[发明专利]一种高收率循环生产牛磺酸的方法

说明书

本发明涉及一种高收率循环生产牛磺酸的方法，其包括如下步骤：S1.环氧乙烷与亚硫酸氢钠溶液反应生成羟乙基磺酸钠；S2.将S1得到的羟乙基磺酸钠在氨水中进行氨解反应，反应完成闪蒸回收氨气；S3.将S2中闪蒸处理后的反应液通过酸性阳离子交换树脂柱，收集含牛磺酸的料液，树脂柱在失活后用二氧化硫或二氧化碳水溶液再生处理，再生时得到的洗脱液可直接回用或经二氧化硫处理后回用；S4.将S3收集的料液经后处理，即得牛磺酸。本发明的有益效果为，整个工艺中废液产生量少，过程中部分物质得到有效的循环利用，节省成本且牛磺酸的收率可达到90％以上，同时生产工艺相对简单，容易规模化生产。

技术领域

本发明属于牛磺酸的制备领域，具体涉及一种高收率循环生产牛磺酸的方法。

背景技术

牛磺酸是一种非蛋白质氨基酸，作为药物它具有消炎、解热、镇痛、抗惊厥和降低血压等作用，对婴幼儿大脑发育、神经传导、视觉机能的完善以及钙的吸收有良好作用。牛磺酸对心血管系统有一系列独特功能，能增强体质、解除疲劳，因此牛磺酸逐渐在医疗、食品保健等领域被广泛使用。

目前每年有超过50000吨的牛磺酸，由环氧乙烷和单乙醇胺这两种石油衍生化合物制备而来。目前大部分的牛磺酸是由环氧乙烷通过三步制备而来的：(1)环氧乙烷和亚硫酸氢钠的加成反应得到羟乙基磺酸钠；(2)氨解羟乙基磺酸钠得到牛磺酸钠；(3)使用酸，例如盐酸，最好是硫酸中和反应，得到牛磺酸和无机盐。

尽管由环氧乙烷合成牛磺酸的方法已经建立的很完善，收率可达到约90％，并被广泛的用于商业产品。但这个方法还是会产生大量的副产品，不仅使得生产成本增加，而且产品质量因副产品分离等造成不稳定，同时此工艺因副产品等因素不能实现连续化生产。其反应原理如下：

环氧乙烷法存在一些弊端：①反应中大量使用硫酸与液碱。硫酸和碱最终会转化成硫酸钠，随着长时间的积累，硫酸钠会带走部分牛磺酸，造成物料损失；同时硫酸钠始终会存在于母液中，使得离心分离牛磺酸粗品时粗品中残余硫酸盐，最终很容易造成产品硫酸盐超标，而且母液中因含硫酸盐使得在高温高压的合成条件下，极易堵塞冷却器、加热器、合成塔和高压管道，造成生产无法正常进行；与此同时大量的硫酸盐固废增加劳动强度，且不易处理。②因中和后存在硫酸钠，使得一次提取率有限制，从而在后续提取过程中，牛磺酸(H₂NCH₂CH₂SO₃H)要经多次提取，会产生大量废母液，不仅造成原料浪费，收率低下，而且对环境造成污染，同时母液浓缩需消耗大量蒸汽，使得能耗较高。大量固废硫酸钠产生，对环保造成很大压力。

为了由牛磺酸钠得到牛磺酸，美国专利No.2,693,488公开了一种采用离子交换树脂的方法。首先使用H型强酸阳离子型交换树脂，然后使用碱性阴离子交换树脂。该工艺过程复杂，且在每个生产循环中，离子交换树脂的再生需要使用大量的酸和碱。

另一方面，中国专利CN101508657、CN10158658、CN10158659和CN101486669描述了一种使用硫酸中和牛磺酸钠，从而得到牛磺酸和硫酸钠的方法。冷却之后通过将晶体悬浊液过滤，可以很容易的得到牛磺酸粗品。但是，废弃的母液中仍然含有牛磺酸、硫酸铵和其他有机杂质。

综上所述，现行的牛磺酸制备工艺虽然相对较成熟，但在牛磺酸分离提纯及对中间副产品的循环利用或资源化处理方面仍有诸多不足，急需寻求一个有效的方法克服上述不足。

发明内容

本发明提供一种高收率循环生产牛磺酸的方法，旨在一定程度上克服现有的牛磺酸制备工艺中存在的不足。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种高收率循环生产牛磺酸的方法，其包括如下步骤：

S1.环氧乙烷与亚硫酸氢钠溶液反应得到羟乙基磺酸钠；