[发明专利]一种连续化的甘氨酸合成方法

说明书

本发明涉及一种连续化的甘氨酸合成方法，包括以下步骤：配置氨水；然后将氯乙酸溶液和氨水混合发生成盐反应，得到溶液A；将含有乌洛托品和氨水的混合溶液分多个部分加入溶液A中发生氨化反应后，冷却、结晶、分离，得到甘氨酸和氯化铵的混合晶体及混晶母液；将混晶母液作为溶剂，用于配置步骤（1）中的氨水或步骤（2）中的氯乙酸溶液；继续进行上述反应实现连续化的甘氨酸合成。本发明将原工艺的一步法拆分成“氨溶解”、“成盐反应”、“氨化反应”三个部分，使氨水能按所需量均匀和料液混合，避免了因氨吸收局部过热或局部料液pH过高造成的副产物多的问题，有效避免常规工艺手段的缺陷，提高甘氨酸收率，降低乌洛托品消耗。

技术领域

本发明属于甘氨酸生产技术领域，具体涉及一种连续化的甘氨酸合成方法。

背景技术

如图1所示，目前氯乙酸路线采用间歇法工艺，反应器采用间歇搅拌釜，催化剂乌洛托品配成水溶液后先加入反应釜，接着氯乙酸溶液和氨气各自以一定流量同时通入反应釜，在釜内发生氨化反应，之后料液（合成液）加入大量的甲醇进行醇析，再经离心得到甘氨酸粗品（含甘氨酸，少量氯化铵和乌洛托品）和甘氨酸母液。甘氨酸粗品经洗涤、离心、干燥后得到甘氨酸产品；甘氨酸母液经精馏回收其中的甲醇，再经浓缩、结晶、离心得到氯化铵晶体和氯化铵母液。

但现有的甘氨酸生产方法存在很多的缺点：

（1）催化剂消耗高。催化剂乌洛托品是一次性使用的，加入后不回收，最终进入到废水和产品中去，不仅导致消耗过高，还造成后续环保问题。

（2）环保问题。有3方面的环保问题：①“红水”处理困难。“红水”是指氯化铵浓母液，氯化铵母液在现有技术中是循环套用在母液浓缩工序的。氯化铵母液中含有氨化反应产生的副产物、甘氨酸、乌洛托品、甲醇、氯化铵等物质，而乌洛托品在浓缩时因温度高会分解成甲醛和氨气，甲醛容易和母液中其他成分发生化学反应，这样氯化铵母液再经过多次循环套用后，其中的组分已非常复杂，从外观看为发红、粘稠的液体，行业俗称“红水”，处理相当困难。 ② “发黄”氯化铵处理困难，因甘氨酸、乌洛托品、反应副产和杂质都在氯化铵母液中，导致浓缩得到的60~70%的氯化铵能达到产品标准，剩余30~40%的氯化铵发黄、发粘，品质达不到产品标准，需要再处理。 ③含甲醛废水处理问题。乌洛托品在浓缩时分解成甲醛和氨气，甲醛进入浓缩馏分，因甲醛是杀菌剂，所以含甲醛的浓缩馏分不能直接进入生化系统。

发明内容

本发明的目的是提供一种连续化的甘氨酸合成方法。本发明根据氨化反应的热力学机理，将原工艺的一步法拆分成“氨溶解”、“成盐反应”、“氨化反应”三个部分，并通过研究反应机理发现，“氨溶解”和“成盐反应”过程很快，放热量大，分步进行有利于控制“氨化反应”的温度；“氨化反应”（包含1个主反应和至少3个副反应）为整个合成反应的关键步骤，是一个慢反应，但对pH及温度敏感，据此将氨水分成多（如4）部分，使氨水能均匀和料液混合，避免了氨因扩散问题或来不及反应造成局部料液pH过高的问题，这样有效避免常规的连续化工艺手段的缺陷，提高甘氨酸收率，降低乌洛托品消耗，同时反应得到的混晶母液循环利用至配料工序当作氯乙酸和氨的溶解水，因大部分的乌洛托品都在混晶母液中，这样就实现了乌洛托品的循环利用。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种连续化的甘氨酸合成方法，包括以下步骤：

（1）氨水配制：将氨气或液氨溶于水中，配置成适合温度的氨水；

（2）成盐反应：将氯乙酸溶液和氨水混合发生成盐反应，得到含有氯乙酸氨的溶液A；

（3）氨化反应：将含有乌洛托品和氨水的混合溶液分多个部分加入溶液A中发生氨化反应后，冷却、结晶、分离，得到甘氨酸和氯化铵的混合晶体及混晶母液；混晶母液循环利用至配料工序当作氯乙酸和氨的溶解水，因大部分的乌洛托品都在混晶母液中，这样就实现了乌洛托品的循环利用。