CN109574864A - 一种甘氨酸合成新工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种甘氨酸合成新工艺，属于甘氨酸生产技术领域，以氯乙酸和氨气为原料，在催化剂乌洛托品的水溶液中进行氨解反应，反应结束后进行第一次降温结晶得到混合晶体和母液，混合晶体用水溶解后进行第二次降温结晶，得到的初产品进行低温水洗涤后离心分离并干燥得到甘氨酸产品，母液经电渗析分离得到甘氨酸、乌洛托品混合液和氯化铵水液；甘氨酸和乌洛托品混合液送回前序工序套用；氯化铵水液蒸发浓缩结晶得到氯化铵。本发明解决了现有技术中采用醇水混合液加大生产成本、母液蒸馏需要大量能耗和副产物氯化铵品质不高的问题。
Description
技术领域
本发明属于甘氨酸生产技术领域，具体涉及一种甘氨酸合成新工艺。
背景技术
甘氨酸亦称氨基乙酸，是一种重要的精细化工产品，广泛应用于医药、食品、化工、农药等行业，在医药中主要用于氨基酸制剂，金霉素缓冲剂，咪唑酸乙酯中间体。在食品工业中作为食品添加剂用于调味、杀菌防腐、抗氧化、营养强化等。在农药工业中主要用作合成草甘膦和增甘膦的原料。甘氨酸合成，目前国外多数采用以氰化钠(或含氰废水)为主要原料的Strecker法，该法工艺条件苛刻，收率不高，但可利用丙烯氰生产的废水作原料，成本低。我国普遍采用α-卤代酸法，原料易得，反应条件温和，工艺成熟，但存在催化剂不能回收、反应收率仅在80～85％之间、大量甲醇需蒸馏从而蒸汽消耗大、环境污染严重、成本高等缺点。
公告号为CN1340498，公告日为2002年3月20日的中国专利文献公开了甘氨酸制备工艺，用氯乙酸和氨作液相反应，反应后分离出甘氨酸，其特征是包括步聚：(1)将反应后的溶液冷却结晶分离出甘氨酸/氯化铵混晶；取出混晶后的母液返回反应体系，循环套用；(2)所述的混晶用醇—水混合液溶解其中的氯化铵，分离出甘氨酸；取出甘氨酸后的母液脱醇后冷却结晶分离出氯化铵；取出氯化铵后的母液与所述脱出的醇混合后返回混晶溶解体系，循环套用。
该专利中溶剂通过连续循环合成和多元溶剂循环分离两个封闭循环步聚来实现，其中前一步聚，不仅使催化剂得以循环使用，而且使未反应的氯乙酸参与下循环的反应，从而提高了产品收率；后一步聚利用甘氨酸在不同醇浓度的醇水溶液中的溶解度不同实现甘氨酸和氯化铵的有效分离，在获得高纯度高收率主产品的同时得到了高纯度的副产品氯化铵，而且节约了能源，但是醇水混合液加大生产成本、母液蒸馏需要大量能耗和副产物氯化铵品质不高。
发明内容
本发明旨在解决现有技术中溶剂采用醇水混合液加大生产成本、母液蒸馏需要大量能耗和副产物氯化铵品质不高等问题。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一种甘氨酸合成新工艺，其特征在于：包括以下工艺步骤：
A、在反应釜内配制氯乙酸溶液，并加入乌洛托品，向反应釜内缓慢通入氨气反应，溶液pH为8时结束通氨；
B、反应结束后将溶液转移至第一结晶釜进行第一次降温结晶，再通过离心分离得到甘氨酸与氨化铵的混合结晶，剩下的母液备用；
C、将混合结晶放入第二结晶釜内加水溶解，然后再进行第二次降温结晶，在进行离心分离得到初产品，用低温水洗涤初产品，洗涤后再进行离心脱水，最后进行干燥得到甘氨酸产品；
D、母液经电渗析分离得到甘氨酸—乌洛托品混合液和氯化铵水液；甘氨酸—乌洛托品混合液送回步骤A套用；氯化铵水液蒸发浓缩结晶得到氯化铵。
