[发明专利]一种环保型醇相氯乙酸法甘氨酸的生产方法

说明书

技术领域：

本发明涉及一种醇相氯乙酸法甘氨酸的清洁生产工艺，属于化工技术领域。

背景技术：

国内传统的氯乙酸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15％左右的水溶液，同时滴加81％左右含量的氯乙酸水溶液并通入液氨，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。生产一吨甘氨酸要排放出12--13立方米左右的含有甲醇的母液，甲醇母液中含5％左右的氯化铵、1％左右的乌洛托品、0.8％左右的甘氨酸。生产一吨甘氨酸需要消耗6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不能回收利用。生产一吨甘氨酸还要消耗60-150公斤的甲醇。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。

发明内容：

本发明提供了一种以甲醇或甲醇水溶液为溶剂，以氯乙酸、液氨为原料的甘氨酸生产工艺。同时利用纳滤膜分离技术，实现了甘氨酸连续化生产，催化剂乌洛托品能够循环使用。实现了甘氨酸清洁生产工艺。

本发明是通过以下方法实现的：

一、选用适合甘氨酸醇相法连续反应的反应器，该反应器具有以下特征：

1、甘氨酸氨解反应器安装有冷凝器，能够回收溶剂甲醇或甲醇水溶液；

2、反应器内生成的甘氨酸与氯化铵的混晶能及时分离出去；

3、甘氨酸与氯化铵混晶的过滤离心液能返回到反应器中。

二、在反应器中加入甲醇或甲醇的水溶液，甲醇水溶液的浓度70％--99.9％；加入乌洛托品，配成乌洛托品甲醇溶液或是乌洛托品甲醇水溶液。乌洛托品溶液重量百分比3％--20％。

三、反应器通入氯乙酸甲醇溶液或氯乙酸甲醇水溶液，同时通入液氨进行氨解反应。反应器里面溶液甲醇的含量与溶解氯乙酸溶液的甲醇浓度一致。氯乙酸Ph值控制在6.5-7.5之间。

四、氨解反应温度保持在甲醇溶液或甲醇水溶液的沸点附近。甲醇或甲醇水溶液蒸发出来后经冷凝器冷凝回收。通过氯乙酸溶液带入反应器的甲醇或甲醇水溶液的量，与甲醇或甲醇水溶液蒸发出来的量相同，保证反应器内的甲醇或甲醇水溶液的总量不变。

五、反应生成的甘氨酸和氯化铵的混晶固体，及时通过分晶装置分离出反应器。过滤、离心甘氨酸和氯化铵混晶后的乌洛托品溶液，返回到反应器中循环使用。

六、反应器内的乌洛托品甲醇溶液或乌洛托品甲醇水溶液，经过一段时间反应后，副产物富集增加，颜色变黄，停止氨解反应。溶液经过冷却、过滤出氯化铵固体后，利用纳滤设备处理。纳滤设备选择的纳滤膜截留分子量为300以下。当纳滤截留液的体积是透过液体积的六分之一以下时，停止浓缩。纳滤透过液返回到反应器中循环使用。纳滤截留液调配成甲醇含量70％--80％的水溶液，经过精馏塔回收甲醇后，剩下的含有氯化铵和副产物的水溶液，经过催化氧化后，生产化肥原料产品。

七、甘氨酸和氯化铵的混晶按照以下方法处理：

1、取重量份100份甘氨酸与氯化铵的混晶，加入到60-90重量份的水中，加热到70℃--80℃，至混晶完全溶解；溶液通入到结晶器中，降温至70℃，缓慢加入90-180重量份的甲醇醇析，缓慢降温结晶。

降温到20℃--30℃时停止结晶，过滤出甘氨酸，甘氨酸使用10-40重量份的甲醇洗涤、离心、干燥得到工业级甘氨酸产品。

2、醇析过滤后的甲醇母液，首先通入到精馏塔回收甲醇；回收甲醇后的氯化铵溶液通入到多效蒸发器中蒸发浓缩，冷却、结晶、过滤后得到粗品氯化铵；粗品氯化铵经过洗涤、离心、干燥后得到工业级氯化铵产品。

3、粗品氯化铵过滤出来的溶液，加入2-5倍体积的水，调节溶液的PH值到甘氨酸等电点5.97，利用纳滤设备进行脱色浓缩处理；纳滤膜选择截留分子量为300以下的纳滤膜。当纳滤截留液的体积是透过液体积的六分之一以下时，停止浓缩。纳滤透过液用来溶解甘氨酸和氯化铵的混晶，循环使用。纳滤截留液经过蒸发浓缩生产副产品农用氯化铵。