[实用新型]一种联产氨基酸及其类似物的装置系统

说明书

技术领域

本实用新型涉有机化合物的生产、分离和纯化的技术领域，具体涉及一种联产氨基酸及其类似物的装置系统。

背景技术

氨基酸是含有氨基和羧基的一类有机化合物的通称，是生物功能大分子蛋白质的基本组成单位，是构成动物营养所需蛋白质的基本物质。此处的氨基酸类似物，是指含有羧基和/或氨基的氨基酸衍生物，特别是在氨基酸生产过程中产生的副产物，其与氨基酸一样具有特定的等电点。由于氨基酸为人体和动物必须，所以广泛用于医药、食品、农药、饲料添加剂等生产领域。目前，氨基酸的合成方法包括提取法、化学合成法、微生物发酵法和酶法等，为了使生产的氨基酸具有更好的市场竞争力，两个关键点就在于降低生产成本和提高产品纯度。下面以甘氨酸的生产为例，阐述氨基酸生产纯化过程中存在的一些问题。

甘氨酸又名氨基乙酸，是一种重要的精细化工合成中间体，主要用于合成农药草甘膦。随着人们生活水平的提高，食品、医药行业逐渐成为使用甘氨酸的最大需求领域，其市场需求量很大，2010年全球需求量将接近1000kt。甘氨酸的制备方法包括施特雷克(Strecker)法、氯乙酸氨解法和生物发酵等。这些方法中，生产获得甘氨酸的同时，还会副产其他氨基酸或氨基酸类似物，需要特别进行分离纯化，才能获得一定纯度的甘氨酸产品，其纯化过程中又面临纯化路线设计、能耗控制、三废排放等问题。

具体又以氯乙酸氨解法合成甘氨酸的工艺为例，该工艺存在很多不足，一是氯化铵等副产品难以分离，导致产品质量差，不能满足医药和食品工业的需求，若精制则生产成本较高；二是作为催化剂的乌洛托品无法回收，造成很大 资源浪费；三是反应时间长，不易连续操作。而且，该工艺生产获得甘氨酸的同时还副产亚氨基二乙酸。亚氨基二乙酸作为一种重要的精细化工中间体，广泛应用于农药、电镀行业、染料、水处理、电子等众多领域，也具有良好的经济价值。然而，在该氯乙酸法副产亚氨基二乙酸中，亚氨基二乙酸的生产存在工艺流程长、产品纯度低、成本高、“三废”严重等问题。如何能高效的分离并获得高纯度的甘氨酸和亚氨基二乙酸，成为同时解决前述问题的关键点。

所述氨基酸的制备工艺中，通常获得碱金属盐形式的氨基酸，如氨基乙腈的氨水溶液水解得到含甘氨酸盐的碱解液。传统的分离纯化方法，大多采用酸中和氨基酸的碱金属盐的水溶液，之后再通过结晶方法回收氨基酸。如中国专利文献CN1962611公开了一种羟基乙腈法制备甘氨酸的工艺，将羟基乙腈、氨水混合反应，得到氨基乙腈的氨水溶液，向得到的氨化液中直接加入无机碱，得到含甘氨酸盐的碱解液，再将碱解液脱氨后用无机酸中和、脱色，脱色液经过浓缩分步结晶和重结晶得到甘氨酸和无机盐。此方法的缺点是：如在中和甘氨酸的钠盐过程中，中和产生的诸如硫酸钠和氯化钠等无机盐的溶解度与甘氨酸非常相似，不能通过一级结晶充分回收甘氨酸，而需要通过反复调节pH值来进行逐步结晶，或者调节温度来进行逐步结晶。这些操作都非常烦杂，不易把握，而且生产效率低下，工业实施很困难。更重要的是，所述方法不能同时分离并回收作为副产物的亚氨基二羧酸和作为产物的氨基酸。

中国专利文献CN101792397公开了一种利用电渗析分离甘氨酸与亚氨基二乙酸混合物的方法，其利用电渗析设备，根据甘氨酸和亚氨基二乙酸等电点的不同来调整pH，以使其中一种带电和不带电，从而在电渗析装置的浓水室和淡水室富集得到不同的产品。该方法虽然实现了甘氨酸和亚氨基二乙酸的分离，但是首先需要将甘氨酸盐转变成甘氨酸，且混合物中不能有其他无机酸盐的干扰，难以与前续的甘氨酸合成工艺进行衔接，不能实现联产。另外，该工艺仍然不能解决甘氨酸合成中三废的问题，能耗较大，且产品品质也有待提高。

基于上述现有技术，本实用新型研究人员致力于开发一条绿色、环境友好的，适于用于连续生产和分离氨基酸及其类似物的装置系统。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型要解决的技术问题在于提供一种联产氨基酸及其类似物的装置系统，该装置系统可实现氨基酸及其类似物的连续分离，并便于和氨基酸的生产工艺相衔接。

为实现上述目的，本实用新型的技术方案为：

一种联产氨基酸及其类似物的装置系统，包括分离单元，所述分离单元包括从前往后依次设置的第一个双极膜电渗析装置、传统电渗析装置和第二个双极膜电渗析装置。