专利名称：一种环保型氯乙酸法甘氨酸的生产方法
技术领域：
本发明涉及一种氯乙酸法甘氨酸的清洁生产工艺，属于化工技术领域。
背景技术：
国内传统的氯乙酸法甘氨酸生产工艺如下在通有冷却水的反应釜里加入催化 剂乌洛托品含量25%左右的水溶液，同时滴加70%左右含量的氯乙酸水溶液和通入液氨， 在PH值7左右、反应温度80°C左右的条件下进行氨解反应。反应结束后得到的含有甘氨 酸和氯化铵的氨化液用甲醇醇析的方法分离得到甘氨酸产品。生产一吨甘氨酸要排放出 12-13立方米左右的含有甲醇的母液，甲醇母液中含5%左右的氯化铵、左右的乌洛托 品、0. 8%左右的甘氨酸。生产一吨甘氨酸需要消耗5吨左右的蒸汽用于回收甲醇，同时生 产一吨甘氨酸需要消耗150公斤左右的乌洛托品不能回收利用。生产一吨甘氨酸还要消耗 60-100公斤的甲醇。甲醇母液经过精馏回收甲醇后，得到脱醇废水。脱醇废水经过蒸发浓 缩后得到副产品氯化铵用于生产化肥使用。而回收副产品氯化铵后剩余的含有大量乌洛托 品、甘氨酸等有机物的黑色废水非常难处理，不但污染了环境，还浪费了宝贵的资源。
发明内容
本发明提供了一种结晶分离技术，其原理是根据甘氨酸的溶解度小于氯化铵的溶 解度，利用共同离子效应，降低被分离物质甘氨酸的溶解度而使其结晶析出。在甘氨酸氨化 液中直接结晶分离甘氨酸与氯化铵，而不再使用甲醇醇析分离甘氨酸。同时利用膜分离技 术回收催化剂乌洛托品。本发明主要有以下优点1、由于不使用甲醇醇析甘氨酸，节省了大量的甲醇回收时的蒸汽消耗，也节省了 甲醇的消耗；2、副产品氯化铵的品质提高，可以生产工业级的氯化铵产品，提升产品的利润空 间；3、减少了甲醇醇析时甘氨酸的损失，提高了甘氨酸的收率；4、回收了催化剂乌洛托品，不但降低了生产成本，并且彻底解决了废水的环境污 染问题。本发明是通过以下方法实现的一、80°C反应结束的氨化液(甘氨酸含量32%左右、氯化铵含量23%左右、乌洛托 品含量5%左右)通入结晶器中缓慢降温结晶。刚刚开始结晶时，在结晶器中投放一定量的 甘氨酸粉末晶种。结晶降温到接近氯化铵的饱和浓度时(温度40°C -60°C )停止降温，溶 液在恒温的条件下再结晶60分钟左右。二、甘氨酸结晶结束后过滤出固体粗品甘氨酸粗品甘氨酸经过甲醇洗涤后，离心、干燥得到甘氨酸产品。甲醇洗涤液精馏回收甲 粗品甘氨酸过滤液通过真空连续蒸发结晶器(温度控制在80°C以下)结晶、过滤后得到粗品氯化铵。粗品氯化铵经过打浆洗涤、离心、干燥后得到工业级氯化铵。三、回收氯化铵后剩下的有色的含有乌洛托品的过滤液体(液体的体积为原氨化 液体积的15% -30% )按照以下两种方式回收催化剂乌洛托品1、在含乌洛托品的有色液体中加入液体体积2-4倍的水，利用电渗析器进行脱出 氯化铵的脱盐处理，得到乌洛托品溶液。乌洛托品溶液中加入一定量的粉末活性炭进行脱 色除杂质处理，过滤出活性炭后得到乌洛托品溶液。2、在含乌洛托品的有色液体中加入液体体积3-6倍的水，利用纳滤设备进行脱盐 浓缩处理，纳滤膜选择截留分子量为200以下的纳滤膜。当纳滤截留液的体积是透过液体 积的4分之一时，停止浓缩。透过液通过浓缩回收氯化铵。截留浓缩液中加入一定量的粉 末活性炭进行脱色除杂质处理，过滤出活性炭后得到乌洛托品溶液循环使用。具体实施实例在1000升搪瓷反应釜中加入150公斤水，投入50公斤乌洛托品固体，搅拌溶解。 同时缓慢通入70%含量的氯乙酸水溶液和液氨。控制反应的PH值在7左右。当反应温度 升温到45°C时开启冷却水，反应温度控制在80°C左右。在2个小时内加完714公斤氯乙酸 水溶液，氯乙酸溶液加完后关闭冷却水，少量通氨，控制好PH值，十分钟后反应结束。反应后的氨化液通人到DTB型结晶器中进行降温结晶。在降温的同时加2公斤的 甘氨酸粉末做为晶种。当结晶器的温度降到50°C时候，不再继续降温，恒温结晶60分钟。 结晶结束后过滤分离出粗品甘氨酸。粗品甘氨酸经过甲醇洗涤后离心、干燥后得到甘氨酸 产品共计310公斤。结晶过滤液通入到双效连续蒸发结晶器中浓缩、结晶出粗品氯化铵。粗品氯化铵 经过打浆洗涤、离心、干燥后得到工业级氯化铵产品170公斤。得到100升含有乌洛托品的 有色溶液。