一種環保型氯乙酸法甘氨酸的生產方法
2023-05-20 01:02:26
專利名稱：一種環保型氯乙酸法甘氨酸的生產方法
技術領域：
本發明涉及一種氯乙酸法甘氨酸的清潔生產工藝，屬於化工技術領域。
背景技術：
國內傳統的氯乙酸法甘氨酸生產工藝如下在通有冷卻水的反應釜裡加入催化 劑烏洛託品含量25%左右的水溶液，同時滴加70%左右含量的氯乙酸水溶液和通入液氨， 在PH值7左右、反應溫度80°C左右的條件下進行氨解反應。反應結束後得到的含有甘氨 酸和氯化銨的氨化液用甲醇醇析的方法分離得到甘氨酸產品。生產一噸甘氨酸要排放出 12-13立方米左右的含有甲醇的母液，甲醇母液中含5%左右的氯化銨、左右的烏洛託 品、0. 8%左右的甘氨酸。生產一噸甘氨酸需要消耗5噸左右的蒸汽用於回收甲醇，同時生 產一噸甘氨酸需要消耗150公斤左右的烏洛託品不能回收利用。生產一噸甘氨酸還要消耗 60-100公斤的甲醇。甲醇母液經過精餾回收甲醇後，得到脫醇廢水。脫醇廢水經過蒸發濃 縮後得到副產品氯化銨用於生產化肥使用。而回收副產品氯化銨後剩餘的含有大量烏洛託 品、甘氨酸等有機物的黑色廢水非常難處理，不但汙染了環境，還浪費了寶貴的資源。
發明內容
本發明提供了一種結晶分離技術，其原理是根據甘氨酸的溶解度小於氯化銨的溶 解度，利用共同離子效應，降低被分離物質甘氨酸的溶解度而使其結晶析出。在甘氨酸氨化 液中直接結晶分離甘氨酸與氯化銨，而不再使用甲醇醇析分離甘氨酸。同時利用膜分離技 術回收催化劑烏洛託品。本發明主要有以下優點1、由於不使用甲醇醇析甘氨酸，節省了大量的甲醇回收時的蒸汽消耗，也節省了 甲醇的消耗；2、副產品氯化銨的品質提高，可以生產工業級的氯化銨產品，提升產品的利潤空 間；3、減少了甲醇醇析時甘氨酸的損失，提高了甘氨酸的收率；4、回收了催化劑烏洛託品，不但降低了生產成本，並且徹底解決了廢水的環境汙 染問題。本發明是通過以下方法實現的一、80°C反應結束的氨化液(甘氨酸含量32%左右、氯化銨含量23%左右、烏洛託 品含量5%左右)通入結晶器中緩慢降溫結晶。剛剛開始結晶時，在結晶器中投放一定量的 甘氨酸粉末晶種。結晶降溫到接近氯化銨的飽和濃度時(溫度40°C -60°C )停止降溫，溶 液在恆溫的條件下再結晶60分鐘左右。二、甘氨酸結晶結束後過濾出固體粗品甘氨酸粗品甘氨酸經過甲醇洗滌後，離心、乾燥得到甘氨酸產品。甲醇洗滌液精餾回收甲 粗品甘氨酸過濾液通過真空連續蒸髮結晶器(溫度控制在80°C以下)結晶、過濾後得到粗品氯化銨。粗品氯化銨經過打漿洗滌、離心、乾燥後得到工業級氯化銨。三、回收氯化銨後剩下的有色的含有烏洛託品的過濾液體(液體的體積為原氨化 液體積的15% -30% )按照以下兩種方式回收催化劑烏洛託品1、在含烏洛託品的有色液體中加入液體體積2-4倍的水，利用電滲析器進行脫出 氯化銨的脫鹽處理，得到烏洛託品溶液。烏洛託品溶液中加入一定量的粉末活性炭進行脫 色除雜質處理，過濾出活性炭後得到烏洛託品溶液。2、在含烏洛託品的有色液體中加入液體體積3-6倍的水，利用納濾設備進行脫鹽 濃縮處理，納濾膜選擇截留分子量為200以下的納濾膜。當納濾截留液的體積是透過液體 積的4分之一時，停止濃縮。透過液通過濃縮回收氯化銨。截留濃縮液中加入一定量的粉 末活性炭進行脫色除雜質處理，過濾出活性炭後得到烏洛託品溶液循環使用。具體實施實例在1000升搪瓷反應釜中加入150公斤水，投入50公斤烏洛託品固體，攪拌溶解。 同時緩慢通入70%含量的氯乙酸水溶液和液氨。控制反應的PH值在7左右。當反應溫度 升溫到45°C時開啟冷卻水，反應溫度控制在80°C左右。在2個小時內加完714公斤氯乙酸 水溶液，氯乙酸溶液加完後關閉冷卻水，少量通氨，控制好PH值，十分鐘後反應結束。反應後的氨化液通人到DTB型結晶器中進行降溫結晶。在降溫的同時加2公斤的 甘氨酸粉末做為晶種。當結晶器的溫度降到50°C時候，不再繼續降溫，恆溫結晶60分鐘。 結晶結束後過濾分離出粗品甘氨酸。粗品甘氨酸經過甲醇洗滌後離心、乾燥後得到甘氨酸 產品共計310公斤。結晶過濾液通入到雙效連續蒸髮結晶器中濃縮、結晶出粗品氯化銨。粗品氯化銨 經過打漿洗滌、離心、乾燥後得到工業級氯化銨產品170公斤。