本发明涉及一种甘氨酸的合成方法。
背景技术：
目前，甘氨酸是结构最简单，分子量最小的氨基酸，广泛用于医药、食品、饲料及化工领域，是生产除草剂草甘膦的主要原料。其合成方法主要有施特雷克法、bucherer法、相转移催化法及氯乙酸氨解法，国内主要以氯乙酸氨解法为主。
国内甘氨酸70％的产能用于生产草甘膦，甘氨酸品质的好坏直接决定草甘膦品质的好坏。一般生产草甘膦要求甘氨酸的纯度要≥98.5％，cl-含量≤0.4％，但目前国内生产甘氨酸的工艺有如下弊端：
1、母液量大。现每生产1吨甘氨酸会产生3吨母液，能耗高，污染严重；
2、乌洛托品降解。现国内的生产工艺，乌洛托品夹杂在氯化铵中，氯化铵蒸馏浓缩时的温度在180℃，此温度导致乌洛托品降解黄变，而且乌洛托品降解后产生甲醛，具有杀菌作用，严重影响了氯化铵的品质，另外，乌洛托品不能回用，造成资源浪费；
3、收率低。国内原氯乙酸氨解工艺，其收率只有85％左右，现通过改进方法，使用固体氯乙酸，并采用甲醇乙醇等醇水体系，才能实现乌洛托品的部分回用，其收率能大于95％，但此工艺不适用于液体氯乙酸；液体氯乙酸的纯度约为95％，其他杂质主要为二氯乙酸，少量的三氯乙酸及乙酸，在反应过程中产生大量杂质，使母液难以多次回用。
其主副反应方程式如下所示：
此工艺为析出法工艺，即用溶解度的差异，使甘氨酸与氯化铵在合成过程中，以晶体形式直接析出。但迅速出现的晶体释放结晶热，容易形成包晶及扒壁现象，导致反应液中的ph值不相等，进而导致乌洛托品随ph值得变化而降解(特别是ph≤6时)，从而影响反应的收率及杂质的大量产生，给混晶分离工序造成困难。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种甘氨酸的合成方法，它有效的控制了晶型粒度及扒壁现象，同时控制了混合晶体中的溶剂含量，有效地将乌洛托品及杂质(二氯乙酸及三氯乙酸反应生成的副产物)在合成工序进行分离，避免带入混晶分离工序，如带入混晶分离工序，依然随最终母液返回合成工序。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种甘氨酸的合成方法，方法的步骤中含有：
将母液、硅油和助晶剂加入反应釜，加热至75℃～85℃；其中，母液中含有醇水体系和乌洛托品；
在反应釜中滴加氯乙酸溶液，同时在反应釜中通入氨气，保证ph值为6.5～8，反应过程中保温20分钟～40分钟；
反应完成后，离心分离出含有甘氨酸的混合晶体，剩余含有杂质和副产品二氯乙酸铵的母液；
从混合晶体中分离出甘氨酸，将含有杂质和副产品二氯乙酸铵的母液送入除胶釜，改变母液磁场，并利用醇析法去除副产品二氯乙酸铵和杂质，得到母液。
进一步，所述醇水体系中含有醇和水，醇和水的质量比为(180～250)：(5～40)。
进一步，所述醇为甲醇和乙醇中的至少一种。
进一步，所述醇水体系中含有醇和水，在反应釜中，
醇：180～250重量份；
水：5～40重量份；
氯乙酸：90～100重量份；
乌洛托品：10重量份～14重量份；
氯乙酸和氨气的摩尔比为1：(2.0～2.5)；
硅油为醇水体系质量的万分之一～万分之五；
助晶剂为醇水体系质量的万分之一～万分之五。
进一步，混合晶体中还含有氯化铵。
进一步，方法的步骤中还含有：
去除杂质和副产品二氯乙酸铵的母液再次加入反应釜中进行反应。
进一步，采用比重大于1的磁球改变母液磁场。
进一步，所述氯乙酸溶液中的溶剂为甲醇和乙醇中的至少一种的水溶液。
进一步，滴加氯乙酸溶液的滴加速度为每分钟氯乙酸总量的3％～10％。
采用了上述技术方案后，本发明具有以下的有益效果：
