CN107089922B - 甘氨酸副产氯化铵的生产工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种甘氨酸副产氯化铵的生产工艺，本工艺采用氯乙酸溶液为原料，通过乌洛托品的催化，与氨发生氨解反应。反应液经过负压冷凝降温结晶得到甘氨酸与氯化铵的混合物，混合物经过梯段降温得到甘氨酸和高纯度氯化铵，母液循环套用。本专利通过工艺改进实现了甘氨酸连续生产，提高了生产效率，降低了劳动强度，减少了设备投入，反应中采用醇相法反应母液套用循环工艺实现了催化剂乌洛托品的循环再利用；氯化铵的分离采用了浓缩降温结晶工艺，减少了甲醇使用量降低了能耗，实现了无残液产生。
Description
技术领域
本发明属于化工生产技术领域，涉及一种甘氨酸联产氯乙铵的生产工艺。
背景技术
甘氨酸是草甘膦、甘氨酸乙酯盐酸盐等产品的重要原料，也可以精制成食品级甘氨酸使用。现有的甘氨酸生产技术为在水相中氯乙酸经过催化氨解反应生成甘氨酸与氯化铵的混合物，该混合物溶液再经甲醇醇析分离得到甘氨酸成品，分离后的母液经精馏得到92％的甲醇继续醇析使用，精馏残液经蒸馏得到工业级氯化铵。
现有技术主要存在以下缺陷：①现有技术为间歇反应，设备投入多、劳动强度大、生产效率低。②醇析工艺会使用大量甲醇，甲醇回收需要消耗大量的能耗。③催化剂乌洛托品不能循环利用，造成原料浪费。④现有工艺会产生大量无法处理的残液。⑤醇相法反应降温接触面上会出现大量粘壁现象，严重影响系统降温。
发明内容
本发明的目的是提供一种甘氨酸副产氯化铵的生产工艺，实现了催化剂乌洛托品的循环再利用，提高了生产效率。
一种甘氨酸副产氯化铵的生产工艺，包括以下步骤：
步骤一、在一级反应结晶器中连续加入乌洛托品甲醇溶液、氯乙酸溶液、液氨，反应液PH值控制在6.5-8.5，升温到60-75℃，在强制循环泵搅拌的作用下进行氨解反应，负压冷凝回流降温，反应温度为60-75℃；
步骤二、当达到一级反应结晶器排料液位时，将一级反应结晶器中的反应液打入二级降温结晶器中，在强制循环泵搅拌的作用下充分混合，负压冷凝回流降温，反应温度为25-30℃；
步骤三、当达到二级降温结晶器排料液位时，将二级降温结晶器中的反应液打入一号离心机进行固液分离，得到甘氨酸与氯化铵混晶固体，分离母液打入托品溶解釜用于配制乌洛托品甲醇溶液；
步骤四、将甘氨酸与氯化铵混晶固体、母液池中的降温浓缩液、水(初次操作只加入甘氨酸与氯化铵混晶固体和水)加入固混溶解釜中升温溶解，升温至35-45℃时将溶液打入三级降温结晶器中，在强制循环泵搅拌的作用下充分混合，负压冷凝回流降温，反应温度为18-20℃；
步骤五、当达到三级降温结晶器排料液位时，将三级降温结晶器中的反应液打入二号离心机进行固液分离，得到湿品甘氨酸，湿品甘氨酸经干燥、包装、检验合格后入库；
步骤六、将步骤五分离出的母液打入四级降温结晶器中，在强制循环泵搅拌的作用下充分混合，浓缩降温结晶，温度8～10℃，当达到四级降温结晶器排料液位时，将四级降温结晶器中的反应液打入三号离心机进行固液分离，得到湿品氯化铵，湿品氯化铵经干燥、包装、检验合格后入库，分离的降温浓缩液流入母液池中，后打入固混溶解釜中循环使用；
进一步的，所述乌洛托品甲醇溶液浓度为5％-10％。
进一步的，所述氯乙酸溶液浓度为70％-95％。
进一步的，真空度为表压-0.08～-0.09MPa，汽化气体经板式换热器冷凝后流入一号冷凝液储罐，后送至一级反应结晶器中。
进一步的，步骤二中所述负压冷凝回流降温工艺为：真空度表压-0.015～-0.02MPa，汽化气体经板式换热器冷凝后流入二号冷凝液储罐，后送至二级降温结晶器中。
进一步的，步骤四中所述负压冷凝回流降温工艺为：真空度绝压2000-2300Pa，汽化气体经板式换热器冷凝后流入三号冷凝液储罐，后送至三级降温结晶器中。