得到100升含有烏洛託品的 有色溶液。取50升含烏洛託品有色溶液，加入150升水。使用實驗電滲析設備除氯化銨，當 溶液中的氯化銨含量小於1 %時，停止電滲析設備工作。把經過電滲析處理過的溶液裡加入 0. 5公斤粉末活性碳吸附脫色，過濾出活性炭後得到含量11%的烏洛託品溶液200升。取50升含烏洛託品的有色溶液，加入200升水。使用納濾設備進行脫鹽濃縮處 理。選擇美國通用公司的DK-2540型號，截留分子量為100-300道爾頓的納濾膜，操作壓 力1. 8-2. 4Mpa ；操作溫度20--40°C ；當納濾截流液濃縮至原溶液五分之一體積時，停止濃 縮。在截留液裡加入0. 5公斤粉末活性碳吸附脫色，過濾出活性炭後得到含量30%的烏洛 託品溶液50升。
權利要求
一種利用結晶分離技術在甘氨酸氨化液中直接結晶分離甘氨酸與氯化銨，同時利用膜分離技術回收催化劑烏洛託品的方法，其特徵在於該方法包括以下各步驟步驟一、80℃反應結束的甘氨酸氨化液(甘氨酸含量30％左右、氯化銨含量23％左右、烏洛託品含量5％左右)通入結晶器中緩慢降溫結晶；在結晶器中投放一定量的甘氨酸粉末晶種。結晶降溫到接近氯化銨的飽和濃度時(溫度40℃ 60℃)停止降溫，溶液在恆溫的條件下再結晶60分鐘左右。步驟二、甘氨酸結晶結束後過濾出固體粗品甘氨酸。粗品甘氨酸經過甲醇洗滌後，離心、乾燥得到甘氨酸產品。甲醇洗滌液精餾回收甲醇。步驟三、粗品甘氨酸過濾液通過真空連續蒸髮結晶器(溫度控制在80℃以下)結晶得到粗品氯化銨；粗品氯化銨經過打漿洗滌、離心、乾燥後得到工業級氯化銨產品。第四步、回收氯化銨後剩下的有色的含有烏洛託品的過濾液體(液體的體積為原氨化液體積的15％ 30％)按照以下兩種方式回收催化劑烏洛託品方法一在含烏洛託品的有色液體中加入液體體積2 4倍的水，利用電滲析器進行脫出氯化銨的脫鹽處理，得到烏洛託品溶液。烏洛託品溶液中加入一定量的粉末活性炭進行脫色除雜質處理，過濾出活性炭後得到烏洛託品溶液；方法二在含烏洛託品的有色液體中加入液體體積3 6倍的水，利用納濾設備進行脫鹽濃縮處理，納濾膜選擇截留分子量為200以下的納濾膜。當納濾截留液的體積是透過液體積的4分之一時，停止濃縮。透過液通過濃縮回收氯化銨。截留濃縮液中加入一定量的粉末活性炭進行脫色除雜質處理，過濾出活性炭後得到烏洛託品溶液循環使用。
2.如權利要求1所述的方法，其特徵在於甘氨酸氨化液在80°C反應結束後直接送入結 晶器中緩慢降溫結晶，降溫結晶的過程中投放一定量的甘氨酸粉末晶種。
3.如權利要求1所述的方法其特徵在於其中所述的結晶降溫到接近氯化銨的飽和濃 度時的溫度為40°C -60°C，溶液在恆溫的條件下再結晶60分鐘左右。
4.如權利要求1所述的方法其特徵在於粗品甘氨酸過濾液通過真空連續蒸髮結晶器 (溫度控制在80°C以下)結晶、過濾後得到氯化銨產品。
5.如權利要求1所述的方法其特徵在於在含烏洛託品的有色液體中加入液體體積2-4 倍的水，利用電滲析器進行脫出氯化銨的脫鹽處理，得到烏洛託品溶液。烏洛託品溶液中加 入一定量的粉末活性炭進行脫色除雜質處理，過濾出活性炭後得到烏洛託品溶液。
6.如權利要求1所述的方法其特徵在於在含烏洛託品的有色液體中加入液體體積3-6 倍的水，利用納濾設備進行脫鹽濃縮處理，納濾膜選擇截留分子量為200以下的納濾膜。當 納濾截留液的體積是透過液體積的4分之一時，停止濃縮。透過液通過濃縮回收氯化銨。截 留濃縮液中加入一定量的粉末活性炭進行脫色除雜質處理，過濾出活性炭後得到烏洛託品 溶液循環使用。
全文摘要
本發明提供了一種利用結晶分離技術在氯乙酸法甘氨酸的甘氨酸氨化液中直接結晶分離甘氨酸與氯化銨，同時利用膜分離技術回收催化劑烏洛託品的方法。節省了大量的甲醇回收時的蒸汽消耗，也節省了甲醇的消耗，生產出副產品工業級的氯化銨，同時提高了甘氨酸的收率。膜分離技術主要利用電滲析除鹽技術及納濾膜分離技術回收烏洛託品，徹底解決了廢水的環境汙染問題。
文檔編號B01J38/00GK101982456SQ20101028914
公開日2011年3月2日 申請日期2010年9月25日 優先權日2010年9月25日
發明者劉長飛 申請人:劉長飛