[发明专利]用于降低亚氨基二乙酸含量的甘氨酸制备方法

说明书

本发明涉及有机化工技术领域，尤其涉及用于降低亚氨基二乙酸含量的甘氨酸制备方法，所述制备方法是在羟基乙腈与氨源的氨化过程加入碳源稳定剂，反应获得甘氨酸腈稳定液，甘氨酸腈稳定液再经水解获得甘氨酸；所述甘氨酸腈稳定液中含有海因酸酰胺和/或氨甲酰乙腈，且亚氨基二乙腈占比不高于0.3％。本发明通过在羟基乙腈氨化过程加入碳源稳定剂，可以降低甚至避免氨化过程亚氨基二乙腈的生成，获得基本不含亚氨基二乙腈的甘氨酸腈稳定液主要成分为氨基乙腈、海因酸酰胺和/或氨甲酰乙腈，均可在后续反应中被转化为甘氨酸，从而避免了亚氨基二乙酸的生成以及伴随而来的分离难题。

技术领域

本发明涉及有机化工技术领域，尤其涉及用于降低亚氨基二乙酸含量的甘氨酸制备方法。

背景技术

甘氨酸(缩写为GLY)，又称氨基乙酸或乙氨酸，是相对分子质量最小、结构最简单的α-氨基酸，广泛用于农药、化工、医药、日化、食品等行业中。

目前，工业上甘氨酸主要以化学合成方法获得，根据工艺不同主要可分为氯乙酸法、施特雷克(Strecker)法、改进施特雷克法、直接海因法等。氯乙酸法以氯乙酸、氨为原料，在乌洛托品作用下获得甘氨酸和副产盐氯化铵，该法工艺较短、原料易得，是国内目前主要采用的生产工艺，但该法也具有反应时间长、催化剂乌洛托品消耗大、需要处理大量含盐废水、产品纯度不高等问题，随着国内安全环保要求的提高，该法的进一步发展将会受到限制，且该法获得的甘氨酸纯度较低、纯化困难，对该法获得的甘氨酸在医药、日化、食品等领域的应用也造成了极大限制。国外普遍采用的是改进施特雷克法制备甘氨酸，该法以羟基乙腈为原料，经加氨氨化为氨基乙腈后，在强碱作用下水解获得甘氨酸碱盐，进一步经酸化、浓缩、脱色、分离后获得甘氨酸。该法工艺较为简洁，副产盐硫酸钠较氯乙酸法的氯化铵更易分离，具有一定工业优势，但该法羟基乙腈氨化过程容易产生亚氨基二乙腈、氨基三乙腈等副产物，在后续碱解酸化中生成亚氨基二乙酸(IDA)等副产物，需要单独处理。

美国专利US4299978公布了一种从甘氨酸母液中分离亚氨基二乙酸的方法，通过加入硫酸，在钠盐存在下，使甘氨酸母液pH为1.5以下，从而使亚氨基二乙酸从母液中结晶出来，避免亚氨基二乙酸的积累对甘氨酸产品造成的影响。该法利用了甘氨酸与亚氨基二乙酸在不同pH下的溶解度实现IDA的有效去除，但需要额外使用酸碱调节pH，增大了甘氨酸与硫酸盐分离的处理量，且该方法虽然可以缓解甘氨酸母液中IDA的累积，但并没有降低反应体系中甘氨酸、亚氨基二乙酸、硫酸盐的整体分离强度。

中国专利CN113563215A公开了一种甘氨酸的生产工艺，包括：S1、氨化；S2、碱解蒸氨；S3、活性炭脱色；S4、离子交换酸化分离：脱色后的甘氨酸盐、亚氨基二乙酸二盐与离子交换树脂上的氢离子发生交换，转化为甘氨酸和亚氨基二乙酸但盐排出系统；S5、甘氨酸浓缩结晶，当循环母液中的亚氨基二乙酸单盐累积到总溶质的10％以上时，将母液抽出；无机盐浓缩结晶，当循环母液溶质中亚氨基二乙酸单盐积累到15％以上含量时，将母液抽出；S6、抽出的母液混合后进行连续色谱分离；S7、亚氨基二乙酸单盐浓缩后加酸酸化结晶回收。该方法通过探索调控亚氨基二乙酸在系统中的最大容纳度实现亚氨基二乙酸的富集和回收，亚氨基二乙酸回收效率相对较高，但存在工艺流程过长、过量富集的亚氨基二乙酸更易带入甘氨酸产品，特别若用作饲料或食品级甘氨酸原料，将提高使用风险。

中国专利CN104817466B公开了一种甘氨酸与亚氨基二乙酸联产的方法，通过将含有氨基乙腈和亚氨基二乙腈的混合液，经碱解、酸化，至获得含有甘氨酸和亚氨基二乙酸酸式盐的混合液；将所得的含有甘氨酸和亚氨基二乙酸酸式盐的混合液采用连续色谱分离后分别得到甘氨酸溶液和含有亚氨基二乙酸酸式盐的溶液；由所得的甘氨酸溶液得到甘氨酸；由所得的含有亚氨基二乙酸酸式盐的溶液得到亚氨基二乙酸。该方法采用连续色谱对甘氨酸和亚氨基二乙酸进行分离，分离较为彻底，且回收后甘氨酸和亚氨基二乙酸二者的循环母液不重合，有利于体系的健康和甘氨酸质量的提升，但由于连续色谱处理浓度低使其分离效率低，加上再生树脂以及反复的洗涤浓缩极大提高能源消耗，特别的，亚氨基二乙酸在甘氨酸中占比并不高，逐次分离会进一步导致其成本堆高，不利于工业化。