CN110903207A - 利用β-甲酰氨基丙腈生产氨基丙酸和硫酸钠的方法及其应用 - Google Patents

利用β-甲酰氨基丙腈生产氨基丙酸和硫酸钠的方法及其应用 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种利用β‑甲酰氨基丙腈生产氨基丙酸和硫酸钠的方法及其应用，涉及化工处理工艺技术领域。所述方法包括以下步骤：将β‑甲酰氨基丙腈与氢氧化钠水溶液进行水解反应生成溶液A；然后将溶液A与无水硫酸进行中和反应生成溶液B，在溶液B中进行溶析排盐析出得到硫酸钠以及溶液C；随后将溶液C进行蒸馏，并从蒸馏后余液中降温析出得到氨基丙酸。上述方法实验设计合理，可以将β‑甲酰氨基丙腈转化为氨基丙酸和硫酸钠，有效提高了β‑甲酰氨基丙腈的附加值，同时反应过程中没有副产物产生，对环境友好。上述利用β‑甲酰氨基丙腈生产氨基丙酸和硫酸钠的方法可以应用于α‑钠代甲酰基‑β‑甲酰氨基丙腈副产高沸物处理中。

Description

利用β-甲酰氨基丙腈生产氨基丙酸和硫酸钠的方法及其应用
技术领域
本发明涉及化工处理工艺技术领域，尤其是涉及一种利用β-甲酰氨基丙腈生产氨基丙酸和硫酸钠的方法及其应用。
背景技术
α-钠代甲酰基-β-甲酰氨基丙腈，简称钠代，现有合成工艺的钠代合成收率仅为65％左右，在合成反应结束后钠代母液中会含有大量的钠代副产高沸物，这些钠代副产高沸物严重污染环境，后续环保处理费用也较高，同时这些钠代副产高沸物中还存在大量未反应的β-甲酰氨基丙腈。
基于环境危害以及钠代副产高沸物中还存在大量未反应的β-甲酰氨基丙腈的考虑，研究开发一种针对钠代副产高沸物进行处理的方法，对其进行无害化处置及资源化的利用，变得十分必要和迫切。
有鉴于此，特提出本发明。
发明内容
本发明的第一目的在于提供一种利用β-甲酰氨基丙腈生产氨基丙酸和硫酸钠的方法，所述方法通过一系列的化学反应可以将β-甲酰氨基丙腈转化为氨基丙酸和硫酸钠，有效提高了β-甲酰氨基丙腈的附加值，同时反应过程中没有副产物产生，对环境友好。
本发明的第二目的在于提供一种上述利用β-甲酰氨基丙腈生产氨基丙酸和硫酸钠的方法在α-钠代甲酰基-β-甲酰氨基丙腈副产高沸物处理中的应用。
为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：
本发明提供的一种利用β-甲酰氨基丙腈生产氨基丙酸和硫酸钠的方法，所述方法包括以下步骤：
(a)、将β-甲酰氨基丙腈与氢氧化钠水溶液进行水解反应，生成含有氨基丙酸钠和甲酸钠的溶液A；
(b)、将溶液A与无水硫酸进行中和反应，生成含有氨基丙酸、甲酸和硫酸钠的溶液B；
(c)、在溶液B中进行溶析排盐，析出得到硫酸钠以及含有氨基丙酸、甲酸和甲醇的溶液C；
(d)、将溶液C进行蒸馏，分别得到含有甲酸甲酯和甲醇的蒸馏液以及蒸馏后余液；
(e)、将氨基丙酸从蒸馏后余液中降温结晶析出，得到氨基丙酸。
进一步的，所述步骤(a)中氢氧化钠水溶液浓度为30～35wt％，优选为32wt％。
进一步的，所述步骤(a)水解反应在真空条件下进行；
优选地，所述真空条件的真空度为-0.02～-0.03MPa，优选为-0.02MPa；
优选地，所述水解反应的温度为95～99℃，优选为98℃；
优选地，所述水解反应的时间为40～80min，优选为60min；
进一步的，所述步骤(b)中和反应包括以下步骤：将无水硫酸加入溶液A中，并调节pH值至5～6进行反应；
优选地，所述中和反应包括以下步骤：将无水硫酸加入溶液A中，并调节pH值至5.5进行反应。
