[發明專利]一種羥基乙腈連續化制備甘氨酸的方法

有效

• 申請號: 201710697195.3
• 申請日: 2017-08-15
• 公開（公告）號: CN107325015B
• 公開（公告）日: 2020-03-17
• 發明（設計）人: 馮志武;袁秋華;龔文照;張偉;王向龍;趙廣;賈晨;李鑫
• 申請（專利權）人: 陽泉煤業（集團）有限責任公司
• 主分類號: C07C229/08
• 分類號: C07C229/08;C07C227/24;C07D233/74
• 代理公司: 北京東巖躍揚知識產權代理事務所(普通合伙) 11559
• 代理人: 葉平

本發明提供了一種羥基乙腈連續化制備甘氨酸的方法，羥基乙腈與氨源、碳源在由管式填料反應器與釜式串聯反應器組成的裝置中依次進行合成和水解反應，再經蒸餾、結晶、分離、干燥后得到高純甘氨酸。所述釜式串聯反應器由至少三臺水解反應釜通過溢流管串聯組成。與現有釜式間歇法相比，本發明實現了羥基乙腈經海因制備甘氨酸全流程連續化生產且無廢液產生。

技術領域

本發明涉及精細化工領域，特別涉及一種羥基乙腈連續化制備甘氨酸的方法。

背景技術

甘氨酸又名氨基乙酸，是結構最簡單的氨基酸，作為一種重要的精細化工中間體，廣泛應用于農藥、醫藥、食品、飼料、日化和電鍍等領域。我國是世界上最大的甘氨酸生產和消耗國，甘氨酸市場規模超過35萬噸。目前甘氨酸的工業化生產技術主要有改進的施特雷克法、直接海因法和氯乙酸氨解法。由于國外技術壟斷，我國的甘氨酸生產仍沿用落后的氯乙酸法，此法相對于改進的施特雷克法和直接海因法，存在著生產成本高、產品質量差、環境污染重等缺點，急需淘汰。

另外，現有技術中的幾種甘氨酸生產方法也存在著一些缺點。其中：(1)水解法：是以明膠或蠶絲等天然蛋白質為原料，經水解、分離、精制過濾、干燥得甘氨酸。這種方法蛋白質原料消耗大，生產成本高。現已被合成法替代。(2)氯乙酸法：是將催化劑烏洛托品溶解于氨水中，在良好攪拌、30～50℃條件下滴加氯乙酸，投料結束后，升高溫度至72～78℃保溫3小時，之后降溫，用乙醇或甲醇重結晶兩次，得純度約95％的甘氨酸。該方法產品品質差，廢水處理困難，環保壓力大，生產成本高。現為我國甘氨酸生產主流工藝，國外已全面淘汰。(3)施特雷克法：是將甲醛水溶液、氰化鈉(或氰化鉀)和氯化銨混合后在低溫條件下進行反應，反應結束后加入醋酸使亞甲基氨基乙腈析出，然后溶于乙醇，再加入硫酸使其轉化為氨基乙腈硫酸鹽，之后加入化學計量的氫氧化鋇，生成硫酸鋇和甘氨酸，過濾，濾液濃縮結晶得甘氨酸。該方法工藝路線長，反應后處理的脫鹽操作復雜，操作條件苛刻。現已被改進的施特雷克法和直接海因法替代。(4)改進的施特雷克法：為提高甘氨酸質量，降低生產成本和減少環境污染，國外開發了以氫氰酸替代氰化鈉或氰化鉀的改進的施特雷克法，反應以氫氰酸、甲醛、氨和二氧化碳為原料，反應液在管式反應器中進行。在低溫下析出甘氨酸，母液循環使用，通過改變反應體系中副產物的濃度，使平衡向目標產物方向移動，從而達到提高反應收率的目的。但是該方法的原料氫氰酸劇毒、易揮發，無法長距離運輸，從而制約了其推廣應用。(5)直接海因法：羥基乙腈是氫氰酸與甲醛的加成產物，其穩定性較氫氰酸及其水溶液有明顯提高。以羥基乙腈為主原料與氨源、碳源(氨水與二氧化碳或碳酸氫銨)，在良好攪拌、一定溫度條件下反應合成海因，之后在一定溫度、壓力條件下使海因水解得甘氨酸。直接海因法是一種很有潛力的工業制備甘氨酸的方法，但目前工業上僅實現了間歇釜式生產，尚未實現工業連續化。

因此，針對直接海因法制備甘氨酸急需尋找一種連續化生產工藝，以彌補現有技術的不足。

發明內容

本發明要解決的技術問題是針對現有技術中羥基乙腈制備甘氨酸無法實現連續化生產的問題，提供了一種羥基乙腈連續化制備甘氨酸的方法。

為了解決上述技術問題，本發明提供的技術方案為：

一種羥基乙腈連續化制備甘氨酸的方法，羥基乙腈與碳酸氫銨(或氨水和二氧化碳)在由管式填料反應器與釜式串聯反應器組成的裝置中依次進行合成和水解反應，再經蒸餾、結晶、分離、干燥后得到所述甘氨酸；

上述釜式串聯反應器由至少三臺水解反應釜通過溢流管串聯組成。