[发明专利]一种釜式连续化生产甘氨酸的方法

说明书

本发明公开了一种釜式连续化生产甘氨酸的方法，羟基乙腈与碳酸铵、碳酸氢铵和水在多釜串联反应器中进行海因合成及水解反应，再经纯化、浓缩、结晶、分离、干燥后得到精制的甘氨酸；所述多釜串联反应器由顺序连接的合成海因工段和海因水解工段组成；所述合成海因工段包括反应温度为80～100℃的第一组反应釜和反应温度为100～120℃的第二组反应釜，所述第一组反应釜或第二组反应釜分别由一个或两个以上串联的反应釜组成；所述海因水解工段包括反应温度为130～150℃的第三组反应釜和反应温度为160～180℃的第四组反应釜，所述第三组反应釜或第四组反应釜分别由一个或两个以上串联的反应釜组成。

技术领域

本发明涉及精细化工领域，特别涉及一种釜式连续化生产甘氨酸的方法。

背景技术

甘氨酸是最基本的氨基酸，广泛应用于农药、医药、食品、饲料、日化和有机合成等领域。我国是世界上最大的甘氨酸生产和消耗国，甘氨酸市场规模超过35万吨。目前甘氨酸的工业化生产技术主要有改进的施特雷克法、直接海因法和氯乙酸氨解法。其中，1)水解法：以明胶或蚕丝等天然蛋白质为原料，经水解、分离、精制过滤、干燥得甘氨酸。2)氯乙酸法：将催化剂乌洛托品溶解于氨水中，在良好搅拌、30～50℃条件下滴加氯乙酸，投料结束后，升高温度至72～78℃保温3小时，之后降温，用乙醇或甲醇重结晶两次，得纯度约95％的甘氨酸。3)施特雷克法：将甲醛水溶液、氰化钠(或氰化钾)和氯化铵混合后在低温条件下进行反应，反应结束后加入醋酸使亚甲氨基乙腈析出，然后溶于乙醇，再加入硫酸使其转化为氨基乙腈硫酸盐，之后加入化学计量的氢氧化钡，生成硫酸钡和甘氨酸，过滤，滤液浓缩结晶得甘氨酸。4)改进的施特雷克法：为提高甘氨酸质量，降低生产成本和减少环境污染，国外开发了以氢氰酸替代氰化钠或氰化钾的改进的施特雷克法，反应以氢氰酸、甲醛、氨和二氧化碳为原料，反应液在管式反应器中进行。在低温下析出甘氨酸，母液循环使用，通过改变反应体系中副产物的浓度，使平衡向目标产物方向移动，从而达到提高反应收率的目的。5)直接海因法：羟基乙腈是氢氰酸与甲醛的加成产物，其稳定性较氢氰酸及其水溶液有明显提高。以羟基乙腈为主原料与氨源、碳源(氨水与二氧化碳或碳酸氢铵)，在良好搅拌、一定温度条件下反应合成海因，之后在一定温度、压力条件下使海因水解得甘氨酸反应液，后经气提、浓缩、脱色、结晶、分离、干燥等步骤得甘氨酸，母液循环使用。6)氨基乙腈法：羟基乙腈与氨水反应得氨基乙腈，后加入无机碱碱解，加入无机酸中和得甘氨酸反应液，后经浓缩、脱色、结晶、分离等步骤得甘氨酸，母液循环使用。

由于原料易得，技术门槛较低，我国的甘氨酸生产仍沿用国际上普遍淘汰的氯乙酸法，此法相对于改进的施特雷克法和直接海因法，存在着生产成本高、产品质量差、环境污染重等难以克服的缺点。

公开号为CN107325015A的专利中公开了一种羟基乙腈连续化制备甘氨酸氨的方法，该方法利用直接海因法制备甘氨酸，实现了甘氨酸的连续化生产。但是，该方法也存在缺点，例如，该方法采用了管式填料反应器和釜式反应器串联作为核心反应装置，但反应装置的制造成本高，效率也有待提高；海因水解反应所得产物的处理方法能耗高、效率低；压力反应容器安全性低，等等。为了解决上述问题，需要寻找一种新的连续化生产甘氨酸的方法作为替代。

发明内容

本发明的一个方面，是针对现有技术中由羟基乙腈连续化制备甘氨酸氨的方法中，装置成本高、效率差、安全性低等问题，提供了一种釜式连续化生产甘氨酸的方法。

本发明提供的技术方案为：

一种釜式连续化生产甘氨酸的方法，羟基乙腈与碳酸铵、碳酸氢铵和水在多釜串联反应器中进行海因合成及水解反应，再经纯化、浓缩、结晶、分离、干燥后得到精制的甘氨酸；

所述多釜串联反应器由顺序连接的合成海因工段和海因水解工段组成；

所述合成海因工段包括反应温度为80～100℃的第一组反应釜和反应温度为100～120℃的第二组反应釜，所述第一组反应釜或第二组反应釜分别由一个或两个以上串联的反应釜组成；