-hydroxymethionine calcium，也称2-羟基-4-甲硫基丁酸钙；分子式为c
10h18
cao6s2，用作饲料添加剂时可作为蛋氨酸类营养补充剂，促进动物生长发育。
3.目前已知的羟基蛋氨酸钙的生产方法包括：
4.(1)使2-羟基-4-甲硫基丁酸甲酯与氢氧化钙在水中加热升温至回流反应，制成2-羟基-4-甲硫基丁酸钙，然而该方法中使用的2-羟基-4-甲硫基丁酸甲酯需要通过酯化反应自制，不仅操作繁琐，而且还不可避免地引入了酯化反应所使用的酸催化剂，易与氢氧化钙生成副产物盐，不易去除，反应温度也较高，能耗较高；
5.(2)使2-羟基-4-甲硫基丁酰胺与氢氧化钙在水中、在温度100-120℃下反应，制成2-羟基-4-甲硫基丁酸钙，然而该方法中使用的2-羟基-4-甲硫基丁酰胺需要经过复杂的工艺制备，生产工序较多，反应温度超过了100℃，能耗高；
6.(3)使2-羟基-4-甲硫基丁酸与氢氧化钙在水中反应，制成2-羟基-4-甲硫基丁酸钙，例如cn104341329，该专利中不仅反应温度需要高达120℃，而且对于产物与残余反应物等不加以分离，产物纯度难以保证；
7.又如cn101735122，该专利中采用低沸点极性有机溶剂或其与水形成的混合溶剂作为反应介质，一方面，使用了有机溶剂，不利于生产环境的环保性，对设备密封性要求高，另一方面，生成的2-羟基-4-甲硫基丁酸钙粒径极小，使得生产过程中物料转运时的流动性差，脱水难度变大，滤饼含湿量高，干燥时间长；
8.又如cn103467348，该专利中使2-羟基-4-甲硫基丁酸、氢氧化钙和结晶剂在水介质中反应，且控制ph值为5-7，搅拌充分反应后冷却结晶，然后再重结晶，然而，该方法冷却结晶后所获2-羟基-4-甲硫基丁酸钙在140目(对应粒径约在105μm)筛上物仅占76％，而且堆积密度仅0.62g/ml，尤其是搅拌充分反应时间达到2小时及以上，生产效率不高，而在重结晶后，140目(对应粒径约在105μm)筛上物占比有所提升，达到83％，但是堆积密度仍然只达到0.68g/ml，可见，该方法不仅需要在首次冷却结晶后过滤干燥而再次重结晶，操作繁琐，而且即使经过多次重结晶，堆积密度仍然不高，且粒度小于105μm的高达17％，此外，实践表明，按照该种方式大颗粒粒度占比偏大，呈现非正态分布的双峰分布状态。
技术实现要素：
9.本发明的目的是克服现有技术的一个或多个不足，提供一种改进的2-羟基-4-甲硫基丁酸钙的制备方法，该方法能够在较低的反应温度下获得粒径适中且兼具较好的产率
以及纯度的2-羟基-4-甲硫基丁酸钙产品，且操作简单易实施。
10.为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种2-羟基-4-甲硫基丁酸钙的制备方法，该制备方法包括：
11.将氢氧化钙悬浮液滴加至2-羟基-4-甲硫基丁酸中，反应生成2-羟基-4-甲硫基丁酸钙；
12.其中，所述氢氧化钙悬浮液中，分散介质包含水，氢氧化钙的质量百分含量为15％-45％，氢氧化钙的粒径d
50
为10-100μm；
13.从滴加开始至滴加结束，控制滴加所述氢氧化钙悬浮液的滴加速度呈现变化，该变化包含滴加速度递增以及选择性的滴加速度保持。
14.根据本发明的一些优选方面，控制所述氢氧化钙悬浮液中，氢氧化钙的粒径d
50
为10-75μm。
15.进一步地，控制所述氢氧化钙悬浮液中，氢氧化钙的粒径d
50
为15-50μm。
16.再进一步地，控制所述氢氧化钙悬浮液中，氢氧化钙的粒径d
50
为15-35μm。
17.根据本发明的一些优选方面，控制所述氢氧化钙悬浮液中，氢氧化钙的质量百分含量为20％-40％。
18.进一步地，控制所述氢氧化钙悬浮液中，氢氧化钙的质量百分含量为25％-35％。
19.按照本发明方法进行滴加氢氧化钙悬浮液，可以在反应初期有效控制晶核生成速度与数量，后期则可以增加滴加速度以加快释放氢氧化钙，从而有利于去获得理想的预期粒径。
20.根据本发明的一些优选方面，所述氢氧化钙悬浮液中，分散介质基本主要为水。