1、本发明利用物质的溶解性，醇析出混合晶体(即甘氨酸和氯化铵)，将乌洛托品留着反应后的母液中，反应后的母液在返回反应釜的过程中，采用磁球，使二氯乙酸铵及杂质着附在比重大于1的填料表面，从而达到分离目的，同时二氯乙酸铵做为乌洛托品降解物的吸附物带走杂质，从而保证反应后母液的颜色及粘度，使副产物及杂质不进入甘氨酸和氯化铵的分离工序，如进入分离工序，将最终和分离母液返回反应釜，继续用磁场着附副产物，用此分离方法实现在整个生产过程中无母液产生；
2、本发明通过加入硅油和助晶剂，加快了副产物及杂质在磁球表面的着附；
3、合理控制氯乙酸溶液的滴加量，提高反应速度，并控制副反应的反应时间及温度，最大限度的保证主反应的顺利进行。
具体实施方式
本发明提供了一种甘氨酸的合成方法，本领域技术人员可以借鉴本文内容，适当改进工艺参数实现。特别需要指出的是，所有类似的替换和改动对本领域技术人员来说是显而易见的，它们都属于本发明保护的范围。本发明的方法及应用已经通过较佳实施例进行了描述，相关人员明显能在不脱离本发明内容、精神和范围内对本文的方法和应用进行改动或适当变更与组合，来实现和应用本发明技术。
一种甘氨酸的合成方法，方法的步骤中含有：
将母液、硅油和助晶剂加入反应釜，加热至75℃～85℃；其中，母液中含有醇水体系和乌洛托品；
在反应釜中滴加氯乙酸溶液，同时在反应釜中通入氨气，保证ph值为6.5～8，反应过程中保温20分钟～40分钟；
反应完成后，离心分离出含有甘氨酸的混合晶体，剩余含有杂质和副产品二氯乙酸铵的母液；
从混合晶体中分离出甘氨酸，将含有杂质和副产品二氯乙酸铵的母液送入除胶釜，改变母液磁场，并利用醇析法去除副产品二二氯乙酸铵和杂质，得到母液。
具体地，所述醇为甲醇和乙醇中的至少一种。
具体地，所述醇水体系中含有醇和水，在反应釜中，
醇：180～250重量份；
水：5～40重量份；
氯乙酸：90～100重量份；
乌洛托品：10重量份～14重量份；
氯乙酸和氨气的摩尔比为1：(2.0～2.5)；
硅油为醇水体系质量的万分之一～万分之五；
助晶剂为醇水体系质量的万分之一～万分之五。
具体地，混合晶体中还含有氯化铵。
具体地，方法的步骤中还含有：
去除杂质和副产品二氯乙酸铵的母液再次加入反应釜中进行反应，并且将乌洛托品补充至相应重量份。
具体地，采用比重大于1的磁球改变母液磁场。
在本发明中，硅油和助晶剂的加入加快了副产物及杂质在磁球表面的着附。
具体地，所述氯乙酸溶液中的溶剂为甲醇和乙醇中的至少一种的水溶液。
具体地，滴加氯乙酸溶液的滴加速度为每分钟氯乙酸总量的3％～10％。在本发明中，合理控制氯乙酸溶液的滴加量，提高反应速度，并控制副反应的反应时间及温度，最大限度的保证主反应的顺利进行。
本发明利用物质的溶解性，醇析出混合晶体(即甘氨酸和氯化铵)，将乌洛托品留在反应后的母液中，反应后的母液在返回反应釜的过程中，采用磁球，使二氯乙酸铵及杂质着附在比重大于1的填料表面，从而达到分离目的，同时二氯乙酸铵做为乌洛托品降解物的吸附物带走杂质，从而保证反应后母液的颜色及粘度，使副产物及杂质不进入甘氨酸和氯化铵的分离工序，如进入分离工序，将最终和分离母液返回反应釜，继续用磁场着附副产物，用次分离方法实现在整个生产过程中无母液产生；
为了使本发明的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例，对本发明作进一步详细的说明。
实施例一
一种甘氨酸的合成方法，方法的步骤中含有：
将母液、硅油和助晶剂加入反应釜，加热至78℃左右；其中，母液中含有醇水体系和乌洛托品；
