專利名稱：一種環(huán)保型氯乙酸法甘氨酸的生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種氯乙酸法甘氨酸的清潔生產(chǎn)工藝，屬于化工技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
國內(nèi)傳統(tǒng)的氯乙酸法甘氨酸生產(chǎn)工藝如下在通有冷卻水的反應(yīng)釜里加入催化 劑烏洛托品含量25%左右的水溶液，同時滴加70%左右含量的氯乙酸水溶液和通入液氨， 在PH值7左右、反應(yīng)溫度80°C左右的條件下進行氨解反應(yīng)。反應(yīng)結(jié)束后得到的含有甘氨 酸和氯化銨的氨化液用甲醇醇析的方法分離得到甘氨酸產(chǎn)品。生產(chǎn)一噸甘氨酸要排放出 12-13立方米左右的含有甲醇的母液，甲醇母液中含5%左右的氯化銨、左右的烏洛托 品、0. 8%左右的甘氨酸。生產(chǎn)一噸甘氨酸需要消耗5噸左右的蒸汽用于回收甲醇，同時生 產(chǎn)一噸甘氨酸需要消耗150公斤左右的烏洛托品不能回收利用。生產(chǎn)一噸甘氨酸還要消耗 60-100公斤的甲醇。甲醇母液經(jīng)過精餾回收甲醇后，得到脫醇廢水。脫醇廢水經(jīng)過蒸發(fā)濃 縮后得到副產(chǎn)品氯化銨用于生產(chǎn)化肥使用。而回收副產(chǎn)品氯化銨后剩余的含有大量烏洛托 品、甘氨酸等有機物的黑色廢水非常難處理，不但污染了環(huán)境，還浪費了寶貴的資源。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種結(jié)晶分離技術(shù)，其原理是根據(jù)甘氨酸的溶解度小于氯化銨的溶 解度，利用共同離子效應(yīng)，降低被分離物質(zhì)甘氨酸的溶解度而使其結(jié)晶析出。在甘氨酸氨化 液中直接結(jié)晶分離甘氨酸與氯化銨，而不再使用甲醇醇析分離甘氨酸。同時利用膜分離技 術(shù)回收催化劑烏洛托品。本發(fā)明主要有以下優(yōu)點1、由于不使用甲醇醇析甘氨酸，節(jié)省了大量的甲醇回收時的蒸汽消耗，也節(jié)省了 甲醇的消耗；2、副產(chǎn)品氯化銨的品質(zhì)提高，可以生產(chǎn)工業(yè)級的氯化銨產(chǎn)品，提升產(chǎn)品的利潤空 間；3、減少了甲醇醇析時甘氨酸的損失，提高了甘氨酸的收率；4、回收了催化劑烏洛托品，不但降低了生產(chǎn)成本，并且徹底解決了廢水的環(huán)境污 染問題。本發(fā)明是通過以下方法實現(xiàn)的一、80°C反應(yīng)結(jié)束的氨化液(甘氨酸含量32%左右、氯化銨含量23%左右、烏洛托 品含量5%左右)通入結(jié)晶器中緩慢降溫結(jié)晶。剛剛開始結(jié)晶時，在結(jié)晶器中投放一定量的 甘氨酸粉末晶種。結(jié)晶降溫到接近氯化銨的飽和濃度時(溫度40°C -60°C )停止降溫，溶 液在恒溫的條件下再結(jié)晶60分鐘左右。二、甘氨酸結(jié)晶結(jié)束后過濾出固體粗品甘氨酸粗品甘氨酸經(jīng)過甲醇洗滌后，離心、干燥得到甘氨酸產(chǎn)品。甲醇洗滌液精餾回收甲 粗品甘氨酸過濾液通過真空連續(xù)蒸發(fā)結(jié)晶器(溫度控制在80°C以下)結(jié)晶、過濾后得到粗品氯化銨。粗品氯化銨經(jīng)過打漿洗滌、離心、干燥后得到工業(yè)級氯化銨。三、回收氯化銨后剩下的有色的含有烏洛托品的過濾液體(液體的體積為原氨化 液體積的15% -30% )按照以下兩種方式回收催化劑烏洛托品1、在含烏洛托品的有色液體中加入液體體積2-4倍的水，利用電滲析器進行脫出 氯化銨的脫鹽處理，得到烏洛托品溶液。烏洛托品溶液中加入一定量的粉末活性炭進行脫 色除雜質(zhì)處理，過濾出活性炭后得到烏洛托品溶液。2、在含烏洛托品的有色液體中加入液體體積3-6倍的水，利用納濾設(shè)備進行脫鹽 濃縮處理，納濾膜選擇截留分子量為200以下的納濾膜。當納濾截留液的體積是透過液體 積的4分之一時，停止?jié)饪s。透過液通過濃縮回收氯化銨。截留濃縮液中加入一定量的粉 末活性炭進行脫色除雜質(zhì)處理，過濾出活性炭后得到烏洛托品溶液循環(huán)使用。具體實施實例在1000升搪瓷反應(yīng)釜中加入150公斤水，投入50公斤烏洛托品固體，攪拌溶解。 同時緩慢通入70%含量的氯乙酸水溶液和液氨。控制反應(yīng)的PH值在7左右。當反應(yīng)溫度 升溫到45°C時開啟冷卻水，反應(yīng)溫度控制在80°C左右。在2個小時內(nèi)加完714公斤氯乙酸 水溶液，氯乙酸溶液加完后關(guān)閉冷卻水，少量通氨，控制好PH值，十分鐘后反應(yīng)結(jié)束。