进一步的，所述步骤(c)溶析排盐的方法包括以下步骤：
将溶液B升温至50～60℃，随后加入甲醇混合，并调节甲醇与溶液B中水的比例至1：1，析出得到硫酸钠以及含有氨基丙酸、甲酸和甲醇的溶液C；
优选地，所述方法还包括对得到的硫酸钠依次进行醇洗和干燥的步骤；
更优选地，所述对硫酸钠进行醇洗的醇洗液为甲醇水溶液，所述甲醇水溶液中甲醇与水的质量比优选为1：1。
进一步的，所述步骤(d)蒸馏为常压蒸馏；
进一步的，所述步骤(e)降温结晶的方法包括以下步骤：将蒸馏后余液降温至0～4℃，使氨基丙酸降温结晶析出；
优选地，所述方法还包括将降温结晶析出的氨基丙酸依次进行脱色和醇析的步骤。
本发明提供的一种上述利用β-甲酰氨基丙腈生产氨基丙酸和硫酸钠的方法在α-钠代甲酰基-β-甲酰氨基丙腈副产高沸物处理中的应用。
进一步的，所述α-钠代甲酰基-β-甲酰氨基丙腈副产高沸物为合成α-钠代甲酰基-β-甲酰氨基丙腈的中间产物。
进一步的，所述应用包括以下步骤：
(a)、将α-钠代甲酰基-β-甲酰氨基丙腈副产高沸物与碱液在温度95～99℃，真空度-0.02～-0.03MPa的条件下，进行水解反应40～80min，得到含有氨基丙酸钠和甲酸钠的溶液A，水解反应产生的氨气真空排出；
(b)、在溶液A中加入无水硫酸调节pH值至5～6，进行中和反应，生成含有氨基丙酸和硫酸钠的溶液B；
(c)、在溶液B升温至50～60℃，随后加入甲醇混合，并调节甲醇与溶液B中水的比例至1：1，析出得到硫酸钠结晶以及含有氨基丙酸、甲酸和甲醇的溶液C；将析出得到的硫酸钠结晶依次进行醇洗和干燥，得到硫酸钠；
(d)、将溶液C进行常压蒸馏，分别得到含有甲酸甲酯和甲醇的蒸馏液以及蒸馏后余液；
(e)、将蒸馏后余液降温至0～4℃，使氨基丙酸降温结晶析出，随后依次进行脱色、醇析，得到氨基丙酸；
优选地，所述步骤(e)氨基丙酸降温结晶析出后的余液加入步骤(d)溶液C中循环套用。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
本发明提供的利用β-甲酰氨基丙腈生产氨基丙酸和硫酸钠的方法，所述方法包括以下步骤：(a)、将β-甲酰氨基丙腈与氢氧化钠水溶液进行水解反应，生成含有氨基丙酸钠和甲酸钠的溶液A；(b)、将溶液A与无水硫酸进行中和反应，生成含有氨基丙酸、甲酸和硫酸钠的溶液B；(c)、在溶液B中进行溶析排盐，析出得到硫酸钠以及含有氨基丙酸、甲酸和甲醇的溶液C；(d)、将溶液C进行蒸馏，分别得到含有甲酸甲酯和甲醇的蒸馏液以及蒸馏后余液；(e)、将氨基丙酸从蒸馏后余液中降温结晶析出，得到氨基丙酸。上述方法实验设计合理，可以将β-甲酰氨基丙腈转化为氨基丙酸和硫酸钠，有效提高了β-甲酰氨基丙腈的附加值，同时反应过程中没有副产物产生，对环境友好。
本发明提供的上述利用β-甲酰氨基丙腈生产氨基丙酸和硫酸钠的方法可以应用于α-钠代甲酰基-β-甲酰氨基丙腈副产高沸物处理中。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供的一种利用β-甲酰氨基丙腈生产氨基丙酸和硫酸钠的方法，所述方法包括以下步骤：
(a)、将β-甲酰氨基丙腈与氢氧化钠水溶液进行水解反应，生成含有氨基丙酸钠和甲酸钠的溶液A；
(b)、将溶液A与无水硫酸进行中和反应，生成含有氨基丙酸、甲酸和硫酸钠的溶液B；
(c)、在溶液B中进行溶析排盐，析出得到硫酸钠以及含有氨基丙酸、甲酸和甲醇的溶液C；
(d)、将溶液C进行蒸馏，分别得到含有甲酸甲酯和甲醇的蒸馏液以及蒸馏后余液；