21.根据本发明的一些优选方面，所述氢氧化钙悬浮液的制备方法包括：将氢氧化钙与水充分混合，控制混合温度小于等于40℃。
22.在本发明的一些优选实施方式中，制备所述氢氧化钙悬浮液的实施方式包括：将水和分散助剂混合，然后在搅拌条件下加入氢氧化钙，循环剪切，控制循环剪切的温度小于等于40℃，所述分散助剂用于阻止或延缓氢氧化钙在水中发生沉淀。
23.在本发明的一些实施方式中，所述分散助剂为选自表面活性剂、扩散剂、增稠剂和抗沉淀剂中的一种或多种的组合。
24.在本发明的一些实施方式中，所述表面活性剂为阴离子表面活性剂、非离子表面活性剂中的至少一种，非离子表面活性剂可以为聚醚改性硅油等，扩散剂可以为扩散剂nno(亚甲基双萘磺酸钠)等，增稠剂可以为羧甲基纤维素等，抗沉淀剂可以为聚羧酸盐等。
25.根据本发明的一个具体方面，所述分散助剂由聚醚改性硅油、亚甲基双萘磺酸钠和羧甲基纤维素构成；进一步地，所述聚醚改性硅油、所述亚甲基双萘磺酸钠和所述羧甲基纤维素的投料质量比为1∶0.1-0.3∶0.01-0.1；更进一步地，所述聚醚改性硅油、所述亚甲基双萘磺酸钠和所述羧甲基纤维素的投料质量比为1∶0.12-0.25∶0.03-0.0.09。
26.在本发明的一些优选实施方式中，所述氢氧化钙悬浮液中，以质量百分含量计，所述氢氧化钙悬浮液中，所述分散助剂的质量含量为0.05-0.5％。
27.进一步地，所述氢氧化钙悬浮液中，以质量百分含量计，所述氢氧化钙悬浮液中，所述分散助剂的质量含量为0.08-0.35％。
28.再进一步地，所述氢氧化钙悬浮液中，以质量百分含量计，所述氢氧化钙悬浮液
中，所述分散助剂的质量含量为0.1-0.3％。
29.根据本发明的一些优选方面，控制滴加结束时的滴加速度大于或等于滴加开始时的滴加速度的2倍。
30.根据本发明的一些优选且具体的方面，控制滴加的总时间为10-40min，例如可以为10min、15min、20min、25min、30min、35min、40min等。
31.根据本发明的一些优选且具体的方面，控制滴加按照如下方式分阶段进行：
32.第一阶段，控制滴加速度为v1，滴加时间为t1；
33.第二阶段，控制滴加速度为v2，滴加时间为t2；
34.第三阶段，控制滴加速度为v3，滴加时间为t3；
[0035]v2
＝(1-3)v1，v3＝(1.5-3)v2，t1＝(0.8-1.2)t2＝(0.8-1.2)t3。
[0036]
根据本发明的一个具体方面，v2＝2v1，v3＝2v2，t1＝t2＝t3。
[0037]
在本发明的一些优选实施方式中，该制备方法中，2-羟基-4-甲硫基丁酸以水溶液的形式添加，且控制滴加过程中，在搅拌条件下，将氢氧化钙悬浮液滴加至2-羟基-4-甲硫基丁酸的水溶液中。
[0038]
根据本发明，本发明的反应温度可以在较低的温度下进行，进一步可以控制所述反应在反应温度60-70℃下进行，实践表明，按照本发明方法进行2-羟基-4-甲硫基丁酸钙的制备，即使在该相对较低的反应温度下仍然能够较高的收率和纯度。
[0039]
在本发明的一些实施方式中，控制所述2-羟基-4-甲硫基丁酸与所述氢氧化钙的投料摩尔比为1∶0.5-0.6。
[0040]
在本发明的一些优选实施方式中，该制备方法中，在滴加结束后立即可以进行冷却结晶的操作，基本不需要保温继续反应的过程，生产效率较高。
[0041]
根据本发明的一些优选方面，该制备方法还包括：在滴加结束后，将反应液导入两级结晶器进行冷却结晶，控制第一级结晶器的结晶条件为：真空度为15-25kpa，结晶温度低于所述反应的反应温度且相差5-15℃，停留时间为0.5-3h；控制第二级结晶器的结晶条件为：真空度为0.1-5kpa，结晶温度为20-30℃，停留时间为0.5-3h。
[0042]
进一步地，控制第一级结晶器的结晶条件为：真空度为18-22kpa，结晶温度低于所述反应的反应温度且相差7-12℃，停留时间为0.5-2h；控制第二级结晶器的结晶条件为：真空度为1-3kpa，结晶温度为22-28℃，停留时间为0.5-2h。
[0043]