进一步的，步骤六中浓缩降温结晶工艺为：真空度绝压1000-1200Pa，汽化气体经板式换热器冷凝后流入四号冷凝液储罐，流入步骤六母液池中，与分离的降温浓缩液混合，后送至固混溶解釜中循环使用。
进一步的，步骤一中氯乙酸溶液、液氨、乌洛托品甲醇溶液的质量比为1:0.4:10。
进一步的，甘氨酸与氯化铵混晶固体、母液池中的降温浓缩液、水的质量比为10:300:1，初次操作甘氨酸与氯化铵混晶固体与水质量比1:1。
本发明一种甘氨酸副产氯化铵的生产工艺具有以下有益效果：
1、与传统的甘氨酸合成和甲醇醇析工艺相比，本发明工艺实现了甘氨酸连续生产，提高了生产效率，降低了劳动强度，设备投资少，成本低，能耗少，污染少，具有很好的市场前景。
2、反应母液的循环套用使催化剂乌洛托品实现了循环再利用，乌洛托品消耗可降低80％以上。
3、负压冷凝回流的降温方式杜绝了降温表面物料的粘壁结块现象，使反应液始终处于沸腾状态，汽化气体经板式换热器冷凝流入冷凝液储罐，冷凝液用输送泵输送至反应结晶器中实现降温，即靠反应液汽化潜热带走反应热以达到降温的目的，为甘氨酸的连续生产提供了优良的降温形式。
4、甘氨酸与氯化铵的分离采用了浓缩降温结晶工艺，大量减少了甲醇使用量，每吨甘氨酸甲醇的使用量不到1m3，使精馏工段的设备投入大量减少，能量消耗大幅度降低，低温浓缩结晶氯化铵的方式，可得到高纯度氯化铵，实现了无残液产生。
附图说明
图1为甘氨酸副产氯化铵的生产工艺图；
具体实施方式
基于本发明的设计思想，下面，结合具体的实施例对本发明的甘氨酸副产氯化铵的生产工艺做进一步的详细描述：
一种甘氨酸副产氯化铵的生产工艺，包括以下步骤：
步骤一、在10m3一级反应结晶器中连续加入质量分数为C1的乌洛托品甲醇溶液、质量分数为C2的氯乙酸溶液、液氨，其中，氯乙酸溶液流量为30m3/h，氯乙酸溶液、液氨、乌洛托品甲醇溶液的质量比为N1，反应液PH值控制在a，升温到T1℃，在强制循环泵搅拌的作用下进行氨解反应，负压冷凝回流降温，真空度为表压P1，汽化气体经板式换热器冷凝后流入一号冷凝液储罐，后送至一级反应结晶器中，反应温度为T1；
步骤二、当一级反应结晶器中的反应液达到设备容积的80％对应的液位时，将一级反应结晶器中的反应液打入二级降温结晶器中，在强制循环泵搅拌的作用下充分混合，负压冷凝回流降温，真空度表压P2，汽化气体经板式换热器冷凝后流入二号冷凝液储罐，后送至二级降温结晶器中，反应温度为T2；
步骤三、当二级降温结晶器中的反应液达到设备容积的80％对应的液位时，将二级降温结晶器中的反应液打入一号离心机进行固液分离，得到甘氨酸与氯化铵混晶固体，分离母液打入托品溶解釜用于配制乌洛托品甲醇溶液；
步骤四、将质量比为N2的甘氨酸与氯化铵混晶固体、母液池中的降温浓缩液、水(初次操作甘氨酸与氯化铵混晶固体与水质量比1:1)，加入固混溶解釜中升温溶解，升温至35-45℃时将溶液打入三级降温结晶器中，在强制循环泵搅拌的作用下充分混合，负压冷凝回流降温，真空度绝压P3，汽化气体经板式换热器冷凝后流入三号冷凝液储罐，后送至三级降温结晶器中，反应温度为T3；
步骤五、当三级降温结晶器中的反应液达到设备容积的80％对应的液位时，将三级降温结晶器中的反应液打入二号离心机进行固液分离，得到湿品甘氨酸，湿品甘氨酸经干燥、包装、检验合格后入库；
步骤六、将步骤五分离出的母液打入四级降温结晶器中，在强制循环泵搅拌的作用下充分混合，浓缩降温结晶，真空度绝压P4，汽化气体经板式换热器冷凝后流入四号冷凝液储罐，流入步骤六母液池中，后送至固混溶解釜中循环使用，温度T4，当四级降温结晶器中的反应液达到设备容积的80％对应的液位时，将四级降温结晶器中的反应液打入三号离心机进行固液分离，得到湿品氯化铵，湿品氯化铵经干燥、包装、检验合格后入库，分离液流入母液池中，后打入固混溶解釜中循环使用。
实施例1-12
按照以上甘氨酸副产氯化铵的生产工艺，工艺参数如下表1、表2所示：
表1工艺参数表