(e)、将氨基丙酸从蒸馏后余液中降温结晶析出，得到氨基丙酸。
本发明提供的利用β-甲酰氨基丙腈生产氨基丙酸和硫酸钠的方法，所述方法包括以下步骤：(a)、将β-甲酰氨基丙腈与氢氧化钠水溶液进行水解反应，生成含有氨基丙酸钠和甲酸钠的溶液A；(b)、将溶液A与无水硫酸进行中和反应，生成含有氨基丙酸、甲酸和硫酸钠的溶液B；(c)、在溶液B中进行溶析排盐，析出得到硫酸钠以及含有氨基丙酸、甲酸和甲醇的溶液C；(d)、将溶液C进行蒸馏，分别得到含有甲酸甲酯和甲醇的蒸馏液以及蒸馏后余液；(e)、将氨基丙酸从蒸馏后余液中降温结晶析出，得到氨基丙酸。上述方法实验设计合理，可以将β-甲酰氨基丙腈转化为氨基丙酸和硫酸钠，有效提高了β-甲酰氨基丙腈的附加值，同时反应过程中没有副产物产生，对环境友好。
在本发明的一种优选实施方式中，所述步骤(a)中氢氧化钠水溶液浓度为30～35wt％，优选为32wt％。
作为一种优选的实施方式，上述氢氧化钠水溶液的浓度为30～35wt％，优选为32wt％。浓度高了后期浓缩收水量大，增加了能耗成本，浓度低了水解结束后，反应液中的总水量太少，当使用无水硫酸中和后，总水量不足以将反应生成的氨基丙酸完全溶解，会造成加甲醇排盐时氨基丙酸会与硫酸钠一起被排出，造成氨基丙酸的收率损失。
上述氢氧化钠水溶液的浓度典型但非限制性的优选实施方案为：30wt％、31wt％、32wt％、33wt％、34wt％和35wt％。
在本发明的一种优选实施方式中，所述步骤(a)水解反应在真空条件下进行；
在上述优选实施方式中，所述真空条件的真空度为-0.02～-0.03MPa，优选为-0.02MPa；
作为一种优选的实施方式，上述真空条件下水解主要是排氨，水解过程中有氨气释放，所以该真空是起到边水解边排氨的作用，如果真空度过大则水解温度达不到要求，且反应液中的水会被抽跑，如果真空度过低则达不到理想的排氨效果。
在上述优选实施方式中，所述水解反应的温度为95～99℃，优选为98℃；
作为一种优选的实施方式，上述水解反应的温度为95～99℃，优选为98℃。水解温度低了水解不彻底，造成收率影响，水解温度高了会造成甲酰氨基丙腈的破坏。所以优选98℃，且该反应关键是先液碱升温，至98℃，然后控制2到3小时左右滴加高沸水溶液，让甲酰氨基丙腈下去就水解成氨基丙酸钠。该步骤起到保护高沸水溶液中的甲酰氨基丙腈的目的。
上述高温真空条件的温度典型但非限制性的优选实施方案为：95℃、96℃、97℃、98℃和99℃。
在上述优选实施方式中，所述水解反应的时间为40～80min，优选为60min；
作为一种优选的实施方式，上述水解反应的时间为40～80min，优选为60min。水解保温时间，短了水解不彻底，保温时间长了影响生产周期及能耗问题。
上述水解反应的时间典型但非限制性的优选实施方案为：40min、50min、60min、70min和80min。
本发明步骤(a)对应的化学反应方程式如下：
Figure BDA0002319742780000071
优选地，所述水解反应产生的氨气真空排出。
在本发明的一种优选实施方式中，所述步骤(b)中和反应包括以下步骤：将无水硫酸加入溶液A中，并调节pH值至5～6进行反应；
作为一种优选的实施方式，上述步骤(b)中和反应的pH值为5～6。中和PH高了，说明水解的氨基丙酸钠及甲酸钠没有被完全中和生成氨基丙酸与甲酸，如果是正常氨基丙腈水解由于反应不会产生副产甲酸所以中和终点PH为7，由于我们的反应为副产高沸中的甲酰氨基丙腈水解，中和后会产生氨基丙酸和甲酸，甲酸PH显酸性，所以PH至需要中和中5～6左右，确保反应液中的氨基丙酸钠和甲酸钠，能完全被硫酸中和成氨基丙酸和甲酸。
