本发明涉及5-(β-甲基巯基乙基)乙内酰脲在碳酸钾的存在下 水解制备蛋氨酸的工序中所使用的装置材料。
5-(β-甲基巯基乙基)乙内酰脲(以下，称为M-乙内酰脲) 水解制备蛋氨酸的方法，通常在碱存在下按照下式所示进行。
此水解反应的反应条件通常使用压力约为5～15Kg/cm2·G，温度 约为150～200℃的条件。在碳酸钾作为碱使用时，要确保水解条件下 金属材料在液相、气相条件下的耐腐蚀性毫无疑问是极其困难的，可 以说是显著的高腐蚀性条件。例如，在使用SUS304L不锈钢制的水解 反应器时，受到强烈的腐蚀，3mm厚的器皿约使用3个月就穿孔。另外， 耐腐蚀性更优越的高级奥氏体系列铬-镍不锈钢在本条件下的耐腐蚀效 果也不尽理想。
本申请人发现在此工序中使用不锈钢作为装置材料时，其化学成分 在Cr的含量为22.0～30.0重量％，Ni的含量为6.0重量％以下时，该 装置材料有优越的耐腐蚀性，并已就此申请专利(日本特许申请公告 公报JB-B-56-8029)。该装置材料，从上述公报中记载的实施例可以 看出，以氢氧化钠作为碱使用时有特别优越的耐腐蚀性，与已知的公 知材料相比，尤其在气相部可发挥优越的耐腐蚀性能，但在使用碳酸 钾作为碱制备蛋氨酸时，其效果未必充分，特别是液相部的耐腐蚀性 有待提高。
本发明的目的是提供在碳酸钾存在下由M-乙内酰脲水解制备蛋氨 酸时，对该制备工序的液相部和气相部的任何一个都有着优越耐腐蚀 性的装置材料。
鉴于上述情况，本发明者们发现了在碳酸钾存在下由M-乙内酰脲 水解制备蛋氨酸时，作为其装置材料，使用含Cr元素，Ni元素，Mo元 素和N元素为各特定含量的不锈钢时，该装置材料不仅在气相部，而 且在液相部也显示了优越的耐腐蚀性，从而完成了本发明。
即，本发明提供了蛋氨酸的制备方法，其特征在于在碳酸钾存在下 使5-(β-甲基巯基乙基)乙内酰脲(M-乙内酰脲)水解制备蛋氨酸 时，作为其装置材料，使用含Cr元素21.0～30.0％，Ni元素4.5～ 11.0％，Mo元素2.5～5.0％和N元素0.05～0.35％的不锈钢。
本发明中，M-乙内酰脲在碳酸钾存在下水解，得到蛋氨酸的钾盐 形式。水解通常在约5～15KG/cm2·G，温度约150～2000℃的条件下进 行约10～120分。可利用回收水解时产生的氨和二氧化碳气，得到M- 乙内酰脲的工艺。
从得到的水解液中回收蛋氨酸的方法没有特定的限制，例如，通过 往该水解液中导入二氧化碳气边中和边使蛋氨酸晶体析出，回收析出 的蛋氨酸的方法。该中和析晶可在二氧化碳气加压下进行，再有，也 可将析出的蛋氨酸过滤，分离，必要可进行水洗，干燥制得蛋氨酸制 品。
本发明中，M-乙内酰脲在碳酸钾存在下水解制备蛋氨酸时，至少 在其水解工序中，作为其装置材料，使用含Cr元素21.0～30.0％，Ni元素4.5～11.0％，Mo元素2.5～5.0％和N元素0.05～0.35％的不锈钢， 但水解装置可以使用该不锈钢制成的装置，也可以使用由该水解装置 内衬该不锈钢而成的装置。另外，该水解用装置所连带的阀，配管等 优选由该不锈钢构成。
本发明的不锈钢含有Cr元素21.0～30.0％，Ni元素4.5～11.0％，Mo元素2.5～5.0％和N元素0.05～0.35％。各元素含量的％均为重量％。Cr元素的含量不足21.0％时，该不锈钢在上述水解反应中不能维持良好的 耐腐蚀性，另一方面，当含量超过30.0％时，该不锈钢的脆性明显增高。 已知Ni元素的存在可使该不锈钢在该水解反应中的耐腐蚀性降低，但 是在本发明的含量范围内，即在4.5～11.0％的范围内并未发现该不锈 钢有实质上的耐腐蚀性降低，无论机械性，加工性均有改良的效果。Mo元素为在上述本发明的含量范围内时，该不锈钢对该水解发挥了良好 的耐腐蚀性。Mo元素含量超过5.0％时，该不锈钢的加工性恶化，有时 促进了其σ脆性。N元素在本发明的含量范围内时，含量越高改善该不 锈钢的耐腐蚀性的效果越好。N元素的含量超过0.35％时，在不锈钢合 金中的氮化物析出，该不锈钢的韧性有时会降低。
