[发明专利]一种醇相合成、色谱分离、MVR蒸发结晶制备甘氨酸的方法

说明书

技术领域

本发明属于精细化工领域，尤其是涉及一种制备甘氨酸的方法，具体的，涉及一种一种醇相合成、色谱分离、MVR蒸发结晶制备甘氨酸的方法。

背景技术

目前国内甘氨酸生产普遍采用水相合成醇相分离的方法，而甘氨酸和氯化铵晶体混合物的分离是生产中的难点，采用的是反应的产物通过醇水混合液进行醇析分离甘氨酸。醇析分离甘氨酸要用到甲醇，甲醇的再次利用需要精馏，例如CN1152853C中所应用的甘氨酸和氯化铵制备方法和分离方法。甲醇在精馏过程中容易发生危险，而且精馏塔在加热的条件下受氯离子的腐蚀严重，设备使用寿命短。醇析法甘氨酸分离不完全，甘氨酸的收率低，在醇水溶液中依然存在甘氨酸，精馏后得到的氯化铵中含有甘氨酸杂质，氯化铵的纯度比较低。该工艺催化剂一次性使用，消耗高，而且大量的污水处理对企业和环境都是沉重的负担。

有些技术应用醇水溶液进行电渗析，结果是消耗大量的醇溶液，后处理工艺比较繁琐。例如CN1176062C中所述的方法。

还有的方法是利用含水的溶剂制备得到的甘氨酸和氯化铵进行电渗析，含水的溶剂在反应完成后，需要对反应液进行低温冷却，否则溶解于水中的甘氨酸和氯化铵的量会比较多，影响甘氨酸和氯化铵的产率，同时，分离出甘氨酸和氯化铵后的母液如果要循环套用，则必须补充催化剂乌洛托品。

目前针对甘氨酸和氯化铵的分离，还有进行色谱分离进行的，例如专利申请201210203584.3，该申请虽然应用了色谱分离两种成分，但是其并没有配合好两种成分不同来源情况下和不同的纯化条件下的全套工艺嵌合，导致仅仅单环节的色谱分离无法实现其在整体工艺流程下的优异效果。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种醇相合成、色谱分离、MVR蒸发结晶制备甘氨酸的方法，该方法包括如下步骤：

①合成：向溶有氯乙酸、乌洛托品的甲醇溶液的合成反应釜中通入氨气制备甘氨酸和氯化铵，反应完毕后离心分离，得到甘氨酸和氯化铵的粗品混合物和母液，母液返回体系多次套用，多次套用后的甲醇，经过减压精馏，回收甲醇及催化剂，加入氯乙酸和通入氨气进行再次反应；②色谱分离：粗品混合物经流化床干燥回收甲醇，得干燥粗品混合物，然后用反渗透处理后的水溶解干燥粗品混合物，得粗品溶液，将该溶液通过色谱罐进行分离，分别得到甘氨酸水溶液和氯化铵水溶液；③MVR蒸发结晶：分别对甘氨酸水溶液和氯化铵水溶液进行蒸发结晶获得含甘氨酸晶体和氯化铵晶体的溶液，经离心分离分别得到甘氨酸和氯化铵结晶以及分离液，两种分离液返回粗品溶液中。

上述方法中，合成反应釜除自带水冷夹套外，另外配置有甲醇蒸气冷凝器系统。

上述方法中，合成反应釜配置有甲醇蒸气冷凝系统，甲醇冷凝液返回反应釜。这个系统的设置一是为了通过甲醇蒸发带走反应热，使合成反应温度可维持在甲醇常压下沸点温度64.5℃左右，实际在60℃～68℃。二是提供离心机漂洗用甲醇，否则母液会增量系统失去平衡。

上述方法中，在甲醇溶液中反应制备甘氨酸和氯化铵后，由于甘氨酸和氯化铵都微溶于甲醇，所以反应液降温后结晶出的为甘氨酸和氯化铵结晶混合物，母液套用后，其摩尔比为1:1。

色谱分离采利用多个色谱罐进行连续色谱分离。

根据需要，4-20个色谱罐并联进行色谱分离。

进入色谱分离的粗品溶液可以进行精制，以降低总铁含量≤50mg/L，游离S≤5mg/L，优选的，以降低总铁含量≤3mg/L。另外还可以控制含盐量，亦即料液的电导率≤150ms。

MVR蒸发结晶是利用高能效蒸汽压缩机压缩蒸发产生的二次蒸汽，提高二次蒸汽的压力和温度，被提高热能的二次蒸汽打入蒸发室对原液再进行加热，达到利用二次蒸汽已有的热能，不需要外部加入新鲜蒸汽，通过蒸发器自循环来实现蒸发浓缩的目的。

本发明的有益效果：

在甲醇溶液中制备甘氨酸和氯化铵，所得晶体分离完全，不含其他杂质。合成母液多次套用，降低了催化剂消耗。两步水相分离，母液回用，提高了产品质量和收率。突破了水相反应或醇水相反应制备甘氨酸和氯化铵工艺中，甘氨酸纯度低，收率低，催化剂消耗高，氯化铵损失大的问题。本发明的醇相制备甘氨酸和氯化铵，进而进行色谱分离和MVR蒸发结晶分离甘氨酸和氯化铵，三个步骤衔接紧密，制备过程中甲醇损耗小，而分离环节在水溶液进行，没有使用甲醇或乙醇，整个制备过程中避免了向环境排放有机溶剂。获得的甘氨酸和氯化铵产品洁白，纯度高，收率高。

具体实施例

一、合成