优选地，所述中和反应包括以下步骤：将无水硫酸加入溶液A中，并调节pH值至5.5进行反应。
上述步骤(b)中和反应的pH值典型但非限制性的优选实施方案为：pH5.0、pH5.2、pH5.5、pH5.8和pH6。
本发明步骤(b)对应的化学反应方程式如下：
2NH2CH2CH2COONa+H2SO4→2NH2CH2CH2COOH+Na2SO4
2HCOONa+H2SO4→Na2SO4+2HCOOH
在本发明的一种优选实施方式中，所述步骤(c)溶析排盐的方法包括以下步骤：
将溶液B升温至50～60℃，随后加入甲醇混合，并调节甲醇与溶液B中水的比例至1：1，析出得到硫酸钠以及含有氨基丙酸、甲酸和甲醇的溶液C；
作为一种优选的实施方式，上述溶析排盐，关键在于需要确保有足够水量溶解氨基丙酸，然后需要计算出反应液中的总水量，以此来确定甲醇加入量，控制甲醇与水的质量比1:1，应为硫酸钠在50％甲醇水溶液中几乎没有溶解度，以此来达到氨基丙酸与硫酸钠的分离。过滤出硫钠钠的甲醇水溶液中主要成分有甲醇、水、氨基丙酸、甲酸。
在本发明的一种优选实施方式中，所述方法还包括对得到的硫酸钠依次进行醇洗和干燥的步骤；
更优选地，所述对硫酸钠进行醇洗的醇洗液为甲醇水溶液，所述甲醇水溶液中甲醇与水的质量比优选为1：1。
在本发明的一种优选实施方式中，所述步骤(d)蒸馏为常压蒸馏；
作为一种优选的实施方式，上述常压蒸馏实际就是甲醇与甲酸的酯化反应，通过甲醇与甲酸酯化反应将上述过滤液中的甲酸反应掉，蒸馏时需要加精馏塔控制一定回流比蒸馏，回流比前期大约1：2后期大约1:3，控制塔顶温度32.4℃蒸馏得甲酸甲酯，如果上述反应液中关键需要计算出上述过滤液中的甲酸量，然后需要根据甲酸量计算出甲醇加入量，甲酸与甲醇的摩尔比为1：1.6左右，如果过滤液中甲醇不够需要适当补充甲醇，确保过滤液中的甲酸与甲醇酯化反应彻底，然后甲酸甲酯蒸馏结束后，最后将过滤液中多于的甲醇蒸出，及蒸出部分水，最后再将蒸馏残液降温至0℃结晶出氨基丙酸粗品。(蒸馏残液中主要成分部分有机物杂质、水、氨基丙酸、微量的甲酸)。
本发明步骤(d)对应的化学反应方程式如下：
Figure BDA0002319742780000091
在本发明的一种优选实施方式中，所述步骤(e)降温结晶的方法包括以下步骤：将蒸馏后余液降温至0～4℃，使氨基丙酸降温结晶析出；
作为一种优选的实施方式，上述降温结晶关键在于需要控制蒸馏残液中的水量，如果水量大了氨基丙酸无法析出、水量小了氨基丙酸结晶出太稠无法过滤除杂。过滤后粗品母液套用至下批结晶步骤，套用至一定批次需要杀批排杂。
优选地，所述方法还包括将降温结晶析出的氨基丙酸依次进行脱色和醇析的步骤。
本发明提供的一种上述利用β-甲酰氨基丙腈生产氨基丙酸和硫酸钠的方法在α-钠代甲酰基-β-甲酰氨基丙腈副产高沸物处理中的应用。
本发明提供的上述利用β-甲酰氨基丙腈生产氨基丙酸和硫酸钠的方法可以应用于α-钠代甲酰基-β-甲酰氨基丙腈副产高沸物处理中。
本申请所述高沸物指熔点低，沸点高的物质，具体到α-钠代甲酰基-β-甲酰氨基丙腈副产高沸物为钠代母液经蒸馏去除甲酸甲酯和甲醇后得到的溶液。
在本发明的一种优选实施方式中，所述α-钠代甲酰基-β-甲酰氨基丙腈副产高沸物为合成α-钠代甲酰基-β-甲酰氨基丙腈的中间产物。
在本发明的一种优选实施方式中，所述应用包括以下步骤：
