[發明專利]甘氨酸的制備工藝

有效

• 申請號: 201110351893.0
• 申請日: 2011-11-09
• 公開（公告）號: CN102432478A
• 公開（公告）日: 2012-05-02
• 發明（設計）人: 王友仁;秦嶺;李文艷;劉丹;李俊峰;陳修毅;朱麗利;龍曉欽
• 申請（專利權）人: 重慶紫光化工股份有限公司
• 主分類號: C07C229/08
• 分類號: C07C229/08;C07C227/42;C07C227/02
• 代理公司: 北京同恒源知識產權代理有限公司 11275
• 代理人: 趙榮之

技術領域

本發明涉及化工領域，特別涉及以羥基乙腈和氨水為原料制備甘氨酸的工藝。

背景技術

甘氨酸是一種重要的精細化工產品，廣泛應用于醫藥、食品、化工、農藥等領域。甘氨酸的制備工藝有多種，中國專利CN1962611B公開了一種羥基乙腈法制備甘氨酸的工藝，包括如下步驟：1）將羥基乙腈、氨水混合，反應料液的摩爾比為羥基乙腈：氨=1:2~10，控制反應溫度在20~60℃之間，反應時間為0.5~8小時，得到氨基乙腈的氨水溶液；2）向步驟1）得到的氨化液中直接加入無機堿，反應物料的摩爾比為氨基乙腈：無機堿=1:0.7~3.0，反應溫度控制不超過100℃，反應1~8小時，得到含甘氨酸鹽的堿解液；3）將步驟2）得到的堿解液脫氨后用無機酸中和，無機酸的用量為中和無機堿的用量，反應時采用的摩爾比為甘氨酸鹽：無機酸=1:0.7~3.0，得到中和液；4）將步驟3）得到的中和液加入活性炭脫色，脫色液經過濃縮分步結晶和重結晶得到甘氨酸和無機鹽。上述制備工藝反應條件溫和，容易控制，且后處理簡單，但其存在如下問題：步驟1）中反應時間較長（≥0.5小時），易導致原料分解、氨基乙腈熱解聚合及副產物生成；步驟2）中無機堿氫氧化鈉溶液的濃度較低（32%），堿解溫度較低（40~60℃），堿解速率較慢，易導致有色雜質生成，從而增加脫色難度和脫色劑用量，此外，堿解液體積大，也使后續濃縮時間延長、能耗增大；步驟4）中沒有公開母液的循環利用方式，廢棄母液處理量較大，產物收率較低，生產成本較高。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于對羥基乙腈法制備甘氨酸的工藝進行改進，以縮短氨化反應時間，減少原料分解、氨基乙腈熱解聚合及副產物生成；加快堿解反應速率，減少有色雜質生成；建立母液循環利用方式，減少廢棄母液處理量，提高產物收率，降低生產成本。

經反復研究，本發明提供如下技術方案：

甘氨酸的制備工藝，包括下述步驟：

a．氨化：將羥基乙腈和氨水按照羥基乙腈與氨的摩爾比為1:3~6混合于管式反應器中，在溫度為50~100℃、壓力為0.5~2.0MPa的條件下反應4~10分鐘，獲得氨基乙腈反應液；

b．堿解：在堿解反應器中按照氫氧化鈉與羥基乙腈的摩爾比為1.05~1.3:1預先加入質量百分濃度為30~50%的氫氧化鈉溶液，從管式反應器出口流出的氨基乙腈反應液直接進入堿解反應器，在溫度為60~90℃、壓力為-0.01~-0.09MPa的條件下反應2~4小時，同時回收反應體系中存在的氨，獲得甘氨酸鈉反應液；

c．排氨、酸化：將甘氨酸鈉反應液進行排氨處理，排氨后的反應液用硫酸中和至pH5~6，獲得甘氨酸反應液；

d．脫色：將甘氨酸反應液用活性炭脫色，獲得甘氨酸脫色液；

e．濃縮除鹽、結晶：將甘氨酸脫色液濃縮至甘氨酸質量百分濃度為25~35%，硫酸鈉析出，固液分離，分別獲得硫酸鈉固體和甘氨酸溶液；再將所得甘氨酸溶液攪拌降溫至20~35℃，甘氨酸析出，固液分離，分別獲得甘氨酸粗品和母液Ia；

f．重結晶：將甘氨酸粗品重結晶，即得甘氨酸產品。

優選的，步驟e中，將所得硫酸鈉固體用水洗滌，洗滌液與母液Ia合并為母液Ib，將母液Ib在下一批生產時與甘氨酸脫色液混合，進行濃縮除鹽、結晶；如此循環套用，至母液Ib中亞氨基二乙酸的質量百分濃度積累超過8%時終止套用，將母液Ib進行連續兩次濃縮除鹽、結晶處理：

I．將母液Ib濃縮至甘氨酸質量百分濃度為25~26%，硫酸鈉析出，固液分離，所得固體硫酸鈉用水洗滌，洗滌液備用；所得液體攪拌降溫至20~35℃，甘氨酸析出，固液分離，分別獲得甘氨酸粗品和母液IIa；將洗滌液與母液IIa合并為母液IIb；

II．將母液IIb濃縮至甘氨酸質量百分濃度為25~26%，硫酸鈉析出，固液分離，所得固體硫酸鈉用水洗滌，洗滌液備用；所得液體攪拌降溫至20~35℃，甘氨酸析出，固液分離，分別獲得甘氨酸粗品和母液IIIa；將洗滌液與母液IIIa合并為母液IIIb。母液IIIb的處理方式可以考慮如下兩種：一種是作為廢液，直接焚燒處理；另一種是從母液IIIb中提取出亞氨基二乙酸，剩余溶液再返回濃縮除鹽、結晶步驟去繼續提取甘氨酸。上述兩種處理方式的確定需要從技術上和工業生產成本上進行綜合考慮。

更優選的，步驟e是將所得甘氨酸溶液攪拌降溫至25~28℃，甘氨酸析出，固液分離，分別獲得甘氨酸粗品和母液Ia。步驟I和II是將所得液體攪拌降溫至25~28℃，甘氨酸析出，固液分離，分別獲得甘氨酸粗品和母液IIa或IIIa。