优选的，所述步骤A中氯乙酸的浓度为75～85%。
优选的，所述步骤A中乌洛托品加入后乌洛托品的质量为氯乙酸质量的20—28%。
优选的，所述步骤A控制氨气的加入速度保持反应釜内的温度为65～95℃。
优选的，所述步骤B中降温结晶的温度为6～25℃。
优选的，所述步骤C中降温结晶的温度为6～25℃。
优选的，所述步骤C中低温水温度为5～10℃。
优选的，所述步骤C中洗涤至氯离子浓度小于0.5%。
优选的，所述步骤C中干燥温度为120～155℃。
本技术方案的有益效果如下：
1、本发明解决了现有技术中采用醇水混合液加大生产成本、母液蒸馏需要大量能耗和副产物氯化铵品质不高的问题。本发明在反应结束后进行两次降温结晶后用低温水洗涤后离心干燥得到甘氨酸产品，第二次降温结晶前采用水溶解减少了现有技术中使用醇水溶液时的生产成本，也降低了醇类回收时蒸馏大量能耗；母液电渗析分离得到的甘氨酸—乌洛托品混合液重新返回步骤A，回收利用母液中残留的甘氨酸和乌洛托品，从而使得催化剂乌洛托品用量大幅降低 ；母液电渗析分离得到的氯化铵水液通过蒸发浓缩结晶得到副产物氯化铵，保证了副产品氯化铵的品质，使得氯化铵的白度提高至90以上。
2、本发明步骤A中保持反应釜内温度为65～95℃，使得保证反应速度的情况下防止发生冲料现象，保证生产效率更高和安全生产。
3、本发明步骤B中降温结晶的温度为6～25℃，即能降温结晶的速度更快，又能减少能耗的使用。
4、本发明步骤B中降温结晶的后期温度为6～25℃，即能降温结晶的完全和易于分离。
5、本发明步骤C中用低温水洗涤至氯离子浓度小于0.5%，低温水温度为5～10℃，低温水洗涤效果更好，洗涤后的水溶液中氯离子浓度小于0.5%保证甘氨酸产品的纯度。
6、本发明步骤C中干燥温度为120～155℃，在此温度区间内甘氨酸的干燥速度更快，也能防止温度过高影响甘氨酸的品质。
附图说明
图1是本发明的工艺流程图。
具体实施方式
下面通过几个具体的实施例来进一步说明实现本发明目的技术方案，需要说明的是，本发明要求保护的技术方案包括但不限于以下实施例。
实施例1
一种甘氨酸合成新工艺，包括以下工艺步骤：
A、在反应釜内配制氯乙酸溶液，并加入乌洛托品，向反应釜内缓慢通入氨气反应，溶液pH为8时结束通氨；
B、反应结束后将溶液转移至第一结晶釜进行第一次降温结晶，再通过离心分离得到甘氨酸与氨化铵的混合结晶，剩下的母液备用；
C、将混合结晶放入第二结晶釜内加水溶解，然后再进行第二次降温结晶，在进行离心分离得到初产品，用低温水洗涤初产品，洗涤后再进行离心脱水，最后进行干燥得到甘氨酸产品；
D、母液经电渗析分离得到甘氨酸—乌洛托品混合液和氯化铵水液；甘氨酸—乌洛托品混合液送回步骤A套用；氯化铵水液蒸发浓缩结晶得到氯化铵。
实施例2
在实施例1的基础上，优选的：
在步骤A中，所述氯乙酸的浓度为80%。
在步骤A中，所述乌洛托品加入后乌洛托品的质量为氯乙酸质量的20%。
在步骤A中，所述控制氨气的加入速度保持反应釜内的温度为65℃。
在步骤B中，所述降温结晶的温度为6℃。
在步骤C中，所述降温结晶的温度为6℃。
在步骤C中，所述低温水温度为5℃。
在步骤C中，所述洗涤至氯离子浓度小于0.5%。
在步骤C中，所述干燥温度为120℃。
实施例3
在实施例1的基础上，优选的：
在步骤A中，所述氯乙酸的浓度为80%。