(a)、将α-钠代甲酰基-β-甲酰氨基丙腈副产高沸物与碱液在温度95～99℃，真空度-0.02～-0.06MPa的条件下，进行水解反应40～80min，得到含有氨基丙酸钠和甲酸钠的溶液A，水解反应产生的氨气真空排出；
(b)、在溶液A中加入无水硫酸调节pH值至5～6，进行中和反应，生成含有氨基丙酸和硫酸钠的溶液B；
(c)、在溶液B升温至50～60℃，随后加入甲醇混合，并调节甲醇与溶液B中水的比例至1：1，析出得到硫酸钠结晶以及含有氨基丙酸、甲酸和甲醇的溶液C；将析出得到的硫酸钠结晶依次进行醇洗和干燥，得到硫酸钠；
(d)、将溶液C进行常压蒸馏，分别得到含有甲酸甲酯和甲醇的蒸馏液以及蒸馏后余液；
(e)、将蒸馏后余液降温至0～4℃，使氨基丙酸降温结晶析出，随后依次进行脱色、醇析，得到氨基丙酸；
在本发明的一种优选实施方式中，所述步骤(e)氨基丙酸降温结晶析出后的余液加入步骤(d)溶液C中循环套用。
作为一种优选的实施方式，氨基丙酸析出后的余液中还有一些杂质，为了突出本申请处理方法没有二次污染的优势，上述步骤(e)氨基丙酸降温结晶析出后的余液可以加入步骤(d)溶液C中进行循环套用。
下面将结合实施例对本发明的技术方案进行进一步地说明。
注：本发明下述实施例中α-钠代甲酰基-β-甲酰氨基丙腈副产高沸物溶液为钠代母液经蒸馏回收甲酸甲酯和甲醇后的高沸物溶液，所述高沸物溶液中的β-甲酰氨基丙腈含量为46％。
实施例1
一种α-钠代甲酰基-β-甲酰氨基丙腈副产高沸物的处理方法，所述处理方法包括以下步骤：
(1)、取700g钠代母液使用旋转蒸发仪浓缩至100g左右，然后往旋蒸瓶中加入100g水，得到溶解有α-钠代甲酰基-β-甲酰氨基丙腈副产高沸物的溶液；
(2)、取250g液碱，含量30％，加入至1000ml反应烧瓶中，然后升温至95℃左右，然后将上述溶解完的钠代高沸水溶液倒入至恒压漏斗，然后使用真空泵将反应烧瓶内抽至-0.02Mpa真空度，控制钠代水溶液3小时滴加完毕，滴加完毕后再将反应烧瓶内真空度调至-0.06Mpa，继续水解和真空排氨1小时。
(3)、排氨结束后使用无水硫酸中和水解液PH至5，中和结束后负压浓缩收水至反应烧瓶内中和水解液至380g。
(4)、再反应烧瓶上架上回流冷凝器，然后控制反应烧瓶内温度50℃左右将120g甲醇快速加入至反应烧瓶内，然后控制温度50℃搅拌15分钟待过滤析出硫酸钠；
将过滤出的无水硫酸钠使用纯水与甲醇1:1配制的150g甲醇水溶液，分3次洗涤，洗涤抽干后的无水硫酸钠烘干送检无水硫酸钠含量，干燥得133g无水硫酸钠；
(5)、将抽滤所得氨基丙酸、甲酸、甲醇、水溶液，架上精馏塔常压回收甲醇，回收过程中，反应液中甲酸会与甲醇发生酯化反应产生甲酸甲酯；
(6)、蒸馏后余液降温至0℃，冷冻结晶得到40g的氨基丙酸湿品，将过滤所得的40g氨基丙酸湿品加入40g纯水升温至50℃左右溶解后，加入1g活性炭脱色1.5小时；随后过滤活性炭得到氨基丙酸水溶液，控制50℃加入120g甲醇，再缓慢降温至0℃，过滤得到氨基丙酸，烘干制得氨基丙酸成品35g，经检测氨基丙酸含量为99.53％。
实施例2
一种α-钠代甲酰基-β-甲酰氨基丙腈副产高沸物的处理方法，所述处理方法包括以下步骤：
(1)、取700g钠代母液使用旋转蒸发仪浓缩至100g左右，然后往旋蒸瓶中加入100g水，得到溶解有α-钠代甲酰基-β-甲酰氨基丙腈副产高沸物的溶液；
(2)、取250g液碱，含量35％，加入至1000ml反应烧瓶中，然后升温至99℃左右，然后将上述溶解完的钠代高沸水溶液倒入至恒压漏斗，然后使用真空泵将反应烧瓶内抽至-0.03Mpa真空度，控制钠代水溶液3小时滴加完毕，滴加完毕后再将反应烧瓶内真空度调至-0.04Mpa，继续水解和真空排氨1小时。
