[发明专利]连续化合成氨基乙酸清洁生产方法

说明书

一种连续化合成氨基乙酸清洁生产方法，涉及到氢氰酸-羟基乙腈法合成氨基乙酸的生产方法，特别是涉及到作为农药中间体、医药中间体原料的氨基乙酸的环保清洁生产方法；属有机合成中间体原料的生产方法。

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，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路线。但现有氢氰酸路线生产氨基乙酸都采用压力釜反应器间歇式或管式反应器半连续化合成工艺技术，设备投资比较大，要采用自动化控制生产有很大困难，因此产品质量不稳定，而且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。

本发明的目的是提供一种连续化合成氨基乙酸环保清洁工艺方法，是一种以氢氰酸为起始原料，经与甲醛反应生成羟基乙腈，羟基乙腈在二氧化碳氨水体系中通过连续化反应器合成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：羟基乙腈在二氧化碳氨水体系中合成反应得到氨基乙酸，采用的反应器是一种联合式多级连续化反应器，这种联合式多级连续化反应器是由管式反应器和多级塔床式反应器串联组成的，管式反应器作为整个反应器的第一部分，两个或两个以上塔床式反应器串联成多级塔床式反应器作为整个反应器的第二部分，第一部分与第二部分串联组成联合式多级连续化反应器；反应物料从联合多级连续化反应器的第一部分进口进入，通过管式部分后再进入塔床式部分，反应物料经过反应器第二部分最后从出口流出。采用这种联合式多级连续化反应器合成氨基乙酸，非常有效地减少了设备投资，成倍地提高了投资效率；这种联合式多级连续化反应器能非常方便地实现自动化控制，很好地保证了生产的连续性和稳定性，节约了人工成本并保证了整个工艺的安全生产操作性；这种联合式多级连续化反应器的使用，使整个工艺过程很好地抑制了有害杂质的产生，有效避免了氨基乙酸的衍生化反应，提高了产品的纯度与收率；本工艺方法对原材料的要求比较宽松，可以充分综合利用资源，整个生产工艺属环保清洁生产工艺，对自然环境的保护起到非常积极的协同作用。

本法主要分以下步骤进行：

第一步：氢氰酸通过甲醛溶液吸收反应生成羟基乙腈水溶液。

HCN+HCHO→HOCH₂CN

第二步：羟基乙腈在二氧化碳氨水体系环境中在联合式多级连续化反应器内合成、水解生成氨基乙酸水溶液。

HOCH₂CN+H2O→NH₂CH₂COOH

物料反应压力在整个联合式多级连续化反应器中基本保持一致，压力一般保持为2.0～10.0Mpa，最好是4.0～6.0Mpa；反应器第一部分(管式部分)物料反应温度一般为80～150℃，最好是100～130℃，反应器第二部分(多级塔床式部分)物料反应温度一般为100～180℃，最好是120～160℃，反应器第二部分的各级塔床式反应器的温度分别控制，一般按由低到高的趋势控制。