表2结晶温度与压力的影响
计算上述实施例1-12中甘氨酸收率、氯化铵收率，并对产品纯度进行检测，结果如下表3、表4所示：
表3甘氨酸、氯化铵产品收率及纯度数据表
表4甘氨酸、氯化铵产品收率及纯度数据表
由上表3、表4可以看出，甘氨酸副产氯化铵的生产工艺，可制得高纯度、高收率的甘氨酸、氯化铵产品。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种甘氨酸副产氯化铵的生产工艺，其特征在于：所述生产工艺包括以下步骤：
步骤一、在一级反应结晶器中连续加入乌洛托品甲醇溶液、氯乙酸溶液、液氨，反应液pH 值控制在6.5-8.5，升温到60-75℃，在强制循环泵搅拌的作用下进行氨解反应，负压冷凝回流降温，反应温度为60-75℃；
步骤二、当达到一级反应结晶器排料液位时，将一级反应结晶器中的反应液打入二级降温结晶器中，在强制循环泵搅拌的作用下充分混合，负压冷凝回流降温，反应温度为25-30℃；
步骤三、当达到二级降温结晶器排料液位时，将二级降温结晶器中的反应液打入一号离心机进行固液分离，得到甘氨酸与氯化铵混晶固体，分离母液打入托品溶解釜用于配制乌洛托品甲醇溶液；
步骤四、将甘氨酸与氯化铵混晶固体、母液池中的降温浓缩液、水加入固混溶解釜中升温溶解，且初次操作只加入甘氨酸与氯化铵混晶固体和水，升温至35-45℃时将溶液打入三级降温结晶器中，在强制循环泵搅拌的作用下充分混合，负压冷凝回流降温，反应温度为18-20℃；
步骤五、当达到三级降温结晶器排料液位时，将三级降温结晶器中的反应液打入二号离心机进行固液分离，得到湿品甘氨酸，湿品甘氨酸经干燥、包装、检验合格后入库；
步骤六、将步骤五分离出的母液打入四级降温结晶器中，在强制循环泵搅拌的作用下充分混合，浓缩降温结晶，温度8～10℃，当达到四级降温结晶器排料液位时，将四级降温结晶器中的反应液打入三号离心机进行固液分离，得到湿品氯化铵，湿品氯化铵经干燥、包装、检验合格后入库，分离的降温浓缩液流入母液池中，后打入固混溶解釜中循环使用。
2.根据权利要求1所述的一种甘氨酸副产氯化铵的生产工艺，其特征在于：所述乌洛托品甲醇溶液浓度为5%-10%。
3.根据权利要求1所述的一种甘氨酸副产氯化铵的生产工艺，其特征在于：所述氯乙酸溶液浓度为70%-95%。
4.根据权利要求1所述的一种甘氨酸副产氯化铵的生产工艺，其特征在于：步骤一中所述负压冷凝回流降温工艺为：真空度为表压-0.08～-0.09MPa，汽化气体经板式换热器冷凝后流入一号冷凝液储罐，后送至一级反应结晶器中。
5.根据权利要求1所述的一种甘氨酸副产氯化铵的生产工艺，其特征在于：步骤二中所述负压冷凝回流降温工艺为：真空度表压-0.015～-0.02MPa，汽化气体经板式换热器冷凝后流入二号冷凝液储罐，后送至二级降温结晶器中。
6.根据权利要求1所述的一种甘氨酸副产氯化铵的生产工艺，其特征在于：步骤四中所述负压冷凝回流降温工艺为：真空度绝压2000-2300Pa，汽化气体经板式换热器冷凝后流入三号冷凝液储罐，后送至三级降温结晶器中。
7.根据权利要求1所述的一种甘氨酸副产氯化铵的生产工艺，其特征在于：步骤六中浓缩降温结晶工艺为：真空度绝压1000-1200Pa，汽化气体经板式换热器冷凝后流入四号冷凝液储罐，流入步骤六母液池中，与分离的降温浓缩液混合，后送至固混溶解釜中循环使用。
8.根据权利要求1所述的一种甘氨酸副产氯化铵的生产工艺，其特征在于：步骤一中氯乙酸溶液、液氨、乌洛托品甲醇溶液的质量比为1:0.4:10。
9.根据权利要求1所述的一种甘氨酸副产氯化铵的生产工艺，其特征在于：甘氨酸与氯化铵混晶固体、母液池中的降温浓缩液、水的质量比为10:300:1，初次操作甘氨酸与氯化铵混晶固体与水质量比1:1。
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