[发明专利]一种甘氨酸与亚氨基二乙酸的分离纯化方法

说明书

技术领域

本发明属于化工领域，具体涉及一种甘氨酸与亚氨基二乙酸的分离纯化方法。

背景技术

甘氨酸又名氨基乙酸，是一种重要的精细化工合成中间体，主要用于合成农药草甘膦。目前，也已广泛应用于医药、食品、化工、农药等领域。食品、医药行业逐渐成为使用甘氨酸的最大需求领域，其市场需求量很大，2010年全球需求量将接近1000kt。

甘氨酸的制备工艺有多种，国内企业主要采用氯乙酸法，而国外企业主要采用Strecker反应和直接海因反应，其中Strecker反应是以羟基乙腈直接氨化、碱解、酸化法，其是广泛采用的方法之一(羟基乙腈法)，羟基乙腈法生产甘氨酸是近年来报道的新方法。中国专利CN1962611B记载，是将羟基乙腈和氨水反应得到氨基乙腈的氨水溶液，向该溶液中加入无机碱得到含甘氨酸盐的碱解液，将碱气压解液脱氨、用无机酸中和、脱色、浓缩分步结晶和重结晶，则分别得到甘氨酸和无机盐；该方法的缺点是：反应路线较长，工艺操作条件苛刻，反应后的脱盐操作较繁杂，产品不易精制，甘氨酸与亚氨基二乙酸、氨三乙酸的分离困难，且甘氨酸结晶母液难以循环套用，甘氨酸损失较大，产生大量低价值的无机盐和大量难以处理的废水废渣，生产成本较高。

由上述研究现状可知，生产甘氨酸的工艺方法，如何能高效的分离甘氨酸、亚氨基二乙酸和硫酸钠，以及羟基乙腈高效的转化为甘氨酸和亚氨基二乙酸，并获得高纯度的甘氨酸和亚氨基二乙酸，成为解决前述Strecker反应的甘氨酸生产问题的关键点。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种甘氨酸与亚氨基二乙酸的分离纯化方法，该方法操作简单、绿色环保。

为达到上述目的，本发明具体提供了如下的技术方案：

一种甘氨酸与亚氨基二乙酸的分离纯化方法，包括如下步骤：

(1)将含有甘氨酸、亚氨基二乙酸盐、无机盐的混合液经过脱色处理后，经过过滤器进入均相膜电渗析，进行脱盐处理直至淡室中的盐降低至3％-7wt％；再将淡室中溶液进行异相膜电渗析深度除盐，直至淡室中的盐降低至低于0.1wt％；得到淡室中甘氨酸水溶液以及浓室中的含有无机盐的亚氨基二乙酸盐溶液；

(2)将步骤1得到的含有无机盐的亚氨基二乙酸盐溶液进一步浓缩得到无机盐和含有亚氨基二乙酸盐的母液，将母液加酸酸化至pH为1～2，在35～40℃条件下结晶、抽滤、水洗、干燥得到亚氨基二乙酸产品。

优选的，步骤(1)所述亚氨基二乙酸盐为亚氨基二乙酸钠、所述无机盐为硫酸钠。

优选的，所述混合液按如下方法制备：

(1)氨化反应：羟基乙腈与氨按投料摩尔比为1:2.0-4.0，在管式反应器中进行反应，反应温度控制在50℃-100℃，反应时间控制在10-40分钟，得到氨基乙腈和亚氨基二乙腈的氨化混合液；

(2)水解反应：将上述步骤(1)所得到氨化混合液加入到质量百分数为20％-50％的氢氧化钠水溶液中，控制水解反应温度为90℃-100℃，水解反应时间为120-240分钟；水解反应结束后，进行排氨处理，得到甘氨酸钠和亚氨基二乙酸二钠的水解液；

(3)中和反应：将上述步骤(2)所得到的水解液加入硫酸酸化至pH为4.0-7.0，得到含有硫酸钠、亚氨基二乙酸钠的甘氨酸水溶液。

优选的，所述羟基乙腈的质量分数为30％-60％，氨为气氨或者氨水溶液，氨水溶液的质量分数为20％-80％，羟基乙腈与氨的投料摩尔比为1:2.0-3.0。

进一步优选，所述羟基乙腈的质量分数为40％-50％，氨为氨水溶液，氨水溶液的质量分数为优选25％-50％，羟基乙腈与氨的投料摩尔比为1:2.0-2.6。

优选的，经过步骤(2)所述排氨处理后，所述水解液中氨的质量百分数含量小于0.01％。

优选的，步骤1)均相膜和异相膜电渗析过程通过加入有机酸或者无机酸保持料液pH为4.0-7.0。

优选的，所述无机酸为硫酸、盐酸或磷酸。

优选的，步骤(1)均相膜和异相膜电渗析过程保持料液温度不高于40℃。

优选的，所述步骤(1)还包括将淡室中甘氨酸水溶液进一步浓缩结晶得甘氨酸产品。