[發明專利]一種利用有機溶劑生產甘氨酸的方法

在審

• 申請號: 201610852116.7
• 申請日: 2016-09-26
• 公開（公告）號: CN107868017A
• 公開（公告）日: 2018-04-03
• 發明（設計）人: 李輝
• 申請（專利權）人: 青島九洲千和機械有限公司
• 主分類號: C07C229/08
• 分類號: C07C229/08;C07C227/08;C07C227/40;C01C1/16
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種甘氨酸的清潔生產工藝，利用有機溶劑生產甘氨酸，屬于化工生產技術領域。

背景技術

甘氨酸是草甘膦、甘氨酸乙酯鹽酸鹽等產品的重要原料，也可以精制成食品級甘氨酸使用。國內傳統的氯乙酸氨基解法甘氨酸生產工藝如下：在通有冷卻水的反應釜里加入催化劑烏洛托品含量25％左右的水溶液，同時滴加80％左右含量的氯乙酸水溶液并通入液氨，在PH值7左右、反應溫度80℃左右的條件下進行氨解反應。反應結束后得到的含有甘氨酸和氯化銨的氨解反應液用甲醇醇析的方法分離得到甘氨酸產品。生產一噸甘氨酸要產生出12--13立方米左右的含有甲醇的母液，甲醇母液中含5％左右的氯化銨、1％左右的烏洛托品、0.8％左右的甘氨酸。生產一噸甘氨酸需要消耗5噸左右的蒸汽用于回收甲醇，同時生產一噸甘氨酸需要消耗150公斤左右的烏洛托品不能回收利用。生產一噸甘氨酸還要消耗60-100公斤的甲醇。甲醇母液經過精餾回收甲醇后，得到脫醇廢水。脫醇廢水經過蒸發濃縮后得到副產品氯化銨用于生產化肥使用。而回收副產品氯化銨后剩余的含有大量烏洛托品、甘氨酸等有機物的黑色廢水非常難處理，不但污染了環境，還浪費了寶貴的資源。

專利US5155264和CN1080632以氯乙酸、氨為原料，在催化劑及有機胺存在下，可以分離出甘氨酸，但母液里面的催化劑和有機胺沒有重復利用的有效方案。專利CN101270061以氯乙酸、氨為原料，在烏洛托品和有機胺存在下可以分離出來甘氨酸，但需要消耗大量的醇鈉或醇鉀，成本高，沒有工業生產的價值。專利CN102030669以氯乙酸和氨為原料，在催化劑作用下，以有機胺為縛酸劑，能夠實現甘氨酸與氯化銨的分離。但該工藝比較復雜，反應終點也比較難控制。利用氨回收三乙胺鹽酸鹽的時候，不能完全回收三乙胺，同時生產過程中還是有少量的甘氨酸與氯化銨的混晶產生，還需要進一步的分離。專利CN1176062C，介紹了一種醇相法生產甘氨酸的方法，雖然催化劑能循環使用，但反應得到的甘氨酸和氯化銨的混晶固體，沒有很好的分離辦法，只能采用電滲析或者是醇析的辦法分離，消耗大量的能源。

發明內容

本發明提供了一種甘氨酸的清潔生產工藝，利用有機溶劑生產甘氨酸，也可以聯產氯化銨副產品。本發明中使用的有機溶劑包括以下種類：

二醇類溶劑(乙二醇、丙二醇、丁二醇)；二醇衍生物溶劑(乙二醇單甲醚、乙二醇單乙醚、乙二醇單丁醚)；以及甲醇和乙醇。

本發明使用的溶劑可以是二醇類溶劑或是二醇衍生物溶劑其中的一種，也可以是二醇類溶劑或是二醇衍生物溶劑其中的一種與甲醇(或乙醇)混合在一起組成的混合溶劑。混合溶劑中，甲醇(或乙醇)在混合溶劑中的重量百分比為：1％-40％。

本發明使用的溶劑，還可以是二醇類溶劑或是二醇衍生物溶劑其中的一種與水溶液一起組成的混合溶劑。也可以是二醇類溶劑或是二醇衍生物溶劑其中的一種與甲醇(或乙醇)組成混合溶劑后，再和水溶液混合成為混合溶劑。混合溶劑中，水在混合溶劑中的重量百分比為：1％-20％。

本發明是通過以下步驟及方法實現的：

步驟(1)、氯乙酸在有機溶劑里面合成甘氨酸：

在生產甘氨酸的反應器(反應器上方裝有冷凝器，有溶劑冷凝回流裝置及溶劑冷凝回收裝置)里加入二醇類溶劑(或是二醇衍生物溶劑，也可以是二醇類溶劑或是二醇衍生物溶劑其中的一種與甲醇(或乙醇)混合在一起組成的混合溶劑，或者是混合溶劑中加入水溶液)和催化劑烏洛托品(也可以是多聚甲醛)后，加入固體氯乙酸，然后緩慢通氨。前半程通氨的溫度控制在30℃-60℃之間，主要進行的是氯乙酸與氨合成氯乙酸銨的反應。后半程通氨，溫度控制在60℃-75℃之間，是合成甘氨酸的反應。通氨的時間控制在1-3個小時之間，通氨后保溫反應1個小時。氯乙酸與氨的摩爾比為1∶2-2.2。有機溶劑的量是氯乙酸重量的3-12倍。催化劑烏洛托品加入的量是氯乙酸重量的十分之一至二分之一之間。

保溫反應結束后，反應液在50℃-75℃溫度條件下過濾出甘氨酸晶體及得到過濾液。甘氨酸晶體經過甲醇(或乙醇)洗滌、過濾、干燥后得到甘氨酸產品。過濾液冷凍降溫后(降溫至-20℃-20℃)，過濾得到氯化銨和含有少量甘氨酸的混晶固體，同時過濾出來的含有烏洛托品的反應溶劑循環使用，用來合成甘氨酸，稱為循環反應母液。循環反應母液一般使用10-20次。

步驟(2)、循環反應母液循環使用生產甘氨酸和氯化銨混晶：