CN1385420A - 节水型高收率硫酸法制牛磺酸新工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种节水型高收率硫酸法制牛磺酸新工艺,采用乙胺醇与硫酸酯化反应得到2－氨基乙磺酸酯,再用亚硫酸钠还原制得2－氨基乙磺酸,其特点是还原反应前用亚硫酸钠调节pH值。本发明以亚硫酸钠替代纯碱调节酸碱度,在阻止酸化物水解的同时提前进行还原反应,从而提高牛磺酸收率。由于亚硫酸钠是缓冲溶液,即使加过量也无妨。另外,本发明采用经过处理的蒸汽冷凝水替代去离子水作为硫酸法制牛磺酸投料用水。极大地减少自来水用水量,从而达到节约用水的目的。
Description
技术领域：本发明涉及一种制牛磺酸的新工艺。属有机化学技术领域。
背景技术：牛磺酸(Taurine)又称牛胆碱。它最初是从雄牛的胆汁中发现的。其化学名称为2-氨基乙磺酸(2-Aminoethyanesulfonic)，分子式为：NH2CH2CH2SO3H，是一种人体所必需的非蛋白质氨基酸，具有较高的药用价值，现在已广泛应用于食品添加剂行业、医药行业、饲料添加剂行业、洗涤剂和萤光增白剂行业等。在有机合成、生化试剂、pH缓冲剂等方面也有着广泛的应用。随着对牛磺酸研究的不断深入，其应用领域也将不断扩大。对牛磺酸的制备除了从天然物中提取外，国内外普遍采用化学合成法。目前用于牛磺酸工业化生产的方法主要有以下几种：
1、二氯乙烷法：
1，2二氯乙烷与亚硫酸钠反应得到2-氯乙磺酸钠，其在加热加压下与氨反应得到2-氨基乙磺酸钠，再用盐酸酸化制得牛磺酸，化学反应式：
该法生产原料多，生产步骤多，副产物多，成本高，且在加热加压下反应，因此工业装置造价高。
2、环氧乙烷法
环氧乙烷与亚硫酸氢钠反应制得2-羟基乙磺酸钠，其在加热加压下与氨反应制得2-氨基乙磺酸钠，再用盐酸酸化制得牛磺酸，化学反应式：
该法在加热加压下反应，工业装置造价高。
3、乙醇胺法
以乙胺为原料，于两步合成，按合成路线又可分为酯化法、氯化法、乙撑亚胺法。其中以酯化法(亦称酯化还原法、硫酸法)原料易得，操作方便，设备要求与劳动保护要求不高，收率较其它方法为高，而为国内外多数厂家采用，化学反应式：
该法在实际工业化过程中又分为以下几步：
(1)成盐：
减压
(2)酯化：
脱水
(3)还原：
在上述三步反应中，有以下副反应：(1)、酯的水解： (2)、酯的分子间脱水： (3)、Na2SO3的氧化： (4)、Na2SO3的水解： 
在酯化反应中，2-氨基乙醇硫酸酯无论在酸性环境还是在碱性环境均易发生水解反应，为此，还原反应之前要将上述酸化物调节到中性(pH＝7)。现有所有厂家(包括实验室)都采用纯碱(Na2CO3)溶液调节，化学反应式：
此法在实际生产过程中较难控制，难以精确测定酸碱度，容易使纯碱加过量。且收率低，最高在54～61％，实际很难突破62％，因此迫切需要一种简便易行又经济可靠的方法来提高收率。另外，一般硫酸法制牛磺酸的生产企业都直接将自来水进行投料，或者采用去离子装置提高自来水净度，防止因自来水中氯离子等超标而带来牛磺酸中氯化物等超标。前者用水量较大，后者不仅用水量大且工艺较繁杂，而起去离子作用的树脂会发生周期性失效必须定期用稀硫酸等进行再生处理，使操作复杂化，生产成本增加。
发明内容：本发明的目的在于提供一种能提高收率、节约用水的制牛磺酸的新工艺。本发明的技术内容是：一种节水型高收率硫酸法制牛磺酸新工艺，采用乙胺醇与硫酸酯化反应得到2-氨基乙磺酸酯，再用亚硫酸钠还原制得2-氨基乙磺酸，化学反应式为：
本发明以亚硫酸钠(Na2SO3)替代纯碱调节酸碱度，在阻止酸化物水解的同时提前进行还原反应，从而提高牛磺酸收率。由于亚硫酸钠是缓冲溶液，即使加过量也无妨。根据本发明的方法，不需对硫酸法制牛磺酸的原有工艺装备进行改进，操作简便易行。本发明可以减少硫酸法制牛磺酸的原料品种，降低物源管理难度。
另外，本发明采用经过处理的蒸汽冷凝水替代去离子水作为硫酸法制牛磺酸投料用水。本发明可以避免使用去离子装置，极大地减少自来水用水量，从而达到节约用水的目的。本发明方法中蒸汽冷凝水的重金属、硫酸盐、氯化物等指标大大优于自来水，甚至略优于去离子水，因此，本发明根本上解决了硫酸法制牛磺酸投料用水的净度问题。
具体实施方式：
本发明为一种节水型高收率硫酸法制牛磺酸新工艺。是采用乙胺醇与硫酸酯化反应得到2-氨基乙磺酸酯，再用亚硫酸钠还原制得2-氨基乙磺酸，化学反应式：
另外，本发明采用经过处理的蒸汽冷凝水替代去离子水作为硫酸法制牛磺酸投料用水。本发明方法在于对加热工序(反应釜夹套中仅有蒸汽进行加热而非冷热混用的工序，如还原工序、粗品牛磺酸浓缩去硫酸钠工序)产生的蒸汽冷凝水进行收集(几乎所有厂家都作为废水排放)，经过滤处理并自然冷却后用于硫酸法制牛磺酸各相关工序投料。
在对粗品牛磺酸进行重结晶处理以提高牛磺酸纯度时，需将定量的纯水投入脱色釜中升温至90～95°。本发明方法可以将蒸汽冷凝水经过滤处理后不经冷却而直接投入脱色釜中，减少了升湿时间，从而相应减少升温过程中的蒸汽用量，达到加快生产节奏、节约能源的目的。
Claims (3)
1、一种节水型高收率硫酸法制牛磺酸新工艺，采用乙胺醇与硫酸酯化反应得到2-氨基乙磺酸酯，再用亚硫酸钠还原制得2-氨基乙磺酸，化学反应式为：
2、根据权利要求1所述的一种节水型高收率硫酸法制牛磺酸新工艺，其特征在于采用蒸汽冷凝水作为投料用水。
3、根据权利要求2所述的一种节水型高收率硫酸法制牛磺酸新工艺，其特征在于在对粗品牛磺酸进行重结晶处理以提高牛磺酸纯度时，将蒸汽冷凝水不经冷却而直接投入脱色釜中。
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