(3)、排氨结束后使用无水硫酸中和水解液PH至6，中和结束后负压浓缩收水至反应烧瓶内中和水解液至380g。
(4)、再反应烧瓶上架上回流冷凝器，然后控制反应烧瓶内温度55℃左右将120g甲醇快速加入至反应烧瓶内，然后控制温度52℃搅拌15分钟待过滤析出硫酸钠；
将过滤出的无水硫酸钠使用纯水与甲醇1:1配制的150g甲醇水溶液，分2次洗涤，洗涤抽干后的无水硫酸钠烘干送检无水硫酸钠含量，干燥得155g无水硫酸钠；
(5)、将抽滤所得氨基丙酸、甲酸、甲醇、水溶液，架上精馏塔常压回收甲醇，回收过程中，反应液中甲酸会与甲醇发生酯化反应产生甲酸甲酯；
(6)、蒸馏后余液降温至0℃，冷冻结晶得到46g的氨基丙酸湿品，将过滤所得的40g氨基丙酸湿品加入40g纯水升温至48℃左右溶解后，加入0.5g活性炭脱色1.5小时；随后过滤活性炭得到氨基丙酸水溶液，控制43℃加入120g甲醇，再缓慢降温至0℃，过滤得到氨基丙酸，烘干制得氨基丙酸成品35.2g，经检测氨基丙酸含量为98.46％。
实施例3
一种α-钠代甲酰基-β-甲酰氨基丙腈副产高沸物的处理方法，所述处理方法包括以下步骤：
(1)、取700g钠代母液使用旋转蒸发仪浓缩至100g左右，然后往旋蒸瓶中加入100g水，得到溶解有α-钠代甲酰基-β-甲酰氨基丙腈副产高沸物的溶液；
(2)、取250g液碱，含量33％，加入至1000ml反应烧瓶中，然后升温至97℃左右，然后将上述溶解完的钠代高沸水溶液倒入至恒压漏斗，然后使用真空泵将反应烧瓶内抽至-0.04Mpa真空度，控制钠代水溶液3小时滴加完毕，滴加完毕后再将反应烧瓶内真空度调至-0.05Mpa，继续水解和真空排氨1小时。
(3)、排氨结束后使用无水硫酸中和水解液PH至5.7，中和结束后负压浓缩收水至反应烧瓶内中和水解液至380g。
(4)、再反应烧瓶上架上回流冷凝器，然后控制反应烧瓶内温度58℃左右将120g甲醇快速加入至反应烧瓶内，然后控制温度52℃搅拌15分钟待过滤析出硫酸钠；
将过滤出的无水硫酸钠使用纯水与甲醇1:1配制的150g甲醇水溶液，分3次洗涤，洗涤抽干后的无水硫酸钠烘干送检无水硫酸钠含量，干燥得146g无水硫酸钠；
(5)、将抽滤所得氨基丙酸、甲酸、甲醇、水溶液，架上精馏塔常压回收甲醇，回收过程中，反应液中甲酸会与甲醇发生酯化反应产生甲酸甲酯；
(6)、蒸馏后余液降温至0℃，冷冻结晶得到40g的氨基丙酸湿品，将过滤所得的40g氨基丙酸湿品加入40g纯水升温至41℃左右溶解后，加入0.5g活性炭脱色1.5小时；随后过滤活性炭得到氨基丙酸水溶液，控制45℃加入120g甲醇，再缓慢降温至0℃，过滤得到氨基丙酸，烘干制得氨基丙酸成品35.5g。检测氨基丙酸含量为99.66％。
实施例4
一种α-钠代甲酰基-β-甲酰氨基丙腈副产高沸物的处理方法，所述处理方法包括以下步骤：
(1)、取700g钠代母液使用旋转蒸发仪浓缩至100g左右，然后往旋蒸瓶中加入100g水，得到溶解有α-钠代甲酰基-β-甲酰氨基丙腈副产高沸物的溶液；
(2)、取250g液碱，含量34％，加入至1000ml反应烧瓶中，然后升温至97℃左右，然后将上述溶解完的钠代高沸水溶液倒入至恒压漏斗，然后使用真空泵将反应烧瓶内抽至-0.05Mpa真空度，控制钠代水溶液3小时滴加完毕，滴加完毕后再将反应烧瓶内真空度调至-0.06Mpa，继续水解和真空排氨1小时。
(3)、排氨结束后使用无水硫酸中和水解液PH至5.8，中和结束后负压浓缩收水至反应烧瓶内中和水解液至380g。
