[发明专利]一种氨基功能化催化剂和制备方法以及一种牛磺酸母液中脱除乙二醇及其衍生物杂质的方法

说明书

本发明提供一种氨基功能化Zn/NH₂‑SBA‑15催化剂和制备方法以及一种牛磺酸母液中脱除乙二醇及其衍生物杂质的方法。本发明催化剂兼具优良吸附功能及高效催化氧化功能，采用该催化剂首先通过化学吸附的方式将母液中的乙二醇等有机杂质吸附在孔道内，然后转化为CO₂和H₂O除去，有效降低末次母液中的乙二醇和加深母液色度的乙二醇衍生物杂质。本发明方法避免了牛磺酸等有效物质损失的同时，深度除去了末次母液中的乙二醇及衍生物杂质，明显降低了末次母液的色度及带色有机杂质含量，此外，本方法所用的催化剂可以通过简单的酸洗过程就可再生。

技术领域

本发明属于牛磺酸的制备领域，具体涉及一种氨基功能化Zn/NH₂-SBA-15催化剂和制备方法，以及将该催化剂用于牛磺酸母液中脱除乙二醇及其衍生物杂质的方法。

背景技术

牛磺酸又名2-氨基乙磺酸，是一种含硫的非蛋白质氨基酸，结构如下：

牛磺酸分子式

牛磺酸的化学合成方法主要包括乙醇胺法和环氧乙烷法。由于乙醇胺法存在反应周期长、生产成本高等缺点，该技术已逐渐被淘汰。环氧乙烷法以环氧乙烷和液氨为原料，该原料廉价易得，因此相比乙醇胺法具有明显的成本优势，且反应收率也略高于乙醇胺法。基于上述优点，环氧乙烷法已经成为目前生产牛磺酸的主流工艺。

环氧乙烷法合成牛磺酸主要分为加成反应、氨解反应、中和反应及后续结晶分离等过程，其中第一步是环氧乙烷与亚硫酸氢钠在水溶液体系发生加成反应生成羟乙基磺酸钠，同时由于环氧乙烷具有较高的化学活性，其不可避免的会与水发生加成生成副产物乙二醇。

一般来讲，加成反应中生成的乙二醇含量低于2％，其本身对于牛磺酸生产过程中的氨解反应、中和反应以及后续的结晶分离无明显影响，但是乙二醇容易在结晶过程等含氧环境中逐渐氧化成一系列衍生物，如乙二醛、乙醛酸、乙二酸等杂质，这类物质经过结晶后在末次母液中富集，由于末次母液中仍含有较多的牛磺酸以及二取代牛磺酸、羟乙基磺酸钠等生产牛磺酸的原料或中间体，因此，为了提高牛磺酸收率，行业内通常会将末次母液套用至氨解反应。但由于乙醛酸、乙二酸会在氨解反应、中和反应等的高温高压或强酸环境下腐蚀设备，并与腐蚀下来的微量铁离子相结合生成黄色或淡黄色的乙醛酸铁、乙二酸铁等有色物质，这类物质在末次母液中累积到一定程度会在牛磺酸结晶过程中进入牛磺酸产品，导致产品变黄，严重影响产品质量。同时，未生成有色杂质的乙二醇及衍生物在末次母液中同样也会富集，若将含有该类杂质的母液直接套用至氨解反应，则会在体系中逐渐累积。因此需要为这类乙二醇衍生物杂质寻找一个出口，最佳的方式就是在富集的末次母液中除去该类物质，CN210736624U、CN210683645U、CN210560180U等专利虽然提到通过活性炭或树脂离子交换的方式有除去一部分有机杂质，但是其除杂程度有限，且会造成可利用有机盐的损失。

综上所述，我们需要寻求一种高效彻底的牛磺酸母液除杂方法，以降低母液中的乙二醇及其衍生物等杂质含量，降低母液色号，以保证乙二醇及其衍生物在母液中无法累积，提高产品质量。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中存在的上述问题，提供一种兼具优良吸附功能及高效催化氧化功能的氨基功能化Zn/NH₂-SBA-15非均相催化剂，具有丰富的介孔孔道及优异的催化氧化能力。