在反应釜中滴加氯乙酸溶液，同时在反应釜中通入氨气，保证ph值为7左右，反应过程中保温30分钟；
反应完成后，离心分离出含有甘氨酸的混合晶体，剩余含有杂质和副产品二氯乙酸铵的母液；
从混合晶体中分离出甘氨酸，将含有杂质和副产品二氯乙酸铵的母液送入除胶釜，改变母液磁场，并利用醇析法去除副产品二氯乙酸铵和杂质，得到母液。
所述醇水体系中含有醇和水，在反应釜中，
醇：180重量份；
水：5重量份；
氯乙酸：90重量份；
乌洛托品：10重量份；
氯乙酸和氨气的摩尔比为1：2.0；
硅油为醇水体系质量的万分之一；
助晶剂为醇水体系质量的万分之一。
混合晶体中还含有氯化铵。
所述醇为甲醇。
方法的步骤中还含有：
去除杂质和副产品二氯乙酸铵的母液再次加入反应釜中进行反应，并且将乌洛托品补充至相应重量份。
采用比重大于1的磁球改变母液磁场。
所述氯乙酸溶液中的溶剂为乙醇。
滴加氯乙酸溶液的滴加速度为每分钟氯乙酸总量的5％。
实施例二
一种甘氨酸的分离方法，方法的步骤中含有：
将母液、硅油和助晶剂加入反应釜，加热至85℃；其中，母液中含有醇水体系和乌洛托品；
在反应釜中滴加氯乙酸溶液，同时在反应釜中通入氨气，保证ph值为8，反应过程中保温40分钟；
反应完成后，离心分离出含有甘氨酸的混合晶体，剩余含有杂质和副产品二氨基乙酸的母液；
从混合晶体中分离出甘氨酸，将含有杂质和副产品二氨基乙酸的母液送入除胶釜，改变母液磁场，并利用醇析法去除副产品二氨基乙酸和杂质，得到母液。
所述醇水体系中含有醇和水，在反应釜中，
醇：250重量份；
水：40重量份；
氯乙酸：100重量份；
乌洛托品：14重量份；
氯乙酸和氨气的摩尔比为1：2.5；
硅油为醇水体系质量的万分之五；
助晶剂为醇水体系质量的万分之五。
混合晶体中还含有氯化铵。
所述醇为乙醇。
方法的步骤中还含有：
去除杂质和副产品二氯乙酸铵的母液再次加入反应釜中进行反应，并且将乌洛托品补充至相应重量份。
采用比重大于1的磁球改变母液磁场。
所述氯乙酸溶液中的溶剂为乙醇。
滴加氯乙酸溶液的滴加速度为每分钟氯乙酸总量的10％。
实施例三
一种甘氨酸的分离方法，方法的步骤中含有：
将母液、硅油和助晶剂加入反应釜，加热至75℃；其中，母液中含有醇水体系和乌洛托品；
在反应釜中滴加氯乙酸溶液，同时在反应釜中通入氨气，保证ph值为6.5，反应过程中保温20分钟；
反应完成后，离心分离出含有甘氨酸的混合晶体，剩余含有杂质和副产品二氯乙酸铵的母液；
从混合晶体中分离出甘氨酸，将含有杂质和副产品二氯乙酸铵的母液送入除胶釜，改变母液磁场，并利用醇析法去除副产品二氯乙酸铵和杂质，得到母液。
所述醇水体系中含有醇和水，在反应釜中，
醇：220重量份；
水：20重量份；
氯乙酸：95重量份；
乌洛托品：12重量份；
氯乙酸和氨气的摩尔比为1：2.2；
硅油为醇水体系质量的万分之三；
助晶剂为醇水体系质量的万分之三。
混合晶体中还含有氯化铵。
方法的步骤中还含有：
去除杂质和副产品二氯乙酸铵的母液再次加入反应釜中进行反应，并且将乌洛托品补充至相应重量份。
采用比重大于1的磁球改变母液磁场。
所述氯乙酸溶液中的溶剂为乙醇。
滴加氯乙酸溶液的滴加速度为每分钟氯乙酸总量的7％。
所述醇为乙醇。
以上三个实施例通过磁球将杂质和副产物二氯乙酸铵从母液中分离，分离杂质和副产物的母液回到反应釜中再进行反应，实现了整个生产过程中无母液产生，而且混合晶体分离过程中没有乌洛托品及杂质，有利于混合晶体中组分的分离。
以上所述的具体实施例，对本发明解决的技术问题、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。