[發(fā)明專利]一種連續(xù)化合成甘氨酸的清潔工藝方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010344605.8
• 申請日: 2020-04-27
• 公開（公告）號: CN111470992A
• 公開（公告）日: 2020-07-31
• 發(fā)明（設計）人: 龍智;李寬義;黎能明
• 申請（專利權）人: 龍智
• 主分類號: C07C227/24
• 分類號: C07C227/24;C07C229/08;C07C227/40;C07D233/74
• 代理公司: 暫無信息
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一種連續(xù)化合成甘氨酸的清潔工藝方法，氨源、碳源與水配制的二氧化碳氨水溶液預熱后與羥基乙腈經混合、連續(xù)化合成、降壓閃蒸、連續(xù)化水解、氣提、濃縮、冷卻結晶、第一次離心、熱溶重結晶、第二次離心、干燥得甘氨酸產品；水解反應過程連續(xù)分離水解生成的部分二氧化碳；二氧化碳和氨回收系統(tǒng)依次吸收氣提、水解分離和降壓閃蒸分離的氣相得到的二氧化碳氨水溶液套用回反應系統(tǒng)。本發(fā)明通過遏制亞氨基二乙腈副反應提高甘氨酸收率；通過系統(tǒng)中各氣相的適時釋放和回收次序的合理安排，降低了系統(tǒng)中二氧化碳和氨的回收套用難度，減少了二氧化碳和氨的損耗，提高了水解單程轉化率、大大縮短了水解時間，是一條環(huán)保清潔生產甘氨酸的工藝方法。

技術領域

本發(fā)明涉及一種以羥基乙腈為原料經海因法連續(xù)化合成甘氨酸的清潔工藝方法，屬精細化工中間體領域。

背景技術

甘氨酸又名氨基乙酸，英文Glycine，化學式C2H5NO2，分子量75 .07，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(yī)藥、食品、飼料、日化和有機合成等領域。我國是世界上最大的甘氨酸生產和消耗國，甘氨酸市場規(guī)模超過35萬噸。

我國甘氨酸生產常規(guī)工藝為氯乙酸氨解法，但近年來隨著環(huán)保意識的加強，氯乙酸氨解法帶來的環(huán)保問題日益凸顯，以羥基乙腈為原料生產甘氨酸的工藝越來越受到重視。以羥基乙腈為原料生產甘氨酸有兩種路線，一種為羥基乙腈氨化法，一種為海因法。羥基乙腈氨化法是以羥基乙腈與氨為原料在水體系中進行氨化反應得到氨基乙腈，再堿解酸化得到甘氨酸，此路線產物中含有亞氨基二乙酸和無機鹽，產品提純分離困難，產品質量差、生產成本高。海因法是以羥基乙腈與氨和二氧化碳（或碳酸氫銨）在水體系中，經高溫高壓合成甘氨酸。

海因法合成甘氨酸的原理如下：

海因法制甘氨酸是以羥基乙腈與碳源（如二氧化碳）和氨源（如氨）在水體系中首先合成海因酸、海因酸酰胺等中間產物，再經水解得到甘氨酸，并釋放出氨和二氧化碳。由于氨和二氧化碳可以在系統(tǒng)中循環(huán)，故海因法理論上是最清潔的甘氨酸生產工藝。

關于海因法連續(xù)化制甘氨酸，業(yè)內諸多人士進行了研究。

中國專利CN103880690公開了一種甘氨酸的清潔生產方法，該工藝將海因的合成與海因的水解分開，海因合成采用梯度升溫，一定程度上降低了羥基乙腈的分解，降低副產物的產生，原料轉化率較高。但其體系中過量的氨和二氧化碳以及水解釋放的氨和二氧化碳均集中在兩級反應完成后回收，增加了氨和二氧化碳的回收套用難度，且不利于水解反應的進行，水解單程收率偏低；原料配比中，氨的量大于二氧化碳的量，使羥基乙腈氨化生成亞氨基二乙腈的副反應較為明顯，影響產品甘氨酸收率和純度。中國專利CN201710969775 .3和CN201910370199 .X均提出采用釜式串聯(lián)反應器實現(xiàn)海因的水解，同樣存在水解時間較長、水解單程收率偏低、氨二氧化碳回收難和生成亞氨基二乙腈副反應的未能得到很好遏制的缺點。CN201710969775 .3在第一步反應后先通過精餾等濃縮過程回收二氧化碳和氨，再進行水解，一是不利于氨和二氧化碳的回收套用，二是無法采用多效濃縮等節(jié)能濃縮方式，能耗太高；濃縮后的海因合成液進行水解，雖然能減小水解反應器的容積，但由于海因水解過程繼續(xù)生成二氧化碳和氨，使得其并不能減少水解反應的時間，水解的單程收率也偏低。

中國專利CN201910948644 .6提出采用多級微通道反應器依次進行合成海因和海因水解反應，實現(xiàn)甘氨酸的生產。雖然微通道反應器能較好地實現(xiàn)甘氨酸的連續(xù)合成，但由于海因的合成和水解均不屬于快速反應，微通道反應器的優(yōu)勢并不能得到很好發(fā)揮，而其產能小、耐蝕性差的缺點使得裝置難以放大和持久穩(wěn)定運行；系統(tǒng)中的氨和二氧化碳在水解反應完成后通過氣提回收，套用難度較大；水解單程收率也偏低；生成亞氨基二乙腈的副反應未能得到很好遏制。