[发明专利]乙醇制备牛磺酸的生产过程

说明书

技术领域

本发明与牛磺酸有关，具体来说是一个由乙醇二磺酸和乙醇为原料，通过乙醇制备乙醇二磺酸来生产牛磺酸的方法。

发明背景

牛磺酸，别名2-氨基乙磺酸，是一种在许多动物组织中存在的氨基磺酸。由于其本身具有一定的药理效果，如解毒效果，缓解疲劳效果，滋养补益效果等，牛磺酸是一种极其有用的化合物。因此牛磺酸对于人和动物而言是一种必需的营养成分，有着广泛的应用。

目前每年有超过50000吨的牛磺酸，由环氧乙烷和一乙醇胺这两种石油衍生化合物制备而来。这两种原料的成本逐渐上升，此外它们有一定的毒性，而且环氧乙烷很难处理。因此，急需一种能从非石油衍生化合物制备牛磺酸的替代方法，如果这个方法的成本更低，更稳定，将变得更有价值。

乙醇，作为一种燃料添加物和重要的工业化合物，通过天然原料的发酵过程能实现大量生产，很容易以合理的成本购得。此外，由乙醇制备乙醇二磺酸的工业生产方法已经被发明(美国专利No.3,637,793，通过引用的方式插入本发明)。而本发明则发明了通过由乙醇制备的乙醇二磺酸生产牛磺酸的方法。

本方法也可以应用于，通过由其他原料，如由乙烯和乙醇二磺酸酐制备的乙醇二磺酸，进而生产牛磺酸的过程。

发明内容

本发明的第一个目的是提供一种通过由乙醇制备乙醇二磺酸生产牛磺酸的方法，该方法符合经济性，比目前由环氧乙烷和一乙醇胺为原料的工业生产方法更具有竞争力。

本发明的第二个目的是发明一种将乙醇二磺酸转化为羟乙基磺酸钠和乙烯基磺酸钠的方法，这两个生产牛磺酸关键的中间体，通过乙醇二磺酸及搭配使用氧化钙/氢氧化钙和硫酸钠的碱性介质制备而来。

本发明的第三个目的是发明一种循环使用碱金属阳离子的方法，具体来说是循环使用，利用乙醇二磺酸为原料，以羟基乙基磺酸钠和乙烯基磺酸钠为关键中间体的，生产牛磺酸的过程中，以硫酸钠，羟乙基磺酸钠和乙醇二磺酸钠形式存在的钠离子的方法。

本发明的一种氨解乙醇二磺酸铵的氨水溶液生产牛磺酸的方法，由乙醇制备乙二磺酸，再通过在100到250摄氏度之间，自然压力到250巴压力之下，并用碱金属盐作催化剂的条件下，氨解乙醇二磺酸铵的氨水溶液生产牛磺酸。

其中，作为催化剂的碱金属盐为氢氧化锂、碳酸锂、氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸钾、亚硫酸钠、硫酸钠、亚硫酸钾和硫酸钾。

本发明的一种氨解羟乙基磺酸钠和乙烯基磺酸钠的氨水溶液生产牛磺酸的方法，由乙醇制备乙醇二磺酸，再通过在190到250摄氏度之间，自然压力到250巴压力之下，并用碱金属盐作催化剂的条件下，氨解羟乙基磺酸钠和乙烯基磺酸钠的氨水溶液生产牛磺酸。

其中，在由乙二磺酸制备牛磺酸的过程中，优化使用混合氧化钙/氢氧化钙和硫酸钠作为碱性介质，由乙二磺酸制备羟乙基磺酸钠和乙烯基磺酸钠的方法。

其中，在由乙二磺酸制备牛磺酸的过程中，硫酸钠经过羟乙基磺酸钠和乙烯基磺酸钠的过程被循环使用的方法。

其中，用乙二磺酸及其水解得到的羟乙基磺酸和硫酸的混合物，代替硫酸用于中和牛磺酸钠制备牛磺酸，并且将生成的乙二磺酸钠盐和羟乙基磺酸钠盐回收，分别用于制备乙烯基磺酸钠和羟乙基磺酸钠的方法。

其中，作为催化剂的碱金属盐为氢氧化锂、碳酸锂、氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸钾、亚硫酸钠、硫酸钠、亚硫酸钾和硫酸钾。

其中，氨同乙二磺酸，羟乙基磺酸负离子和乙烯基磺酸负离子的摩尔比为5到15的范围之间。

根据本专利，从乙醇二磺酸生产牛磺酸，具体来说由乙醇制备乙醇二磺酸然后生产牛磺酸的过程有三个优选实施例。这三个实施例在图1至图3中以框架图的形式具体阐述。

在本专利的第一个优选实施例中，乙醇二磺酸和过量的氨水反应得到乙醇二磺酸铵。氨水和乙醇二磺酸的摩尔比在5到15的范围内，最好在8到10之间。若氨水量不足，会增加副产物二牛磺酸的生成，需要向反应中加入更多的氨；若氨水过量，则会增加回收氨的成本。具体反应如下所述：

当乙醇二磺酸铵的氨水溶液在100到250摄氏度之间，常压到250巴的压力下，最好是130到220摄氏度之间，100到150巴的压力下，开始进行氨解反应的时候，乙醇二磺酸铵转化为牛磺酸和硫酸铵，并伴随着一些羟乙基磺酸铵的生成。氨解反应也可以在催化剂存在的条件下进行，如将碱性的钠盐，钾盐和锂盐作催化剂，通常是氢氧化钠，氢氧化钾，氢氧化锂，碳酸钠，碳酸钾，碳酸锂，硫酸钠，亚硫酸钠，硫酸钾，亚硫酸钾等，其中任意的一种，两种或多种盐混合使用来催化反应。