一种直接海因法甘氨酸结晶母液再生生产甘氨酸的方法技术

本发明专利技术涉及有机化合物合成技术领域，尤其涉及一种直接海因法甘氨酸结晶母液再生生产甘氨酸的方法，该方法是将直接海因法甘氨酸粗品结晶母液与水解剂在温度为110℃～170℃、压力为0.20MPa～1.5MPa下反应15min～60min，得到水解液，将水解液先后进行脱氨处理、酸化处理，得到含无机盐、甘氨酸的混合非均相体系，过滤出混合非均相体系中的不溶物，得到的滤液进行脱色、浓缩、结晶、过滤和烘干处理，得到甘氨酸产品。本发明专利技术的方法能够将杂质转化为甘氨酸，避免杂质在甘氨酸母液体系中累积，绿色环保，避免了甘氨酸与副产的无机酸盐分离困难以及大量的含盐废水的产生，能够实现甘氨酸的间歇或连续化生产，具有很好的环境效益和经济效益。益。益。

【技术实现步骤摘要】
一种直接海因法甘氨酸结晶母液再生生产甘氨酸的方法


[0001]本专利技术涉及有机化合物合成
，尤其涉及一种直接海因法甘氨酸结晶母液再生生产甘氨酸的方法。

技术介绍

[0002]甘氨酸生产工艺主要有氯乙酸法和羟基乙腈法，然而由于氯乙酸法生产成本高、污染比较大，国外基本淘汰了氯乙酸法生产甘氨酸，而采用羟基乙腈法。羟基乙腈法又分为Strecker法和直接海因法，即以羟基乙腈为原料直接氨化、碱解、脱氨、酸化、脱色、浓缩和纯化等工序制备甘氨酸的Strecker法，和以羟基乙腈与二氧化碳、氨、水为原料直接高温高压、脱氨和通二氧化碳、脱色、浓缩和纯化等工序制备甘氨酸的直接海因法。
[0003]Strecker法制备甘氨酸中，羟基乙腈氨化反应，除了主要产品氨基乙腈外不可避免地产生副产物亚氨基二乙腈(IDN)以及微量的氨三乙腈，羟基乙腈的转化率99％以上，但是其中65％～80％羟基乙腈转化为氨基乙腈，6％～15％羟基乙腈转化为亚氨基乙腈，1％～3％羟基乙腈转化为氨三乙腈，其余羟基乙腈发生分解和聚合转化为有色的聚合杂质；氨化液经过氢氧化钠水解，生成甘氨酸钠、亚氨基二乙酸二钠、氨三乙酸三钠的混合水溶液，经过脱氨、硫酸酸化至pH值在5～6，结晶，获得部分甘氨酸产品，其纯度基本在99％左右，产品中主要杂质是硫酸钠、亚氨基二乙酸。该工艺最大的难度是结晶母液中有价值的甘氨酸、亚氨基二乙酸与硫酸钠的分离纯化，传统的工艺是酸化pH值控制，通过酸化终点pH值控制，在甘氨酸结晶时，pH控制在5～6，目的是让亚氨基二乙酸形成一钠盐，增加亚氨基二乙酸溶解度，在取亚氨基二乙酸时，pH值则控制在1～2，由于亚氨基二乙酸溶解度小，亚氨基二乙酸析出，通过分离、水洗，可获得亚氨基二乙酸副产品，再取甘氨酸和亚氨基二乙酸后的母液进行浓缩处理，然后在50℃～80℃条件下取硫酸钠。通过上述的操作是完全不能够把甘氨酸、亚氨基二乙酸、氨三乙酸以及硫酸钠完全分离，母液的循环套用是降低生产成本的唯一办法，但是母液套用4至6次后，会出现母液粘度增加，甘氨酸结晶和分离困难，得到的甘氨酸品质将会下降，甚至导致生产不能正常进行。因此，部分采出或定期处甘氨酸母液是保证母液杂质处于较低含量，保证生产正常进行和生产连续化的关键，而采出的甘氨酸结晶母液通常采用的方式是焚烧处理，但是焚烧处理不可避免需要补充大量的天然气，这必然增加了生产能源消耗。
[0004]直接海因法制备甘氨酸中，虽然叫做海因法，但是在反应过程中并没有完全形成乙内酰脲(简称海因)产物，乙内酰脲是比较稳定的，乙内酰脲需要在强碱加热至100℃以上，才能够完全水解转化为甘氨酸，反应液中除了甘氨酸外，还形成一系列的亚稳定态的有机胺化合物等杂质，这些有机胺化合物也称之为甘氨酸类似物或者衍生物，有条件下是可以转化为甘氨酸产品，在甘氨酸合成和结晶过程中，由于羟基乙腈与过量的碳酸铵水溶液经过150～175℃、压力在4.0～8.5MPa、时间在3～4小时反应形成甘氨酸、甘氨酸二肽、甘氨酸三肽、2,5
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二酮哌嗪、海因酸(N
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氨甲酰甘氨酸)、N
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甲酰甘氨酸、甘氨酰胺、乙内酰脲(简称海因)等有机胺化合物和无机铵硫酸盐和碳酸铵的水溶液，甘氨酸二肽、甘氨酸三肽、2,
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二酮哌嗪、海因酸(N
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氨甲酰甘氨酸)、N
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甲酰甘氨酸、甘氨酰胺、乙内酰脲(简称海因)这些甘氨酸类似物在一定的条件下是可以转化为甘氨酸的，但是这种转化需要在碱性条件或者高温条件下进行，但是高温条件下甘氨酸可逆转化为甘氨酸二肽或者2,5
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二酮哌嗪化合物，为了避免了这些杂质在甘氨酸母液中的累计，从而影响甘氨酸的质量以及甘氨酸母液的循环套用次数。因此，部分采出或定期处甘氨酸母液是保证母液杂质处于较低含量，保证生产正常进行和生产连续化的关键。再者无机铵杂质在母液循环不断累积，尤其是硫酸铵，硫酸铵的产生主要原因是羟基乙腈生产保存时会加少量硫酸酸化至pH＝3左右，而残留在羟基乙腈中的硫酸或者硫酸根最终转化为硫酸铵杂质。碳酸铵杂质主要是汽提不彻底导致，但是在母液循环过程中，碳酸铵的累积不会影响产品的质量。甘氨酸母液中的杂质中酰胺、肽不仅仅在甘氨酸合成的过程中会形成，在甘氨酸浓缩结晶或者重结晶，由于温度过高，母液套用次数太多，羧基、氨基都是极易反应和缩合的活性官能团，极易形成甘氨酸的酰胺化合物以及甘氨酸二肽、甘氨酸三肽和2,5
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二酮哌嗪等化合物，如果不采取及时碱解降低或者去除这些杂质，长时间高温浓缩或多次循环套用，将影响甘氨酸的品质。
[0005]针对上述问题，为了解决直接海因法甘氨酸工业产业化问题，急需一种简单容易操作的直接海因法甘氨酸结晶母液资源化利用，降低生产成本，降低物耗能耗，实现清洁生产，提高甘氨酸产品的收率和品质。

