[发明专利]一种甘氨酸和亚氨基二乙酸及饲料级磷酸氢钙的联产方法

说明书

本发明涉及有机化合物合成技术领域，尤其涉及一种甘氨酸和亚氨基二乙酸及饲料级磷酸氢钙的联产方法，该方法将羟基乙腈进行氨化，得到含有氨基乙腈和亚氨基二乙腈的混合液经过闪蒸后酸解、脱色、中和、结晶，得到亚氨基二乙酸；滤液与钙化合物反应脱氨后得到磷酸氢钙沉淀，滤液经浓缩、结晶，得到甘氨酸。本发明的甘氨酸生产系统单元和所述亚氨基二乙酸生产系统单元通过共同的氨化单元和酸解单元相连接，该方法能够同时高效、高纯度分离提纯甘氨酸、亚氨基二乙酸和磷酸氢钙，氨回收循环套用，无副产物产生，生产效率高，操作简单，提高了产品收率和纯度，得到的磷酸氢钙符合饲料级磷酸氢钙质量要求，绿色环保，环境友好。

技术领域

本发明涉及有机化合物合成技术领域，尤其涉及一种甘氨酸和亚氨基二乙酸及饲料级磷酸氢钙的联产方法。

背景技术

羟基乙腈法生产甘氨酸的水解液中除了主产物甘氨酸盐外，还有较大量的亚氨基二乙酸盐，并且这两者都是羟基乙腈的有效转化物。经酸化至一定的pH值，形成了复杂的甘氨酸、亚氨基二乙酸和无机盐混合体系，导致产品、副产品的分离纯化工序复杂化，分离纯化流程长，能耗高，产品甘氨酸和副产产品亚氨基二乙酸收率低，大量的有价值产品残留在无机盐水溶液中，虽然母液循环，但是由于母液中成分复杂化，并且随着循环次数增多，母液在反复高温蒸煮过程中，有机物分解、聚合脱水等化学反应，导致循环的母液变得粘稠，流动性差，不得不采出部分母液进行焚烧处理，由于母液中含有甘氨酸、亚氨基二乙酸，在焚烧处理时会产生剧毒物质氰化氢，这又带来了环境危害。所以，采用羟基乙腈氨化碱解工艺生产甘氨酸或者亚氨基二乙酸，首要的是考虑甘氨酸、亚氨基二乙酸以及无机盐通过一种简单的分离纯化方法进行分离纯化的问题。

国内工业化生产亚氨基二乙酸主要生产方法为亚氨基二乙腈水解法，又分为碱水解法和酸水解法，碱水解法具体为：以羟基乙腈与氨反应得到亚氨基二乙腈，再与氢氧化钠反应变成亚氨基二乙酸二钠盐，然后用盐酸或者硫酸酸化得到亚氨基二乙酸和氯化钠或者硫酸钠的混合物，再分离得到亚氨基二乙酸；酸水解法具体为：以羟基乙腈与氨反应得到亚氨基二乙腈，再与盐酸反应，生成亚氨基二乙酸和氯化铵混合物物，再分离得到亚氨基二乙酸。在生产亚氨基二乙腈过程中，同样会伴生氨基乙腈副产物，只是生产亚氨基二乙腈过程中需要进行结晶纯化，即羟基乙腈氨化后，降温结晶得到亚氨基二乙腈产品，而结晶母液部分采出或者全部进行焚烧处理，而母液中含有少量的亚氨基二乙腈、氨基乙腈、羟基乙腈、其他有机胺化合物都通过焚烧处理后进行排放。这样处理的方式虽然能够避免杂质氨基乙腈、羟基乙腈及其其他有机胺化合物在母液中累积影响亚氨基二乙腈产品质量，亚氨基二乙腈产品的纯化避免后续生产亚氨基二乙酸分离纯化时杂质引入，但是不仅影响产品的收率，而且导致产品的能耗消耗较高，成本高等不利因素。

磷酸氢钙，是一种无机化合物，化学式为CaHPO4，为白色结晶性粉末，易溶于稀盐酸、稀硝酸、醋酸，微溶于水，不溶于乙醇，主要用作食品添加剂。饲料级磷酸氢钙指符合相关标准(参考GB22549-2017中指标Ⅰ型)，分子式为CaHPO₄.2H₂O，难溶于水，可应用于饲料加工中作为磷、钙的补充剂的磷酸氢钙。由于其中的磷钙比与动物骨骼中磷钙比最为接近，并且能够全部溶于动物胃酸中，饲料级磷酸氢钙是国内外公认的最好的饲料矿物添加剂之一。饲料级磷酸氢钙生产方法主要有热法磷酸加工法和湿法磷酸加工法，热法磷酸加工法将磷矿石、石英砂和焦炭粉于电炉中加热至1500℃，用冷水吸收冷凝得到黄磷，将黄磷熔化氧化后与水反应得磷酸，并用石灰乳中和得到磷酸氢钙，而湿法磷酸加工法是用无机强酸硫酸萃取磷矿石得粗磷酸，经过脱氟、脱砷处理后得到精制磷酸，氧化钙、碳酸钙、石灰乳等中和精制磷酸，得到磷酸氢钙。

由上述研究现状可知，无论是生产甘氨酸、亚氨基二乙酸还是副产无机盐，如何能高效的通过简单地分离并获得高纯度的甘氨酸、亚氨基二乙酸和副产无机盐，成为同时解决前述问题的关键点。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种甘氨酸和亚氨基二乙酸及饲料级磷酸氢钙的联产方法，该方法能够同时高纯度分离提纯甘氨酸、亚氨基二乙酸和磷酸氢钙，提高了原材料利用率，几乎无废弃物的产生。