(4)、再反应烧瓶上架上回流冷凝器，然后控制反应烧瓶内温度55℃左右将120g甲醇快速加入至反应烧瓶内，然后控制温度55℃搅拌15分钟待过滤析出硫酸钠；
将过滤出的无水硫酸钠使用纯水与甲醇1:1配制的150g甲醇水溶液，分4次洗涤，洗涤抽干后的无水硫酸钠烘干送检无水硫酸钠含量，干燥得150g无水硫酸钠；
(5)、将抽滤所得氨基丙酸、甲酸、甲醇、水溶液，架上精馏塔常压回收甲醇，回收过程中，反应液中甲酸会与甲醇发生酯化反应产生甲酸甲酯；
(6)、蒸馏后余液降温至0℃，冷冻结晶得到40g的氨基丙酸湿品，将过滤所得的40g氨基丙酸湿品加入40g纯水升温至45℃左右溶解后，加入0.5g活性炭脱色1.5小时；随后过滤活性炭得到氨基丙酸水溶液，控制42℃加入120g甲醇，再缓慢降温至0℃，过滤得到氨基丙酸，烘干制得氨基丙酸成品35.8g。检测氨基丙酸含量为99.16％。
实施例5
一种α-钠代甲酰基-β-甲酰氨基丙腈副产高沸物的处理方法，所述处理方法包括以下步骤：
(1)、取700g钠代母液使用旋转蒸发仪浓缩至100g左右，然后往旋蒸瓶中加入100g水，得到溶解有α-钠代甲酰基-β-甲酰氨基丙腈副产高沸物的溶液；
(2)、取250g液碱，含量32％，加入至1000ml反应烧瓶中，然后升温至98℃左右，然后将上述溶解完的钠代高沸水溶液倒入至恒压漏斗，然后使用真空泵将反应烧瓶内抽至-0.02Mpa真空度，控制钠代水溶液3小时滴加完毕，滴加完毕后再将反应烧瓶内真空度调至-0.06Mpa，继续水解和真空排氨1小时。
(3)、排氨结束后使用无水硫酸中和水解液PH至5.5，中和结束后负压浓缩收水至反应烧瓶内中和水解液至380g。
(4)、再反应烧瓶上架上回流冷凝器，然后控制反应烧瓶内温度60℃左右将120g甲醇快速加入至反应烧瓶内，然后控制温度50℃搅拌15分钟待过滤析出硫酸钠；
将过滤出的无水硫酸钠使用纯水与甲醇1:1配制的150g甲醇水溶液，分3次洗涤，洗涤抽干后的无水硫酸钠烘干送检无水硫酸钠含量，干燥得140g无水硫酸钠；
(5)、将抽滤所得氨基丙酸、甲酸、甲醇、水溶液，架上精馏塔常压回收甲醇，回收过程中，反应液中甲酸会与甲醇发生酯化反应产生甲酸甲酯；
(6)、蒸馏后余液降温至0℃，冷冻结晶得到40g的氨基丙酸湿品，将过滤所得的40g氨基丙酸湿品加入40g纯水升温至40℃左右溶解后，加入0.5g活性炭脱色1.5小时；随后过滤活性炭得到氨基丙酸水溶液，控制40℃加入120g甲醇，再缓慢降温至0℃，过滤得到氨基丙酸，烘干制得氨基丙酸成品35.5g。检测氨基丙酸含量为99.65％。
综上所述，上述β-甲酰氨基丙腈生产氨基丙酸和硫酸钠的方法实验设计合理，可以将β-甲酰氨基丙腈转化为氨基丙酸和硫酸钠，有效提高了β-甲酰氨基丙腈的附加值，同时反应过程中没有副产物产生，对环境友好。该方法可以应用于α-钠代甲酰基-β-甲酰氨基丙腈副产高沸物处理中。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种利用β-甲酰氨基丙腈生产氨基丙酸和硫酸钠的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
(a)、将β-甲酰氨基丙腈与氢氧化钠水溶液进行水解反应，生成含有氨基丙酸钠和甲酸钠的溶液A；
(b)、将溶液A与无水硫酸进行中和反应，生成含有氨基丙酸、甲酸和硫酸钠的溶液B；
(c)、在溶液B中进行溶析排盐，析出得到硫酸钠以及含有氨基丙酸、甲酸和甲醇的溶液C；