技术实现思路

[0006]有鉴于此，本专利技术的目的是提供一种直接海因法甘氨酸结晶母液再生生产甘氨酸的方法，实现了直接海因法甘氨酸结晶母液资源化利用，降低生产成本，降低物耗能耗，实现清洁生产，提高甘氨酸产品的收率和品质。
[0007]本专利技术通过以下技术手段解决上述技术问题：
[0008]本专利技术提供了一种直接海因法甘氨酸结晶母液再生生产甘氨酸的方法，包括如下步骤：
[0009]S1.将直接海因法甘氨酸粗品结晶母液与水解剂在温度为110℃～170℃、压力为0.20MPa～1.5MPa下反应15min～60min，得到水解液；
[0010]S2.将S1步骤得到的水解液先后进行脱氨处理、酸化处理，得到含无机盐、甘氨酸的混合非均相体系；
[0011]S3.过滤出S2步骤得到的混合非均相体系中的不溶物，得到的滤液进行脱色、浓缩、结晶、过滤和烘干处理，得到甘氨酸产品；
[0012]所述甘氨酸粗品结晶母液中主要含有有机胺化合物和无机铵化合物。
[0013]甘氨酸粗品结晶母液中加入水解剂氧化钙或者氢氧化钙进行加热水解，能够有效的降低甘氨酸结晶母液中的杂质含量，并且母液中甘氨酸的含量有所增加，以及将甘氨酸结晶母液与氧化钙或者氢氧化钙在高温高压的条件下进行间歇的或者连续化生产，可以将甘氨酸结晶母液中的有机胺化合物等有效杂质几乎完全转化为甘氨酸，增加甘氨酸的收率；同时，水解完毕后能够通过简单过滤去除沉淀物，避免了无机铵杂质在母液中累积从而影响甘氨酸产品质量和母液循环次数，大大降低甘氨酸的母液排放，从而降低甘氨酸的损失率。用化学分析跟踪的结果表明甘氨酸可以增加1％～20％，甘氨酸母液中的酰胺、肽、海因、海因酸、海因酸酰胺等有机胺杂质几乎100％转化为甘氨酸产品，母液中硫酸根和碳酸
根去除率能够达到99％以上；母液浓缩结晶后处理过程粘度降低，盐粒径增大。本专利技术的直接海因法甘氨酸结晶母液再生生产甘氨酸的方法可以将杂质的含量降低倒最低水准，提高结晶母液品质，很好的解决降低成本，减少物耗能耗，真正实现清洁生产，提高产品的收率和品质。
[0014]在一些实施方式中，所述有机胺化合物本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种直接海因法甘氨酸结晶母液再生生产甘氨酸的方法，其特征在于，包括如下步骤：S1.将直接海因法甘氨酸粗品结晶母液与水解剂在温度为110℃～170℃、压力为0.20MPa～1.5MPa下反应15min～60min，得到水解液；S2.将S1步骤得到的水解液先后进行脱氨处理、酸化处理，得到含无机盐、甘氨酸的混合非均相体系；S3.过滤出S2步骤得到的混合非均相体系中的不溶物，得到的滤液进行脱色、浓缩、结晶、过滤和烘干处理，得到甘氨酸产品；所述甘氨酸粗品结晶母液中主要含有有机胺化合物和无机铵化合物。2.根据权利要求1所述的一种直接海因法甘氨酸结晶母液再生生产甘氨酸的方法，其特征在于，所述有机胺化合物主要为甘氨酸、甘氨酰胺、甘氨酸二肽、2,5
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二酮哌嗪、甘氨酸三肽、海因酸、N
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甲酰甘氨酰胺、乙内酰脲中的至少一种，所述无机铵化合物包括硫酸铵和碳酸铵。3.根据权利要求2所述的一种直接海因法甘氨酸结晶母液再生生产甘氨酸的方法，其特征在于，所述甘氨酸粗品结晶母液中总氮含量为3.5％～8.0％，pH为7.0～8.5。4.根据权利要求3所述的一种直接海因法甘氨酸结晶母液再生生产甘氨酸的方法，其特征在于，所述水解剂为氧化钙或氢氧化钙，所述水解剂中的钙与甘氨酸粗品结晶母液中的总氮的投料摩尔比为1.0～1.2...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴传隆，彭启明，周荣超，周振宇，邱小娟，
申请(专利权)人：天宝动物营养科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：