高纯氨基乙酸的环保清洁工艺生产方法技术

一种高纯氨基乙酸的环保清洁工艺生产方法，是以氢氰酸为起始原料，经与甲醛反应生成羟基乙腈，羟基乙腈在含有氨的碳酸水体系中反应得到氨基乙酸水溶液，再通过净化工艺处理得到高纯氨基乙酸产品的环保清洁工艺生产方法。其特征是：工艺过程很好的抑制了有害杂质的产生，收率高、产品纯度非常高；设备投资少，又很好的保证了整个工艺的安全操作性；在精制的工艺过程中，粗品通过热水溶解用净化处理剂热处理后采用热过滤，能耗低；整个工艺过程是完完全全的环保清洁工艺方法；本方法对原材料的要求相对比较宽松，对充分综合利用资源与环境的保护起到非常积极的作用。

【技术实现步骤摘要】
一种，涉及到氨基乙酸的生产方法，特别是涉及氢氰酸法生产高纯氨基乙酸的工艺方法，氨基乙酸是合成农药、医药的重要的中间体，属有机合成中间体原料的生产工艺方法。氨基乙酸又称甘氨酸，是在农药、医药等行业有着广泛用途的重要的基本有机原料，现在的生产方法主要有以下几种1、氯乙酸氨化法。先将乌洛托品全部投入反应釜内，然后加入氨水，再滴加氯乙酸，在50-60℃下进行反应，在72～78℃下保温3小时，再经醇析，得到产品。2、施特雷克法(strecker)。用甲醛与氰化钠(氰化钙、氰化钾)和氯化铵反应，同时加入冰醋酸，析出亚甲基氨基乙腈结晶。产物在硫酸存在下加入乙醇进行分解，得到氨基乙腈硫酸盐，然后加入氢氧化钡分解得到甘氨酸钡盐。最后加入硫酸定量沉淀钡，过滤分离，滤液浓缩，放置，析出甘氨酸晶体。3、明胶或蚕丝水解、精制而得氨基乙酸。4、氢氰酸法。氢氰酸法合成甘氨酸是以氢氰酸为主要原料，在低温下与甲醛进行反应生成羟基乙腈，用合成的羟基乙腈在压力釜内经高温、高压下与碳酸铵水溶液进行反应合成乙内酰脲，最后将乙内酰脲在一定的温度和压力下进行水解，水解产物为甘氨酸，同时放出二氧化碳和氨气。对于以上各工艺方法生产氨基乙酸，方法1是目前使用最多的最成熟的方法之一，但其原材料成本较高。方法2也是很成熟的工艺方法，但其工艺过程较长，处理也较麻烦，生产成本较高。方法3其产量有限，同时产品精制时设备要求较高。方法4是工艺过程较为简单，原材料成本最低的工艺方法，也是近年来国际国内众多有志之士着重研究的工艺方法，这种工艺方法，除生产成本远远低于现有其它工艺方法外，其原材料供应也非常有保障，是目前最具有发展前途的生产氨基乙酸的工艺方法。但是这种以氢氰酸为原料生产氨基乙酸的工艺方法，在目前现有的生产实践中，还存在着一个非常严重的缺陷氢氰酸法生产的氨基乙酸产品的质量没有采用其它工艺方法的高，产品中总是存在有很难处理的杂质，这些杂质使产品质量很难达到食品级和医药级，因此以氢氰酸为原料生产氨基乙酸的工艺方法目前还存在有很大的局限性。本专利技术的目的是提供一种，是一种以氢氰酸为起始原料，经与甲醛反应生成羟基乙腈，羟基乙腈在含有氨的碳酸水体系中反应得到氨基乙酸水溶液，再通过净化工艺处理得到高纯氨基乙酸产品的环保清洁工艺生产方法。其特征是整个工艺过程很好的抑制了有害杂质的产生，产品纯度非常高；减少了设备投资，并很好的保证了整个工艺的安全操作性；有效避免了氨基乙酸的衍生化反应，收率高；在精制的工艺过程中，脱色处理后采用热过滤，能耗低；整个工艺是完完全全的环保清洁工艺；本工艺方法对原材料的要求相对比较宽松，可以充分综合利用资源，对自然环境的保护起到非常积极的作用。本法主要分如下步骤进行第一步净化后的氢氰酸气体通过甲醛吸收反应生成羟基乙腈水溶液。第二步气体二氧化碳加压溶入一定含量的氨水中，这种含氨的碳酸水体系在预热后再将常温下的羟基乙腈水溶液用压力泵注入，羟基乙腈在体系中反应首先合成乙内酰脲。其体系物料摩尔比为羟基乙腈∶二氧化碳∶氨∶水＝1∶1.5～25∶1.5～25∶10～200反应压力为2.0～10.0Mpa，最好是4.0～6.0Mpa；反应温度为80～180℃，最好是110～160℃。羟基乙腈的性质非常活泼，通常要加入适量的稳定剂；加入稳定剂后的羟基乙腈水溶液在常温下很少分解与聚合，但在加热情况下，其分解与聚合变得非常明显。但是羟基乙腈与含氨的碳酸水体系的反应，一般需要有较高的温度；因此，采用这种先将含氨碳酸水体系预热的方法，可以大大缩短反应体系的升温过程，也就大大缩短了羟基乙腈在较高温度下的存留时间，减少了其分解与聚合的机会，这样就有效的避免了副反应的发生，抑制了有害杂质的产生，提高了反应转化率。