取50升含乌洛托品有色溶液，加入150升水。使用实验电渗析设备除氯化铵，当 溶液中的氯化铵含量小于1 %时，停止电渗析设备工作。把经过电渗析处理过的溶液里加入 0. 5公斤粉末活性碳吸附脱色，过滤出活性炭后得到含量11%的乌洛托品溶液200升。取50升含乌洛托品的有色溶液，加入200升水。使用纳滤设备进行脱盐浓缩处 理。选择美国通用公司的DK-2540型号，截留分子量为100-300道尔顿的纳滤膜，操作压 力1. 8-2. 4Mpa ；操作温度20--40°C ；当纳滤截流液浓缩至原溶液五分之一体积时，停止浓 缩。在截留液里加入0. 5公斤粉末活性碳吸附脱色，过滤出活性炭后得到含量30%的乌洛 托品溶液50升。
权利要求
一种利用结晶分离技术在甘氨酸氨化液中直接结晶分离甘氨酸与氯化铵，同时利用膜分离技术回收催化剂乌洛托品的方法，其特征在于该方法包括以下各步骤步骤一、80℃反应结束的甘氨酸氨化液(甘氨酸含量30％左右、氯化铵含量23％左右、乌洛托品含量5％左右)通入结晶器中缓慢降温结晶；在结晶器中投放一定量的甘氨酸粉末晶种。结晶降温到接近氯化铵的饱和浓度时(温度40℃ 60℃)停止降温，溶液在恒温的条件下再结晶60分钟左右。步骤二、甘氨酸结晶结束后过滤出固体粗品甘氨酸。粗品甘氨酸经过甲醇洗涤后，离心、干燥得到甘氨酸产品。甲醇洗涤液精馏回收甲醇。步骤三、粗品甘氨酸过滤液通过真空连续蒸发结晶器(温度控制在80℃以下)结晶得到粗品氯化铵；粗品氯化铵经过打浆洗涤、离心、干燥后得到工业级氯化铵产品。第四步、回收氯化铵后剩下的有色的含有乌洛托品的过滤液体(液体的体积为原氨化液体积的15％ 30％)按照以下两种方式回收催化剂乌洛托品方法一在含乌洛托品的有色液体中加入液体体积2 4倍的水，利用电渗析器进行脱出氯化铵的脱盐处理，得到乌洛托品溶液。乌洛托品溶液中加入一定量的粉末活性炭进行脱色除杂质处理，过滤出活性炭后得到乌洛托品溶液；方法二在含乌洛托品的有色液体中加入液体体积3 6倍的水，利用纳滤设备进行脱盐浓缩处理，纳滤膜选择截留分子量为200以下的纳滤膜。当纳滤截留液的体积是透过液体积的4分之一时，停止浓缩。透过液通过浓缩回收氯化铵。截留浓缩液中加入一定量的粉末活性炭进行脱色除杂质处理，过滤出活性炭后得到乌洛托品溶液循环使用。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于甘氨酸氨化液在80°C反应结束后直接送入结 晶器中缓慢降温结晶，降温结晶的过程中投放一定量的甘氨酸粉末晶种。
3.如权利要求1所述的方法其特征在于其中所述的结晶降温到接近氯化铵的饱和浓 度时的温度为40°C -60°C，溶液在恒温的条件下再结晶60分钟左右。
4.如权利要求1所述的方法其特征在于粗品甘氨酸过滤液通过真空连续蒸发结晶器 (温度控制在80°C以下)结晶、过滤后得到氯化铵产品。
5.如权利要求1所述的方法其特征在于在含乌洛托品的有色液体中加入液体体积2-4 倍的水，利用电渗析器进行脱出氯化铵的脱盐处理，得到乌洛托品溶液。乌洛托品溶液中加 入一定量的粉末活性炭进行脱色除杂质处理，过滤出活性炭后得到乌洛托品溶液。
6.如权利要求1所述的方法其特征在于在含乌洛托品的有色液体中加入液体体积3-6 倍的水，利用纳滤设备进行脱盐浓缩处理，纳滤膜选择截留分子量为200以下的纳滤膜。当 纳滤截留液的体积是透过液体积的4分之一时，停止浓缩。透过液通过浓缩回收氯化铵。截 留浓缩液中加入一定量的粉末活性炭进行脱色除杂质处理，过滤出活性炭后得到乌洛托品 溶液循环使用。
全文摘要
本发明提供了一种利用结晶分离技术在氯乙酸法甘氨酸的甘氨酸氨化液中直接结晶分离甘氨酸与氯化铵，同时利用膜分离技术回收催化剂乌洛托品的方法。节省了大量的甲醇回收时的蒸汽消耗，也节省了甲醇的消耗，生产出副产品工业级的氯化铵，同时提高了甘氨酸的收率。膜分离技术主要利用电渗析除盐技术及纳滤膜分离技术回收乌洛托品，彻底解决了废水的环境污染问题。
文档编号B01J38/00GK101982456SQ20101028914
公开日2011年3月2日 申请日期2010年9月25日 优先权日2010年9月25日
发明者刘长飞 申请人:刘长飞