在步骤A中，所述乌洛托品加入后乌洛托品的质量为氯乙酸质量的28%。
在步骤A中，所述控制氨气的加入速度保持反应釜内的温度为95℃。
在步骤B中，所述降温结晶的温度为25。
在步骤C中，所述降温结晶的温度为25。
在步骤C中，所述低温水温度为10℃。
在步骤C中，所述洗涤至氯离子浓度小于0.5%。
在步骤C中，所述干燥温度为155℃。
实施例4
在实施例1的基础上，优选的：
在步骤A中，所述氯乙酸的浓度为80%。
在步骤A中，所述乌洛托品加入后乌洛托品的质量为氯乙酸质量的24%。
在步骤A中，所述控制氨气的加入速度保持反应釜内的温度为80℃。
在步骤B中，所述降温结晶的温度为15.5℃。
在步骤C中，所述降温结晶的温度为15.5℃。
在步骤C中，所述低温水温度为7.5℃。
在步骤C中，所述洗涤至氯离子浓度小于0.5%。
在步骤C中，所述干燥温度为137.5℃。
实施例5
在实施例1的基础上，优选的：
在步骤A中，所述氯乙酸的浓度为80%。
在步骤A中，所述乌洛托品加入后乌洛托品的质量为氯乙酸质量的26%。
在步骤A中，所述控制氨气的加入速度保持反应釜内的温度为72.5℃。
在步骤B中，所述降温结晶的温度为10.75℃。
在步骤C中，所述降温结晶的温度为10.75℃。
在步骤C中，所述低温水温度为6.25℃。
在步骤C中，所述洗涤至氯离子浓度小于0.5%。
在步骤C中，所述干燥温度为128.75℃。
实施例6
本发明工艺与现有技术数据对照表：
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种甘氨酸合成新工艺，其特征在于：包括以下工艺步骤：
A、在反应釜内配制氯乙酸溶液，并加入乌洛托品，向反应釜内缓慢通入氨气反应，溶液pH为8时结束通氨；
B、反应结束后将溶液转移至第一结晶釜进行第一次降温结晶，再通过离心分离得到甘氨酸与氨化铵的混合结晶，剩下的母液备用；
C、将混合结晶放入第二结晶釜内加水溶解，然后再进行第二次降温结晶，再进行离心分离得到初产品，用低温水洗涤初产品，洗涤后再进行离心脱水，最后进行干燥得到甘氨酸产品；
D、母液经电渗析分离得到甘氨酸—乌洛托品混合液和氯化铵水液；甘氨酸—乌洛托品混合液送回步骤A重复利用；氯化铵水液蒸发浓缩结晶得到氯化铵。
2.根据权要求1所述的一种甘氨酸合成新工艺，其特征在于：所述步骤A中氯乙酸的浓度为75～85%。
3.根据权要求1所述的一种甘氨酸合成新工艺，其特征在于：所述步骤A中乌洛托品加入后乌洛托品的质量为氯乙酸质量的20～28%。
4.根据权要求1所述的一种甘氨酸合成新工艺，其特征在于：所述步骤A控制氨气的加入速度保持反应釜内的温度为65～95℃。
5.根据权要求1所述的一种甘氨酸合成新工艺，其特征在于：所述步骤B中降温结晶的温度为6～25℃。
6.根据权要求1所述的一种甘氨酸合成新工艺，其特征在于：所述步骤C中降温结晶的温度为6～25℃。
7.根据权要求1所述的一种甘氨酸合成新工艺，其特征在于：所述步骤C中低温水温度为5～10℃。
8.根据权要求1所述的一种甘氨酸合成新工艺，其特征在于：所述步骤C中洗涤至氯离子浓度小于0.5%。
9.根据权要求1所述的一种甘氨酸合成新工艺，其特征在于：所述步骤C中干燥温度为120～155℃。
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