[发明专利]一种甘氨酸和亚氨基二乙酸联产的清洁生产方法

说明书

本发明是羟基乙腈和氨在高温的条件下，进行氨化反应得到氨化液，在与碱混合，高温水解，再经脱氨和脱色处理后进行双极膜电渗析，得到甘氨酸‑亚氨基二乙酸一钠水溶液，将得到的甘氨酸‑亚氨基二乙酸一钠进入脱盐处理，分别得到甘氨酸水溶液和亚氨基二乙酸一钠水溶液，甘氨酸水溶液再经过浓缩、结晶、干燥得到甘氨酸，亚氨基二乙酸一钠水溶液再经酸化，结晶，干燥得到亚氨基二乙酸。本发明可实现甘氨酸与亚氨基二乙酸的联产，原料利用率高，羟基乙腈的有效转化率可达93%以上，无其它有机副产物产生，产物收率高，生产成本低，副产物少，杂质少，并且可以回收氢氧化钠循环套用，大大提高了甘氨酸与亚氨基二乙酸的收率和纯度。

技术领域

本发明属于化工领域，具体涉及一种甘氨酸和亚氨基二乙酸联产的清洁生产方法。

背景技术

甘氨酸是一种重要的精细化工产品，广泛应用于医药、食品、化工、农药等领域。甘氨酸的制备工艺有多种，中国专利CN1962611B公开了一种羟基乙腈法制备甘氨酸的工艺，包括如下步骤：1)将羟基乙腈、氨水混合，反应料液的摩尔比为羟基乙腈∶氨＝1∶2～10，控制反应温度在20～60℃之间，反应时间为0.5～8小时，得到氨基乙腈的氨水溶液；2)向步骤1)得到的氨化液中直接加入无机碱，反应物料的摩尔比为氨基乙腈∶无机碱＝1∶0.7～3.0，反应温度控制不超过100℃，反应1～8小时，得到含甘氨酸盐的碱解液；3)将步骤2)得到的碱解液脱氨后用无机酸中和，无机酸的用量为中和无机碱的用量，反应时采用的摩尔比为甘氨酸盐∶无机酸＝1∶0.7～3.0，得到中和液；4)将步骤3)得到的中和液加入活性炭脱色，脱色液经过浓缩分步结晶和重结晶得到甘氨酸和无机盐。上述制备工艺反应条件温和，容易控制，且后处理简单，但其存在如下问题：原料易分解致使氨基乙腈热解聚合及副产物生成、有色杂质生成较多致使脱色难度大、脱色剂用量较大、能耗大、产物收率低、能耗高，生产成本高。

为了克服上述问题，我们技术研发人员进行了大胆的技术改进。在专利CN102432478B中，大大缩短了氨化反应时间及其提高了氨化反应的温度(80℃左右)，甘氨酸的收率有了大幅度的提升。但是也存在着问题，主要有：1.副产大量的低价值的无机盐硫酸钠；2.产生大量的含盐、含有机物的废水；3.使用大量的活性炭进行脱色；4.甘氨酸、亚氨基二乙酸、硫酸钠分离纯化不彻底，导致甘氨酸的得到率低，大量残留在母液中，导致母液无法循环；5.回收处理亚氨基二乙酸的成本太高(甘氨酸与亚氨基二乙酸的质量比大约是10∶1)，并且得不到合格的亚氨基二乙酸；6.羟基乙腈的利用率不高，只有85％左右；7.脱氨能耗较高。

从生产工艺上看，甘氨酸和亚氨基二乙酸的共同原料是羟基乙腈和氨，在以羟基乙腈为原料合成甘氨酸时，在大量的氨的存在下(羟基乙腈与氨的摩尔比是1∶4.0-6.0)，大约有近10％左右的羟基乙腈转化为亚氨基二乙酸，75％左右的羟基乙腈转化为甘氨酸，而近25％的羟基乙腈转化为有色杂质，这些有色杂质导致后续脱色需要使用大量的活性炭，带来大量的固废产生，在经济上是不划算的；当羟基乙腈与氨的摩尔比扩大至1∶1.1左右时，主要得到的氨化产物是亚氨基二乙腈，但是有近10％羟基乙腈残留在氨化液中，这将会导致氨化液颜色加深和羟基乙腈的浪费。从目前市场情况看，亚氨基二乙酸的市场价格远高于工业级的甘氨酸，工业级甘氨酸在2016年9月的市场价大约在7500元/吨。因此，以羟基乙腈为原料合成甘氨酸时，提高副产物亚氨基二乙酸的生成率是完全有必要的，怎样做出合理的调控是非常关键的，不仅仅可以得到高品质的甘氨酸如食品级甘氨酸，而且还可以较高收率得到亚氨基二乙酸，同时尽可能的降低副产低价值的硫酸钠，这将是羟基乙腈法合成甘氨酸和亚氨基二乙酸都必须面对的问题。

发明内容

基于上述技术问题，本发明的目的在于提供一种甘氨酸和亚氨基二乙酸联产的清洁生产方法。

本发明的目的是通过如下技术措施实现的：

一种甘氨酸和亚氨基二乙酸联产的清洁生产方法，其特征在于，它包括如下步骤：

1.将羟基乙腈和氨按一定合适的投料比，在高温的条件下，快速进行氨化反应得到含有氨的氨化液；