另外，本发明的不锈钢中，除含有上述范围的Cr，Ni，Mo和N之外， 还可含有W元素和/或Cu元素。此时，W元素的含量通常为2.50重量％ 以下，优选约0.10～2.50重量％的范围，Cu元素的含量通常在0.80重 量％以下，优选约0.20～0.80重量％的范围。W元素可抑制由σ相析出 引起的不锈钢的脆化，是提高不锈钢耐腐蚀性非常有效的成分元素。 另一方面，Cu元素是提高不锈钢的通常的耐腐蚀性的有效成分元素。
另外，本发明的不锈钢作为在碳酸钾存在下M-乙内酰脲水解装置 材料时，不仅该耐腐蚀性没有受到明显的损害，而且有本发明没有规 定的其他元素存在也不受影响。
作为本发明适用的不锈钢，只要符合上述的化学成分即可，对此并 无特殊限制，作为市售的不锈钢，可列举的例如有 SUS329J4L，SCS10，UNSS39274和UNSS32750等与上述成分一致。使用 这些市售品在经济上有利。
如上所述，本发明发现了在碳酸钾存在下M-乙内酰脲水解制备蛋 氨酸的工序中，作为特殊的耐腐蚀性的水解反应装置所使用的装置材 料，含有特定量的特定化学成分的不锈钢在该反应中，其液相部和其 气相部任何一个均有着优越的耐腐蚀性，通过使用这种装置材料，使 该蛋氨酸制备工艺长期，稳定的操作成为可能，其产业上的利用价值 非常大。
以下，用实施例更详细地说明本发明，但是本发明的实施方案并不 限于这些实施例，不能据此限定本发明的方法。
再有，实施例中的不锈钢的化学成分是用荧光X射线分析装置测定 的。
实施例1
3-甲基巯基丙醛氰醇经二氧化碳气和氨生成的碳酸铵进行乙内酰 脲化后得到5-(β-甲基巯基乙基)乙内酰脲，从高压釜的上部往其 中连续供给(供给速度1kg/Hr)混合有碳酸钾的水解料液(该乙内酰 脲浓度约为9重量％，碳酸钾的浓度约为10重量％)，保持压力 9Kg/cm2·g，温度170℃的条件进行蛋氨酸盐的生成反应。此时，在将 含有蛋氨酸钾盐的反应生成物从下部导出的同时，从顶部将生成的气 体放出。于此反应体系中的气相部和液相部中，插入具有表1所示化 学组成的试验片，保持该状态72小时，进行试验片的腐蚀试验。腐蚀 试验的结果通过测定腐蚀速度(每单位时间，单位面积的试验片的重 量减少量)来获得。结果如表2所示。
表1(-表示不足记载的有效数字) 试验片 化学成分(％) Cr Ni N Cu W Mo 实施 例 SUS329J4L 25.09 7.32 0.16 0.52 0.31 3.18 SCS10 25.20 7.23 0.14 0.49 0.29 3.21 UNS S39274 24.60 6.75 0.26 0.50 2.03 3.12 UNS S32750 24.73 6.65 0.26 0.08 - 3.78 比较 例 SUS329J1 23.92 5.52 - - - 1.61 SCS11 24.52 6.27 - - - 2.29
表2 试验片 腐蚀速度(g/m2·hr) 气相部 液相部 实施例 SUS329J4L 0.01 0.02 SCS10 未测定 0.02 UNS S32974 未测定 0.02 UNS S32750 未测定 0.01 比较例 SUS329J1 0.96 3.42 SCS11 未测定 4.82