在本发明的一些实施方式中，该制备方法还包括：在结晶结束后，经真空过滤，然后经耙式干燥，得2-羟基-4-甲硫基丁酸钙产品，真空过滤所得母液可以套用在制备氢氧化钙悬浮液中或制备2-羟基-4-甲硫基丁酸的水溶液中。
[0044]
由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：
[0045]
本发明基于现有制备2-羟基-4-甲硫基丁酸钙的方法存在的能耗高、纯度低或粒径太小等缺陷，创新地提供了一种改进的制备2-羟基-4-甲硫基丁酸钙的方法，该方法首次提出将氢氧化钙以悬浮液的形式滴加至2-羟基-4-甲硫基丁酸中进行反应，并通过控制氢氧化钙的粒径以及含量和滴加速度，不仅使得本发明反应能够在相对更低的温度(可以是约60-70℃)下进行，极大地节约了反应能耗，而且制备出的2-羟基-4-甲硫基丁酸钙具有更适中的粒径、堆积密度高，避免粒径太小导致的转运流动性差(本发明中不易结块)、过滤和干燥难度大等缺陷，也可以避免粒径太大不利于预混料过程应用使用，此外，按照本发明方
法进行反应，还可以避免生成的2-羟基-4-甲硫基丁酸钙包裹在未反应的氢氧化钙上，实践表明，本发明方法能够获得理想的产品纯度和产品收率。
具体实施方式
[0046]
以下结合具体实施例对上述方案做进一步说明；应理解，这些实施例是用于说明本发明的基本原理、主要特征和优点，而本发明不受以下实施例的范围限制；实施例中采用的实施条件可以根据具体要求做进一步调整，未注明的实施条件通常为常规实验中的条件。
[0047]
下述实施例中未作特殊说明，所有原料均来自于商购或通过本领域的常规方法制备而得。
[0048]
下述中，粒径d
50
通过湿法粒度仪microtrac-s3500测得；
[0049]
表面活性剂具体为聚醚改性硅油，购自山东大易化工有限公司；扩散剂nno，购自济南宝达染料化工有限公司，增稠剂羧甲基纤维素，南通润丰石油化工有限公司。
[0050]
液体蛋氨酸，购自诺伟司(novus)公司，2-羟基-4-甲硫基丁酸的含量为88％。
[0051]
实施例1
[0052]
本例提供一种2-羟基-4-甲硫基丁酸钙的制备方法，该制备方法包括：
[0053]
氢氧化钙悬浮液的制备：将328kg水与1.095kg分散助剂(其中聚醚改性硅油0.876kg、扩散剂nno 0.164kg、羧甲基纤维素0.055kg)放到搅拌容器内，搅拌下加入219kg氢氧化钙(氢氧化钙用300目筛子控制粒径小于50μm)配制成固含量40％的氢氧化钙悬浮液，开启剪切泵循环剪切30min，控制剪切温度不要超过40℃，剪切完毕，氢氧化钙悬浮液测试湿法粒径d
50
约20μm左右。
[0054]
2-羟基-4-甲硫基丁酸钙制备：将1009kg液体蛋氨酸采用水稀释到30％(质量百分含量，下述相同)后在反应结晶器内搅拌升温到70℃，搅拌下加入氢氧化钙悬浮液，30min内加完，其中前10min的滴加速度为0.469m3/h，中间10min的滴加速度为0.940m3/h，后10min的滴加速度为1.88m3/h；
[0055]
滴加完毕将反应液引入两级oslo结晶器，第一级控制真空度20kpa、结晶温度为60℃、停留时间1h，第二级控制真空度2kpa、结晶温度为25℃、停留时间1h，出料经真空带式过滤，耙式干燥器得2-羟基-4-甲硫基丁酸钙产品，母液可以套用到氢氧化钙悬浮液制备及液体蛋氨酸的稀释过程，产品收率为95.9％，产品纯度为96.1％，产品粒径分布为100-1100μm，其中d
50
为650μm，d
90
为1050μm，堆积密度为0.745g/ml。
[0056]
实施例2
[0057]
本例提供一种2-羟基-4-甲硫基丁酸钙的制备方法，该制备方法包括：
[0058]
氢氧化钙悬浮液的制备：将382.9kg水与1.095kg分散助剂(其中聚醚改性硅油0.876kg、扩散剂nno 0.164kg、羧甲基纤维素0.055kg)放到搅拌容器内，搅拌下加入164.1kg氢氧化钙(氢氧化钙用300目筛子控制粒径小于50μm)配制固含量30％的氢氧化钙悬浮液，开启剪切泵循环剪切30min，控制剪切温度不要超过40℃，剪切完毕，氢氧化钙悬浮液测试湿法粒径d
