[发明专利]甲醇氨化脱氢一步合成腈和氨基乙酸的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种甲醇氨化脱氢一步合成腈和氨基乙酸的方法，属于化工工艺技术领 域。

背景材料

甲醇氨化一般只能得到一甲胺，二甲胺和三甲胺。要想得到C₂以上含氮化合物，甲醇 必须先氧化脱氢为甲醛，甲醇氨氧化为氢氰酸(HCN)，甲醛再与HCN(或NaCN)反应。需 要分别在3套不同装置进行反应和分离，才能得到羟基乙腈。

由羟基乙腈与氨水反应，可生产氨基乙腈。目前，氨基乙腈的生产方法主要是Stercker 法(使用剧毒NaCN，甲醛和氯化铵为原料)，先生成甲叉氨基乙腈，再用硫酸酸化，得到 氨基乙腈硫酸盐。

亚氨基二乙腈的合成方法也是用羟基乙腈与氨水反应。它主要用来生产亚氨基二乙 酸，再生产双甘膦，最后氧化为除草剂草甘膦。

氨基乙酸(又称甘氨酸)生产方法有氯乙酸氨化法，Stercker法，氨基乙腈水解法， 以及乙醇胺脱氢氧化法。这些方法也都有诸多缺点。我国草甘膦每年产量为几十万吨，70％ 经由氯乙酸氨化法的甘氨酸法生产，三废问题十分严重。含氯氨基乙酸质量差，难以用于 食品和饲料添加剂，即使用于生产草甘膦，也会降低草甘膦产率，增加成本。

总之，按目前的工艺生产以上产品，工艺路线都很长。由于各反应所用催化剂和反应 条件差别很大，不同反应只得在不同装置进行，还要进行产物分离，才能进行下一个反应， 相当麻烦。其中的HCN，羟基乙腈和甲醛等化合物毒性很大，处置困难。

专利(02819851.4)提出了通过不饱和有机化合物与氰化氢的反应来制备腈类化合物。 专利(96114461.0)则提出由酰胺脱水得到腈类。

发明内容

本发明的目的是提出一种甲醇氨化脱氢一步合成腈和氨基乙酸的方法，仅用甲醇和氨 气为原料，无需先合成和分离各个中间物，直接在一个反应器内一步合成腈和氨基乙酸， 以简化腈和氨基乙酸的生产工艺，降低生产成本。

本发明提出的甲醇氨化脱氢一步合成腈和氨基乙酸的方法，包括以下各步骤：

(1)将固体催化剂装在管式反应器中，固体催化剂的堆比重为1.3-1.4；

(2)甲醇和氨气从管式反应器的上部进入反应器反应，甲醇流量为：1-10公斤/公 斤催化剂/小时，氨气流量为1.5-5公斤分子流量/甲醇公斤分子流量，反应压力为 0.1-0.2MPa，反应温度为350-500℃；

(3)从管式反应器的下部引出反应产物。

上述方法中，固体催化剂中各种金属氧化物的质量百分数为：

CuO        5-30％，

ZnO        30-60％

Al₂O₃      5-20％

CeO₂       0-10％

La₂O₃      0-10％

TiO₂       0-10％

ZrO₂       5-10％

MnO        0-10％

K₂O        0-5％。

本发明提出的甲醇氨化脱氢一步合成腈和氨基乙酸的方法，使用了催化剂，它使原料 甲醇(经由甲醛)和氨反应原位产生HCN，以实现碳链增长。由于氢氰酸与甲醛很活泼， 在反应器中生成后立即反应掉，不会出现在原料或产物中。因此，本发明方法具有反应和 分离工艺简单，原料和生产成本低，对环境无污染，生产安全，环境友好，原子经济性强 等优点。“原子经济性”是指从原子利用率而不是从价格的角度来评价过程的经济性。如 果反应物中的所有原子大多转到有用的产物中，而不是变成了废物，造成环境问题，表明 原子经济性强。一些精细化工产品虽然经济价值很高，生产能赚钱，经济上是好的。但如 果生产1吨要产生10吨要处理的废物，原子经济性是很差的，会造成严重的环境问题。 而本发明的反应只副产氢气和水，因此原子经济性强。而且在反应过程中，不必改变原料 和催化剂，只要改变反应条件，即可以得到不同产品，以适应市场需求。

具体实施方式

本发明提出的甲醇氨化脱氢一步合成腈和氨基乙酸的方法，包括以下各步骤：

(1)将固体催化剂装在管式反应器中，固体催化剂的堆比重为1.3-1.4；