混合溶剂中一步合成、分步精制生产甘氨酸的方法技术

本发明专利技术属于甘氨酸生产技术领域，公开了一种混合溶剂中一步合成、分步精制生产甘氨酸的方法，包括以下步骤：在甲醇水溶液或合成母液中，加入氯乙酸、乌洛托品，再通入液氨，边通入液氨边升温至60~65℃，反应1h；将反应液降温至不小于50℃，分离，并用甲醇脱洗，得合格甘氨酸和含氯化铵的滤液；将含氯化铵的滤液降温至5~15℃，分离得合成母液和粗品氯化铵；将粗品氯化铵于30℃溶解于氯化铵提纯母液，30℃放料分离得合格氯化铵和含甘氨酸的滤液，含甘氨酸的滤液降温至10℃分离得粗甘氨酸和氯化铵提纯母液。本发明专利技术通过分步精制及粗甘氨酸返回使用，使甘氨酸的收率达到90%以上，同时合成母液得到循环利用，减少溶剂消耗。减少溶剂消耗。减少溶剂消耗。

【技术实现步骤摘要】
混合溶剂中一步合成、分步精制生产甘氨酸的方法


[0001]本专利技术属于甘氨酸生产
，涉及一种混合溶剂中一步合成、分步精制生产甘氨酸的方法。

技术介绍

[0002]甘氨酸是草甘膦、甘氨酸乙酯盐酸盐等产品的重要原料，也可以精制成食品级甘氨酸使用。国内传统的水相氯乙酸氨解法甘氨酸生产工艺如下：在通有冷却水的反应釜里加入催化剂乌洛托品含量25%左右的水溶液，同时滴加80%左右含量的氯乙酸水溶液并通入氨，在pH值7左右、反应温度80℃左右的条件下进行氨解反应。反应结束后得到的含有甘氨酸和氯化铵的氨解反应液用甲醇醇析的方法分离得到甘氨酸产品。生产一吨甘氨酸会产生出12~13m3左右的含有甲醇的母液，含甲醇的母液中还含5%左右的氯化铵、1%左右的乌洛托品，以及少量甘氨酸。生产一吨甘氨酸需要消耗5吨左右的蒸汽用于回收甲醇，同时生产一吨甘氨酸需要消耗150公斤左右的乌洛托品，且不能回收利用。生产一吨甘氨酸还要消耗60~100公斤的甲醇。醇析甲醇母液经过精馏回收甲醇后，得到脱醇废水。脱醇废水经过蒸发浓缩后得到副产品氯化铵，用于生产化肥使用。而回收副产品氯化铵后剩余的含有大量乌洛托品、甘氨酸等有机物的黑色废水非常难处理，不但污染了环境，还浪费了宝贵的资源。因此，传统水相法甘氨酸生产工艺，采用乌洛托品作催化剂，存在主要问题如下：1）乌洛托品的催化能力低，在合成反应水溶液中的浓度要求高，生产一吨甘氨酸需要消耗150公斤左右的催化剂，而且是一次性使用，不能循环利用；2）乌洛托品易分解，在高温，或者是偏酸性条件下，乌洛托品就会分解成甲醛和氨，甲醛又会和反应体系中的有机物质进行反应，缩合、聚合成有颜色、有粘度的杂质；3）含有乌洛托品的废水，因为含有高浓度的甲醛，不能进行废水生化处理，只能通过催化氧化的方式处理废水，大大增加了废水的处理难度和成本。
[0003]专利CN101982456A公开了一种环保型氯乙酸法甘氨酸的生产方法，是利用共离子效应的原理，在甘氨酸氨化水溶液中直接分离出来甘氨酸和氯化铵，剩下的含有催化剂乌洛托品的水溶液，补加2~4倍的水溶液后，通过电渗析膜分离的方法，脱除掉溶液中的氯化铵，经过脱色后，得到含有催化剂乌洛托品的水溶液。这种水溶液需要经过减压蒸发，浓缩后，才能再次使用。
[0004]专利CN102838497A公开了一种甘氨酸的清洁生产工艺：甘氨酸氨化反应液首先降温结晶、过滤，得到甘氨酸和氯化铵的混晶固体和滤液。滤液加入水溶液稀释，然后通过电渗析膜分离出溶液中的氯化铵。分离出氯化铵的溶解，首先经过蒸发浓缩，蒸发走30~50%的水分后，再加入之前降温结晶分离出来的甘氨酸和氯化铵的混晶固体，再通过结晶得到甘氨酸，水溶液再循环套用。这种方案主要存在以下问题：首先，甘氨酸氨化反应液里不能直接得到甘氨酸产品，只能首先得到甘氨酸和氯化铵的混晶固体，还需要经过后续处理，才能得到甘氨酸产品；其次，氨化反应液需要加水进行稀释，才能使用进行电渗析进行处理，电渗析脱除氯化铵的反应液，还有进行蒸发浓缩，才能再次利用；还有一点，也是最要的问题，就是氨化反应里面含有副产物杂质，随着氨化反应液循环使用的次数增加，杂质富集，颜色
变深，会严重影响甘氨酸产品的质量。
[0005]专利CN1176062C公开了一种醇相法生产甘氨酸的方法，虽然催化剂能循环使用，但反应得到的甘氨酸和氯化铵的混晶固体，没有很好的分离办法，只能采用电渗析或者是醇析的办法分离，消耗大量的能源。
[0006]专利CN111196768A公开了一种利用同离子效应制备甘氨酸的方法，由于生产中单独生产氯乙酸铵，当母液循环几次后得到的氯乙酸铵颜色发红，母液不能继续使用，需要单独处理，产生一定量的废水和固废。并且氯乙酸铵在合成甘氨酸的过程中反应速度较慢，需要过量的氨才能反应完全，使得在生产过程中，有害气体增加，加大了安全风险。
[0007]综上，改进的甘氨酸生产方法中仍然存在甘氨酸和氯化铵的混晶固体的分离方法耗能较大，或者是母液不能循环，废水处理难的问题。

