[发明专利]一种甘氨酸生产工艺

说明书

技术领域

    本发明涉及甘氨酸领域，特别涉及一种甘氨酸生产工艺。

背景技术

甘氨酸（Gly）又名氨基乙酸，是氨基酸系列中结构最为简单，人体非必需的一种氨基酸，在分子中同时具有酸性和碱性官能团，在水溶液中为强电解质，在强极性溶剂中溶解度较大，基本不溶于非极性溶剂，而且具有较高的沸点和熔点，通过水溶液酸碱性的调节可以使甘氨酸呈现不同的分子形态。其中工业级的甘氨酸主要是作农药，是除草剂草甘膦的主要原料。目前，工业化生产甘氨酸的技术路线主要有氯乙酸氨解法，施特雷克法（cstercker法）、氢氰法合成甘氨酸及生物合成法等，其中国内主要以传统工艺的氯乙酸氨解法为主。该传统工艺是在醇相中以乌洛托品、氯乙酸、氨水（氨气或液氨均可）为原料合成。氯乙酸氨解法的优点是原料易得，合成工艺简单，对设备要求不高，易操作，基本无公害；缺点是反应时间较长，副产物氯化铵无机盐类物质难以除去，产品质量差，精制成本高，同时，该工艺产生大量富含无机盐（氯化铵）和甲醛的废水，所要求的环保处理费用较高，而且作为催化剂的乌洛托品难以回收循环使用，造成原料的极大浪费，使生产成本增加。

赵经纬、谢柏明等在申请号为201210331472.6的中国发明专利申请《一种甘氨酸的清洁生产工艺》中公开了一种甘氨酸的清洁生产工艺，其以氯乙酸氨解法为基础所生产的甘氨酸与氯化铵的混合溶液为原料，采用电渗析的方法分离甘氨酸和氯化铵。其以传统氯乙酸氨解法为基础，采用电渗析技术进行的清洁制备工艺，与传统工艺相比，具有质量好的等优点，但是其缺点就是纯度低、一次性收率低，能耗很高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种纯度高、收率高且能耗低的甘氨酸生产工艺。

为达到上述目的，本发明所提出的技术方案为：一种甘氨酸生产工艺，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1：将采用氯乙酸氨解法生产的含有甘氨酸和无机盐的甘氨酸粗品用去离子水溶解配制成质量浓度为20-30%的混合溶液；

步骤2：将上述的混合溶液采用过滤孔径为50-200纳米的陶瓷膜过滤，得陶瓷膜透析液；

步骤3：陶瓷膜透析液采用填充有铵型树脂或者钙型树脂的连续色谱分离系统进行分离，得甘氨酸溶液和氯化铵溶液；

步骤4：将甘氨酸溶液和氯化铵溶液分别进行浓缩得甘氨酸浓缩液和氯化铵浓缩液；

步骤5：将甘氨酸浓缩液和氯化铵浓缩液分别通过结晶、离心、晶体干燥得甘氨酸晶体和氯化铵晶体；

上述步骤中，通过氨水条件控制步骤1-3中的溶液的pH值为5.5-7。

进一步，所述的甘氨酸粗品中甘氨酸的质量分数为54%-59%，氯化铵的质量分数为40%-45%。

进一步，步骤4所述的浓缩为四效蒸发器浓缩或机械蒸汽再压缩技术（MVR）浓缩。

进一步，所述的甘氨酸晶体纯度为99.5%以上，达到饲料级的甘氨酸水平。

进一步，所述的氯化铵晶体的纯度为99%以上，可以作为肥料的原料。

采用上述技术方案，本发明所述的甘氨酸生产工艺，通过采用陶瓷膜分离和连续色谱分离系统，进行甘氨酸的生产，具有的有益效果为目标产物甘氨酸、氯化铵产品纯度高、收率大且能耗低。

具体实施方式

下面结合具体实施例，对本发明做进一步说明。

实施例1

步骤1：将采用氯乙酸氨解法生产的含有甘氨酸和无机盐的甘氨酸粗品20kg用去离子水溶解配制成混合溶液100kg，其质量浓度为20%；且甘氨酸粗品中甘氨酸的质量分数为54%，氯化铵的质量分数为45%，其余为杂质；通过氨水调节控制混合溶液pH为甘氨酸溶液的pH值为5.5-7；

步骤2：将上述的混合溶液采用过滤孔径为50纳米的陶瓷膜过滤，得陶瓷膜透析液；陶瓷膜过滤过程中通过氨水调节控制混合溶液pH为甘氨酸溶液的pH值为5.5-7；

步骤3：陶瓷膜透析液采用填充有铵型树脂的连续色谱分离系统进行分离，得甘氨酸溶液和氯化铵溶液；其中甘氨酸的分离纯度为99%以上，浓度5%以上，氯化铵的分离纯度为95%以上，浓度为4%以上，连续色谱分离过程中通过氨水调节控制混合溶液pH为甘氨酸溶液的pH值为5.5-7；

步骤4：将甘氨酸溶液和氯化铵溶液分别采用四效蒸发器进行浓缩得甘氨酸浓缩液和氯化铵浓缩液；再将甘氨酸浓缩液和氯化铵浓缩液分别通过结晶、离心、晶体干燥得纯度为99.5%以上达到饲料级的甘氨酸晶体10.5kg；和纯度为99%以上，可以作为肥料使用的氯化铵晶体8.9kg；