反应物料摩尔比的允许范围比较大，且二氧化碳、氨、水大量过量，这样就可以保证将反应体系的波动对产品质量的影响降低到足够低限度，这样非常适合于连续化反应操作，并且能非常理想的实现自动化控制。第三步第二步合成的乙内酰脲水溶液，在体系中水解生成氨基乙酸，放出氨气与二氧化碳。水解温度为100℃～180℃，最好是120℃～160℃；压力为1.0～8.0Mpa，最好是3.0～5.0Mpa。在水解的过程中释放出氨气与二氧化碳，氨气在水中的溶解度相对要大得多，在反应结束或反应的过程中泄压时，首先逸出的绝大多数是二氧化碳气体，这种气体可以很方便的通过管道回收，直接返回到系统的第二步反应中循环套用。水解结束后适当降温泄压，出料得到氨基乙酸水溶液，放出的二氧化碳气体回收返回第二步用于配制含氨的碳酸水体系，这样可以无限循环套用。反应体系中释放出来的二氧化碳气体单独回收并返回到第二步反应中作为含氨碳酸水体系的原料，与氨及氨水的回收与返回路径相对分开，避免了氨、二氧化碳与水汽三者在较低温度下凝聚为固态碳酸氢氨，充分保证了工艺生产的安全操作性，也可以很好的使控制与操作得到简化，减少了设备投资、降低了生产成本。第四步将第三步反应后得到氨基乙酸的水溶液，通过脱氨、脱水浓缩、冷却结晶、分离等工序得到氨基乙酸粗品。脱出的氨与脱出的水回收制取氨水再返回到第二步循环套用；结晶分离得到粗产品后的母液中含有氨基乙酸和大量的没有水解完全的乙内酰脲，将这种母液回收后返回到第三步再次水解，反复循环套用。在第三步水解过程中，初始体系中就基本不含羟基乙腈，这样充分避免了母液中的氨基乙酸与羟基乙腈的衍生化反应，保证了最终产品高纯度的可能性，同时也保证了产品的收率。第五步将第四步得到的氨基乙酸粗品用热水溶解，加入一定量的以活性炭等为代表的净化处理剂进行热处理，处理合格后在较高温度下进行热过滤，得到纯净的氨基乙酸的热水溶液。氨基乙酸在不同水温下的溶解度是有较大差别的，用热水溶解可以得较到高浓度的氨基乙酸的热水溶液，处理好的纯净的氨基乙酸的热水溶液，在冷却时就可慢慢结晶析出氨基乙酸固体产物，将结晶产物分离出来进行干燥，即为我们所期望得到的高纯氨基乙酸目标产品；结晶后的母液，返回到精制工序当作溶剂水使用。这种热过滤很好的规避了高耗热的浓缩过程，可以减少大量的热耗；母液的循环套用，既可以提高收率也保证了工艺的高环保性。本专利技术的反应步骤过程为原料氢氰酸用甲醛溶液吸收得到羟基乙腈水溶液，再将常温的羟基乙腈水溶液加入事先配制好并加热到反应温度下的含氨的碳酸水反应体系中，加压反应合成乙内酰脲，并继续水解得到氨基乙酸水溶液，泄压放出二氧化碳；氨基乙酸水溶液通过脱氨、脱水浓缩、冷却结晶、分离得到氨基乙酸粗品，二氧化碳、氨、水分别回收再配制含氨的碳酸水体系循环使用，粗品结晶母液回收套用继续水解；氨基乙酸粗品通过热水溶解用以活性炭为主体的净化处理剂热处理、并实行热过滤，得到纯净的氨基乙酸热水溶液，冷却结晶、分离、干燥得到高纯氨基乙酸产品；母液回收加热作为热水溶剂反复循环套用。附图为本专利技术工艺流程图。从上述反应步骤和工艺过程中，可以看出本专利技术的特征1、采用将常温下的羟基乙腈水溶液直接加入预先预热的含氨的碳酸水溶液中参与反应，大大缩短了羟基乙腈在较高温度下的存留时间，减少了其分解的机会，这样就有效的避免了副反应的发生，很好的抑制了有害杂质的产生，有效的提高了反应转化率，为通过精制得到高纯产品提供有利条件；合成后的氨基乙酸水溶液在浓缩结晶后的母液本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种涉及高纯氨基乙酸的环保清洁工艺生产方法，是以氢氰酸为起始原料用甲醛溶液吸收得到羟基乙腈水溶液，将常温的羟基乙腈水溶液加入事先配制并加热到反应温度下的含氨的碳酸水反应体系中加压反应合成乙内酰脲，继续水解得到氨基乙酸水溶液，泄压放出二氧化碳；氨基乙酸水溶液通过脱氨、脱水浓缩、冷却结晶、分离得到氨基乙酸粗品，二氧化碳、氨、水分别回收再配制含氨的碳酸水体系循环使用，粗品结晶母液回收套用继续水解；氨基乙酸粗品通过热水溶解用净化处理剂热处理、并实行热过滤，得到纯净的氨基乙酸热水溶液，冷却结晶、分离、干燥得到高纯氨基乙酸产品；母液回收循环套用。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：邱高琼，李斌，
申请(专利权)人：邱高琼，
类型：发明
国别省市：85[中国|重庆]