技术实现思路

[0008]本专利技术针对现有技术中甘氨酸生产中存在的能耗大、母液不能循环、废水处理难的技术问题，提供一种混合溶剂中一步合成、分步精制生产甘氨酸的方法，通过分步降温精制，使甘氨酸的收率达到90%以上，同时滤液得到循环利用，减少溶剂消耗，整个工艺无废水产生，大大降低了污水处理成本。
[0009]为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：本专利技术提供一种混合溶剂中一步合成、分步精制生产甘氨酸的方法，包括以下步骤：1）在含水量为20~30%的甲醇水溶液或合成母液中，加入计量的氯乙酸、乌洛托品，再通入计量的液氨，边通入液氨边升温至60~65℃，反应1h；2）将反应液降温至不小于50℃，分离，并用甲醇脱洗，得合格甘氨酸和含氯化铵的滤液；3）再将含氯化铵的滤液降温至5~15℃，分离得合成母液和粗品氯化铵，合成母液返回步骤1）循环使用；4）将步骤3）所得的粗品氯化铵于30℃溶解于氯化铵提纯母液，30℃放料分离得合格氯化铵和含甘氨酸的滤液，含甘氨酸的滤液降温至10℃分离得粗甘氨酸和氯化铵提纯母液，氯化铵提纯母液返回用于溶解粗品氯化铵，所得的粗甘氨酸返回步骤1）中。
[0010]在一个技术方案中，所述甲醇水溶液或合成母液与氯乙酸的质量比为10：1。
[0011]在一个技术方案中，所述氯乙酸与乌洛托品的质量比为10：1。
[0012]在一个技术方案中，当步骤3）所得合成母液循环使用10次以上时，加入活性炭吸附处理0.5~1h，脱活性炭后返回步骤1）继续循环使用。
[0013]在一个技术方案中，所述活性炭的加入量为合成母液总质量的1~2%。
[0014]本专利技术将合成母液进行循环，以替代步骤1）配置的新鲜甲醇水溶液，本专利技术所指的替代可以是部分替代，也可以是完全替代。而用合成母液替代甲醇水溶液，需要注意：1）由于分离步骤会带走一定水分使合成母液中的水分会减少，所以在每一次合成母液的循环使用的过程中水分的含量是不断变化的，当含水量高时，氯化铵结晶温度应变低；当含水量低时，氯化铵的结晶温度应变高。故反应后进行第一次放料时，需检测反应液中的含水量以确定第一次放料时的温度，如当反应液中的含水量为29.5%时，第一次放料时的温度为50
℃；如当反应液中的含水量为23.3%时，第一次放料的温度为57℃。2）需注意合成母液中催化剂乌洛托品的含量，通过化验滤液中催化剂乌洛托品的含量，确定是否补加催化剂乌洛托品，一般循环次数较高的合成母液中含有催化剂较多，循环时不需补加催化剂。3）由于合成母液重复使用到一定次数后，由于有少量乌洛托品的分解及副反应的存在会有一定大分子物质产生，其具有一定的分散作用，会使结晶品质变差，将循环使用10次以上的滤液，在50℃时加入其总质量1~2%的活性炭，进行吸附处理，吸附时间在0.5~1小时后，脱活性炭，合成母液就可以继续循环使用。
[0015]相比现有技术，本专利技术的有益效果在于：本专利技术在甲醇水混合溶剂中一步合成甘氨酸，反应条件温和，温度由原来的80℃降低本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种混合溶剂中一步合成、分步精制生产甘氨酸的方法，其特征在于，包括以下步骤：1）在含水量为20~30%的甲醇水溶液或合成母液中，加入计量的氯乙酸、乌洛托品，再通入计量的液氨，边通入液氨边升温至60~65℃，反应1h；2）将反应液降温至不小于50℃，分离，并用甲醇脱洗，得合格甘氨酸和含氯化铵的滤液；3）再将含氯化铵的滤液降温至5~15℃，分离得合成母液和粗品氯化铵，合成母液返回步骤1）循环使用；4）将步骤3）所得的粗品氯化铵于30℃溶解于氯化铵提纯母液，30℃放料分离得合格氯化铵和含甘氨酸的滤液，含甘氨酸的滤液降温至10℃分...

【专利技术属性】
技术研发人员：尚焕程，李小健，司方向，
申请(专利权)人：开封市隆兴化工有限公司，
类型：发明
国别省市：