50
约30μm左右。
[0059]
2-羟基-4-甲硫基丁酸钙制备：将666.20kg液体蛋氨酸稀释到30％后在反应结晶器内搅拌升温到70℃，搅拌下加入氢氧化钙悬浮液，30min内加完，其中前10min的滴加速度
为0.469m3/h，中间10min的滴加速度为0.940m3/h，后10min的滴加速度为1.88m3/h；
[0060]
滴加完毕将反应液引入两级oslo结晶器第一级控制真空度20kpa、结晶温度为60℃、停留时间1h，第二级控制真空度2kpa、结晶温度为25℃、停留时间1h，出料经真空过滤，耙式干燥器得2-羟基-4-甲硫基丁酸钙产品，母液可以套用到氢氧化钙悬浮液制备及液体蛋氨酸的稀释过程，产品收率为96.5％，产品纯度为96.5％，产品粒径分布为100-1100μm，其中d
50
为600μm，d
90
为1030μm，堆积密为度为0.765g/ml。
[0061]
实施例3
[0062]
本例提供一种2-羟基-4-甲硫基丁酸钙的制备方法，该制备方法包括：
[0063]
氢氧化钙悬浮液的制备：将382.9kg水与1.095kg分散助剂(其中聚醚改性硅油0.876kg、扩散剂nno 0.164kg、羧甲基纤维素0.055kg)放到搅拌容器内，搅拌下加入164.1kg氢氧化钙(氢氧化钙用170目筛子控制粒径小于90μm)配制固含量30％的氢氧化钙悬浮液，开启剪切泵循环剪切30min，控制剪切温度不要超过40℃，剪切完毕，氢氧化钙悬浮液测试湿法粒径d
50
约75μm左右。
[0064]
2-羟基-4-甲硫基丁酸钙制备：将666.20kg液体蛋氨酸稀释到30％后在反应结晶器内搅拌升温到70℃，搅拌下加入氢氧化钙悬浮液，30min内加完，其中前10min的滴加速度为0.469m3/h，中间10min的滴加速度为0.940m3/h，后10min的滴加速度为1.88m3/h；
[0065]
滴加完毕将反应液引入两级oslo结晶器第一级控制真空度20kpa、结晶温度为60℃、停留时间1h，第二级控制真空度2kpa、结晶温度为25℃、停留时间1h，出料经真空过滤，耙式干燥器得2-羟基-4-甲硫基丁酸钙产品，母液可以套用到氢氧化钙悬浮液制备及液体蛋氨酸的稀释过程，产品收率为95.8％，产品纯度为96.0％，产品粒径分布为100-1100μm，其中d
50
为610μm，d
90
为1020μm，堆积密度为0.740g/ml。
[0066]
实施例4
[0067]
本例提供一种2-羟基-4-甲硫基丁酸钙的制备方法，该制备方法包括：
[0068]
氢氧化钙悬浮液的制备：将382.9kg水与1.095kg分散助剂(其中聚醚改性硅油0.876kg、扩散剂nno 0.164kg、羧甲基纤维素0.055kg)放到搅拌容器内，搅拌下加入164.1kg氢氧化钙(氢氧化钙用300目筛子控制粒径小于50μm)配制固含量30％的氢氧化钙悬浮液，开启剪切泵循环剪切30min，控制剪切温度不要超过40℃，剪切完毕，氢氧化钙悬浮液测试湿法粒径d
50
约30μm左右。
[0069]
2-羟基-4-甲硫基丁酸钙制备：将666.20kg液体蛋氨酸稀释到30％后在反应结晶器内搅拌升温到70℃，搅拌下加入氢氧化钙悬浮液，30min内加完，其中前10min的滴加速度为0.862m3/h，中间10min的滴加速度为0.862m3/h，后10min的滴加速度为1.724m3/h；
[0070]
滴加完毕将反应液引入两级oslo结晶器第一级控制真空度20kpa、结晶温度为60℃、停留时间1h，第二级控制真空度2kpa、结晶温度为25℃、停留时间1h，出料经真空过滤，耙式干燥器得2-羟基-4-甲硫基丁酸钙产品，母液可以套用到氢氧化钙悬浮液制备及液体蛋氨酸的稀释过程，产品收率为96.1％，产品纯度为96.2％，产品粒径分布为100-1100μm，其中d
50
为576μm，d
90
为1000μm，堆积密度为0.734g/ml。
[0071]
实施例5
[0072]
