[发明专利]一种甘氨酸的清洁生产方法

说明书

发明领域：本发明涉及甘氨酸的制备方法。

背景技术：甘氨酸是化工、医药、农药等行业的重要原料，产量大、用途广。

目前生产甘氨酸的方法大都采用α-氯乙酸或Strecker法制备甘氨酸。

α-氯乙酸法制备甘氨酸具有工艺成熟、操作简单安全、设备投资低等优势，但大都存在一下问题：催化剂不能回收、消耗高；反应产生的氯化铵与甘氨酸形成化合物，分离困难；体系碱性强，易水解产生羟基乙酸，在较高温度氨不足的情况下易产生亚氨基二乙酸[NH(CH₂COOH)₂]和氨基三乙酸[N(CH₂COOH)₃]等副产物；为了解决上述问题，专利CN1410417A采取了醇相两步法制备甘氨酸的工艺虽然减轻了上述问题，副产物降低幅度较大，可控制在0.5％以下，但产生的是氯化铵和甘氨酸的混合物；专利US5155264和CN1080632以氯乙酸、氨为原料，在多聚甲醛、有机胺存在下可以分离出含量较高的甘氨酸，但母液中的催化剂和有机胺无重复利用的有效方案，专利CN101270061以氯乙酸、氨为原料，在乌洛托品和有机胺存在下也可以分离出含量较高的甘氨酸，但为了回收利用母液中的有效成分需要消耗大量的醇钠或醇钾，这在生产生产上是不经济的，同时过量的醇需要回收将导致能耗的升高和投资的增加，而且产生了利用价值不大的盐泥；此外，以上三种方案可能还会或多或少的存在以下问题：①为了提高收率必须使用过量的氨，而过量的氨又极易导致氯化铵的析出，从而导致甘氨酸中氯化铵含量偏高，这个矛盾生产上是难以掌控的；②较高温度氨不足的情况下进行的反应，有机胺的加入增加了氯乙酸的氯活性，也增加了甘氨酸的氨基的活性，采用高温通氨的方式，势必会增加副产物的形成；③试验发现高温通氨，在氨不足的情况下，产品外观易发黄，而升温后通氨反应快，易堵管路，这对组织生产是不利的；④高温通氨不利于氨的吸收，易导致氨的流失。

发明内容：为解决上述方法存在的问题与缺陷，本发明的目的是提供一种生产成本低、产品纯度高、操作步骤少、更节能的环保友好型生产甘氨酸的新方法。

本发明是通过如下的技术方案实现的：

(1).在连续或间歇的反应器内，在溶剂中由氯乙酸和氨为原料，在催化剂存在下，用有机胺为傅酸剂经过反应，产生了含有甘氨酸和有机胺盐酸盐的反应混合物，利用甘氨酸难溶而有机胺盐酸盐易溶的特性，采用连续或间歇方式分离得到了至少含有甘氨酸一种成份的固体和含有有机胺盐酸盐的母液(A)；

(2).将含有有机胺盐酸盐的母液(A)与氨反应，其中有机胺盐酸盐和氨发生了置换得到了含有氯化铵和有机胺的反应物混合物，采用连续或间歇方式分离出至少含有氯化铵一种成份的固体后，得到了至少含有机胺的溶液(B)，

(3).溶液(B)用于(1)进行下一个生产循环。

按照本方案，其中(1)所述的分离出甘氨酸后的含有有机胺盐酸盐母液(A)可以是但不限于经由以下任一或组合的方法得到的：(a).在溶液(B)或在新配制的含催化剂和有机胺的溶液中，由氯乙酸与氨于低温下反应形成部分或全部的氯乙酸铵(或直接加入部分或全部的氯乙酸铵)，再继续于高温在加入或不加入氨的情况下反应产生甘氨酸，分离出至少含甘氨酸一种成份的固体后得到的母液；(b).在溶液(B)或在新配制的含催化剂和有机胺的溶液中，由过量的氯乙酸与氨(或直接加入氯乙酸与氯乙酸铵的混合物，该混合物可以是氯乙酸与氯乙酸铵在加入后混合或混合后加入得到的)反应，分离甘氨酸后得到的母液，或将该母液继续与过量氨反应，并分离出甘氨酸与氯化铵的混合物后得到的母液。

按照上述方案，所述的催化剂可选用是乌洛托品、甲醛、聚甲醛、甲醛缩醇、结构为NH_x(CH₂OR)_y中的不限于一种，其中x＝0、1或2，y＝1、2或3，R为C₁～C₅的烷烃或氢。

按照上述方案，溶液(B)可以是在母液(A)中通入过量的氨，过量的氨在分离出氯化铵之后自然参与下一个生产的循环。

按照上述方案，新配制的含催化剂和有机胺的溶液或的溶液(B)与氯乙酸、氨的加入循序不分先后。

按照上述方案，(b)步中分离得到的甘氨酸与氯化铵的混合物可以带入到(a)或(b)的反应中。

按照上述方案，氯乙酸铵可以是干品或相应溶剂的湿品。

按照上述方案，氨可以是以液态、气态或溶液形式加入，也可以使用碳酸铵或碳酸氢铵，还可以使用其他方法得到的副产氨或其碳酸盐。