(d)、将溶液C进行蒸馏，分别得到含有甲酸甲酯和甲醇的蒸馏液以及蒸馏后余液；
(e)、将氨基丙酸从蒸馏后余液中降温结晶析出，得到氨基丙酸。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(a)中氢氧化钠水溶液浓度为30～35wt％，优选为32wt％。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(a)水解反应在真空条件下进行；
优选地，所述真空条件的真空度为-0.02～-0.03MPa，优选为-0.02MPa；
优选地，所述水解反应的温度为95～99℃，优选为98℃；
优选地，所述水解反应的时间为40～80min，优选为60min。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(b)中和反应包括以下步骤：将无水硫酸加入溶液A中，并调节pH值至5～6进行反应；
优选地，所述中和反应包括以下步骤：将无水硫酸加入溶液A中，并调节pH值至5.5进行反应。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(c)溶析排盐的方法包括以下步骤：
将溶液B升温至50～60℃，随后加入甲醇混合，并调节甲醇与溶液B中水的比例至1：1，析出得到硫酸钠以及含有氨基丙酸、甲酸和甲醇的溶液C；
优选地，所述方法还包括对得到的硫酸钠依次进行醇洗和干燥的步骤；
更优选地，对硫酸钠进行醇洗的醇洗液为甲醇水溶液，所述甲醇水溶液中甲醇与水的质量比优选为1：1。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(d)蒸馏为常压蒸馏。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(e)降温结晶的方法包括以下步骤：将蒸馏后余液降温至0～4℃，使氨基丙酸降温结晶析出；
优选地，所述方法还包括将降温结晶析出的氨基丙酸依次进行脱色和醇析的步骤。
8.一种根据权利要求1～7任一项所述的利用β-甲酰氨基丙腈生产氨基丙酸和硫酸钠的方法在α-钠代甲酰基-β-甲酰氨基丙腈副产高沸物处理中的应用。
9.根据权利要求8所述的应用，其特征在于，所述α-钠代甲酰基-β-甲酰氨基丙腈副产高沸物为合成α-钠代甲酰基-β-甲酰氨基丙腈的中间产物。
10.根据权利要求8所述的应用，其特征在于，所述应用包括以下步骤：
(a)、将α-钠代甲酰基-β-甲酰氨基丙腈副产高沸物与碱液在温度95～99℃，真空度-0.02～-0.03MPa的条件下，进行水解反应40～80min，得到含有氨基丙酸钠和甲酸钠的溶液A，水解反应产生的氨气真空排出；
(b)、在溶液A中加入无水硫酸调节pH值至5～6，进行中和反应，生成含有氨基丙酸和硫酸钠的溶液B；
(c)、在溶液B升温至50～60℃，随后加入甲醇混合，并调节甲醇与溶液B中水的比例至1：1，析出得到硫酸钠结晶以及含有氨基丙酸、甲酸和甲醇的溶液C；将析出得到的硫酸钠结晶依次进行醇洗和干燥，得到硫酸钠；
(d)、将溶液C进行常压蒸馏，分别得到含有甲酸甲酯和甲醇的蒸馏液以及蒸馏后余液；
(e)、将蒸馏后余液降温至0～4℃，使氨基丙酸降温结晶析出，随后依次进行脱色、醇析，得到氨基丙酸；
优选地，所述步骤(e)氨基丙酸降温结晶析出后的余液加入步骤(d)溶液C中循环套用。
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