本例提供一种2-羟基-4-甲硫基丁酸钙的制备方法，该制备方法包括：
[0073]
氢氧化钙悬浮液的制备：将382.9kg水与1.095kg分散助剂(其中聚醚改性硅油
0.876kg、扩散剂nno 0.164kg、羧甲基纤维素0.055kg)放到搅拌容器内，搅拌下加入164.1kg氢氧化钙(氢氧化钙用600目筛子控制粒径小于23μm)配制固含量30％的氢氧化钙悬浮液，开启剪切泵循环剪切30min，控制剪切温度不要超过40℃，剪切完毕，氢氧化钙悬浮液测试湿法粒径d
50
约10μm左右。
[0074]
2-羟基-4-甲硫基丁酸钙制备：将666.20kg液体蛋氨酸稀释到30％后在反应结晶器内搅拌升温到70℃，搅拌下加入氢氧化钙悬浮液，30min内加完，其中前10min的滴加速度为0.862m3/h，中间10min的滴加速度为0.862m3/h，后10min的滴加速度为1.724m3/h；
[0075]
滴加完毕将反应液引入两级oslo结晶器第一级控制真空度20kpa、结晶温度为60℃、停留时间1h，第二级控制真空度2kpa、结晶温度为25℃、停留时间1h，出料经真空过滤，耙式干燥器得2-羟基-4-甲硫基丁酸钙产品，母液可以套用到氢氧化钙悬浮液制备及液体蛋氨酸的稀释过程，产品收率为96.1％，产品纯度为96.5％，产品粒径分布为100-1100μm，其中d
50
为680μm，d
90
为1080μm，堆积密度为0.738g/ml。
[0076]
对比例1
[0077]
基本同实施例2，其区别仅在于：将添加的氢氧化钙悬浮液替换为直接添加粒径d
50
为30μm的氢氧化钙，液体蛋氨酸稀释到40％，且控制反应时间为30min。
[0078]
产品收率为95.1％，产品纯度为95.3％，产品粒径分布为50-1350μm，其中d
50
为560μm，d
90
为1100μm，产品非正态分布，双峰分布，堆积密度为0.65g/ml。
[0079]
对比例2
[0080]
基本同实施例2，其区别仅在于：氢氧化钙的粒径d
50
为1μm。乳液稳定导致释放缓慢，产品粒径偏大，不利于预混料厂家使用
[0081]
产品收率为96.4％，产品纯度为96.5％，产品粒径分布为100-1400μm，其中d
50
为700μm，d
90
为1150μm，堆积密度为0.720g/ml。
[0082]
对比例3
[0083]
基本同实施例2，其区别仅在于：氢氧化钙的粒径d
50
为200μm。
[0084]
产品收率为91.30％，产品纯度为91.2％，产品粒径分布为100-1500μm，其中d
50
为650μm，d
90
为1200μm，产品非正态分布，双峰分布，堆积密度为0.663g/ml。
[0085]
对比例4
[0086]
基本同实施例2，其区别仅在于：所述氢氧化钙悬浮液中，氢氧化钙的质量百分含量为50％。氢氧化钙悬浮液黏度大导致体系局部黏度大不利于反应结晶进行，即使液体蛋氨酸稀释到10％也会导致体系黏度大，不利于反应结晶过程。
[0087]
产品收率为94.8％，产品纯度为93.2％，产品粒径分布为100-1200μm，其中d
50
为620μm，d
90
为1090μm，堆积密度为0.723g/ml。
[0088]
对比例5
[0089]
基本同实施例2，其区别仅在于：所述氢氧化钙悬浮液中，氢氧化钙的质量百分含量为10％。氢氧化钙乳液不稳定，导致释放速度不均匀，产品生产不均匀，导致产品粒径非正态分布。
[0090]
产品收率为93.9％，产品纯度为93.3％，产品粒径分布为100-1300μm，其中d
50
为650μm，d
90
为1150μm，产品非正态分布，堆积密度为0.726g/ml。
[0091]
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人
士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
[0092]
在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。