[发明专利]甘氨酸等羧酸盐的酸化新工艺

说明书

技术领域

本发明提出了一种甘氨酸等羧酸盐通过铵盐酸化获得甘氨酸或相应的羧酸并同时回收解析氨的新工艺。该工艺也是对于羟基乙腈直接氨解、碱解、中和、纯化获得甘氨酸的创新方法的又一革新。该工艺不但可以降低成本，而且可以减少酸的消耗，同时也能把低价值的铵盐回收为氨水或液氨，不失为一种从铵盐中回收氨的一举两得新工艺。

背景技术

甘氨酸等氨基酸是化工、医药、农药等工业的重要原料，具有广泛的用途。目前，有多种方法生产甘氨酸，其中，α-卤代酸法是国内主要的工业化生产方法，但存在收率较低的缺陷，且催化剂回收困难，溶剂消耗大等缺陷，不能满足清洁生产和环保的要求。通过乙醇胺在强碱溶液中脱氢，羟基乙腈氨化碱解获得甘氨酸盐，再用盐酸、硫酸等无机酸酸化，纯化分离提纯甘氨酸是有前途的方法。我们曾在专利CN1990459A及CN1962611A中提出了羟基乙腈直接氨解、碱解法制备甘氨酸的简便新工艺路线，找到了无机盐的回收套用及提高甘氨酸的收率，抑制亚氨基二乙酸的生成和更简便的分离纯化及清洁生产方法。但在该工艺中，需要使用至少等摩尔量的硫酸和盐酸，导致成本高，特别是使用盐酸时浓缩量大大增加。由于近来化工原材料和能源价格飞涨，导致氨、硫酸及盐酸价格飙升，酸化处理的用酸成本较高。而氯化铵、硫铵作为纯碱、脱硫等很多工业的副产品产量大，但使用面窄，价值低，其中最宝贵的氨资源未得到很好的回收利用，如能用好其中的酸，回收其中的氨，则能大大提升其使用价值和经济效益。

针对现有的技术需求，本发明者经过深入的研究，发现了甘氨酸铵或甘氨酸等羧酸盐与铵盐的混合物，在常压或减压加热的情况下很容易分解蒸出氨。用氯化铵、硫酸铵、硫酸氢铵等铵盐或其混合物，直接酸化甘氨酸盐，再用常规方法进行脱氨、脱色、纯化结晶，也可以很方便的获得纯品甘氨酸。原羟基法合成甘氨酸的装置几乎不用改动，就可以很方便的使用这一新工艺。该工艺不但可以有效地解决了硫酸酸化温度高，容易造成设备的腐蚀和损坏，盐酸酸化水量大，大大增加后处理的负荷和能耗等两大工程问题，生产条件更温和，不但可以降低用酸成本，而且回收氨，而大大提升经济效益，符合循环经济和提高原子利用率的发展理念。

发明内容

本发明的目的是提供一种甘氨酸及类似羧酸盐的用铵盐类路易斯酸酸化并同时回收氨的新工艺技术。

本发明也是对专利CN1990459A及CN1962611A羟基乙腈法制备甘氨酸酸化工艺的重大改进。我们在研究中发现，氨基酸盐和铵盐都是易溶于水的物质，两种物料混合后，可以产生无机盐及其固体而发生复分解反应，通过加热脱氨，可使复分解反应进行彻底，并且体系中的游离氨可降低到0.1％以下。显而易见，氨基酸及类似物的铵盐在受热情况下容易分解出氨就可以用铵盐作为酸化剂。

具体地说，本发明对羟基乙腈法制备甘氨酸碱法工艺中的酸化过程进行了如下的改进：

1)将氨基乙腈与无机碱反应，得到含甘氨酸盐的碱解液后，可先不进行脱氨处理，而是直接将上述碱解液用路易斯酸例如硫酸铵、硫酸氢铵、氯化铵等铵盐或其混合物先混合溶解，得到铵盐混合物。

2)将上述铵盐混合物用常规的脱氨设备和条件进行脱氨处理，就能够得到游离氨低于0.1％的甘氨酸和无机盐的混合物溶液。

3)上述混合物溶液具有与原工艺相同的原料组成和性质。通过原有的脱色、除盐、结晶等分离纯化工艺进行后处理，可以很方便的获得合乎质量要求的甘氨酸。

本发明方法可以采用例如如下具体实施方案：

1)将羟基乙腈与过量氨水反应在50℃左右1小时氨化完成后直接加碱，在60℃左右碱解2小时后，直接用路易斯酸例如硫酸铵、硫酸氢铵、氯化铵等铵盐及其混合物酸化，路易斯酸的用量为中和无机碱的用量。

2)将步骤1)得到的混合物，进行脱氨处理，脱氨可用pH进行终点监控，优选终点为等电点附近，必要时可用少量酸碱调节pH至5.5～6.5，得到合格脱氨液。

3)将步骤2)得到的脱氨液，用现有的脱色、除盐、结晶、烘干等分离纯化工艺进行后处理，可以得到合格的甘氨酸。

在本发明中，所述的路易斯酸可以是硫酸铵、硫酸氢铵、氯化铵、磷酸铵、磷酸氢铵、磷酸二氢铵、硝酸铵等铵盐中的一种或其混合物。优选是氯化铵、硫酸铵和硫酸氢铵等。

酸化时，路易斯酸的用量为中和无机碱的用量，无机碱：路易斯酸＝1∶0.7-1.5，优选为1∶0.95-1.1。

采用上述反应方法可以高收率、高纯度、操作友好、环境友好、低成本、清洁地得到甘氨酸。

本发明方法具有如下优点：