反應(yīng)后的氨化液通人到DTB型結(jié)晶器中進行降溫結(jié)晶。在降溫的同時加2公斤的 甘氨酸粉末做為晶種。當結(jié)晶器的溫度降到50°C時候，不再繼續(xù)降溫，恒溫結(jié)晶60分鐘。 結(jié)晶結(jié)束后過濾分離出粗品甘氨酸。粗品甘氨酸經(jīng)過甲醇洗滌后離心、干燥后得到甘氨酸 產(chǎn)品共計310公斤。結(jié)晶過濾液通入到雙效連續(xù)蒸發(fā)結(jié)晶器中濃縮、結(jié)晶出粗品氯化銨。粗品氯化銨 經(jīng)過打漿洗滌、離心、干燥后得到工業(yè)級氯化銨產(chǎn)品170公斤。得到100升含有烏洛托品的 有色溶液。取50升含烏洛托品有色溶液，加入150升水。使用實驗電滲析設(shè)備除氯化銨，當 溶液中的氯化銨含量小于1 %時，停止電滲析設(shè)備工作。把經(jīng)過電滲析處理過的溶液里加入 0. 5公斤粉末活性碳吸附脫色，過濾出活性炭后得到含量11%的烏洛托品溶液200升。取50升含烏洛托品的有色溶液，加入200升水。使用納濾設(shè)備進行脫鹽濃縮處 理。選擇美國通用公司的DK-2540型號，截留分子量為100-300道爾頓的納濾膜，操作壓 力1. 8-2. 4Mpa ；操作溫度20--40°C ；當納濾截流液濃縮至原溶液五分之一體積時，停止?jié)?縮。在截留液里加入0. 5公斤粉末活性碳吸附脫色，過濾出活性炭后得到含量30%的烏洛 托品溶液50升。
權(quán)利要求
一種利用結(jié)晶分離技術(shù)在甘氨酸氨化液中直接結(jié)晶分離甘氨酸與氯化銨，同時利用膜分離技術(shù)回收催化劑烏洛托品的方法，其特征在于該方法包括以下各步驟步驟一、80℃反應(yīng)結(jié)束的甘氨酸氨化液(甘氨酸含量30％左右、氯化銨含量23％左右、烏洛托品含量5％左右)通入結(jié)晶器中緩慢降溫結(jié)晶；在結(jié)晶器中投放一定量的甘氨酸粉末晶種。結(jié)晶降溫到接近氯化銨的飽和濃度時(溫度40℃ 60℃)停止降溫，溶液在恒溫的條件下再結(jié)晶60分鐘左右。步驟二、甘氨酸結(jié)晶結(jié)束后過濾出固體粗品甘氨酸。粗品甘氨酸經(jīng)過甲醇洗滌后，離心、干燥得到甘氨酸產(chǎn)品。甲醇洗滌液精餾回收甲醇。步驟三、粗品甘氨酸過濾液通過真空連續(xù)蒸發(fā)結(jié)晶器(溫度控制在80℃以下)結(jié)晶得到粗品氯化銨；粗品氯化銨經(jīng)過打漿洗滌、離心、干燥后得到工業(yè)級氯化銨產(chǎn)品。第四步、回收氯化銨后剩下的有色的含有烏洛托品的過濾液體(液體的體積為原氨化液體積的15％ 30％)按照以下兩種方式回收催化劑烏洛托品方法一在含烏洛托品的有色液體中加入液體體積2 4倍的水，利用電滲析器進行脫出氯化銨的脫鹽處理，得到烏洛托品溶液。烏洛托品溶液中加入一定量的粉末活性炭進行脫色除雜質(zhì)處理，過濾出活性炭后得到烏洛托品溶液；方法二在含烏洛托品的有色液體中加入液體體積3 6倍的水，利用納濾設(shè)備進行脫鹽濃縮處理，納濾膜選擇截留分子量為200以下的納濾膜。當納濾截留液的體積是透過液體積的4分之一時，停止?jié)饪s。透過液通過濃縮回收氯化銨。截留濃縮液中加入一定量的粉末活性炭進行脫色除雜質(zhì)處理，過濾出活性炭后得到烏洛托品溶液循環(huán)使用。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于甘氨酸氨化液在80°C反應(yīng)結(jié)束后直接送入結(jié) 晶器中緩慢降溫結(jié)晶，降溫結(jié)晶的過程中投放一定量的甘氨酸粉末晶種。
3.如權(quán)利要求1所述的方法其特征在于其中所述的結(jié)晶降溫到接近氯化銨的飽和濃 度時的溫度為40°C -60°C，溶液在恒溫的條件下再結(jié)晶60分鐘左右。
4.如權(quán)利要求1所述的方法其特征在于粗品甘氨酸過濾液通過真空連續(xù)蒸發(fā)結(jié)晶器 (溫度控制在80°C以下)結(jié)晶、過濾后得到氯化銨產(chǎn)品。
5.如權(quán)利要求1所述的方法其特征在于在含烏洛托品的有色液體中加入液體體積2-4 倍的水，利用電滲析器進行脫出氯化銨的脫鹽處理，得到烏洛托品溶液。烏洛托品溶液中加 入一定量的粉末活性炭進行脫色除雜質(zhì)處理，過濾出活性炭后得到烏洛托品溶液。
6.如權(quán)利要求1所述的方法其特征在于在含烏洛托品的有色液體中加入液體體積3-6 倍的水，利用納濾設(shè)備進行脫鹽濃縮處理，納濾膜選擇截留分子量為200以下的納濾膜。當 納濾截留液的體積是透過液體積的4分之一時，停止?jié)饪s。透過液通過濃縮回收氯化銨。截 留濃縮液中加入一定量的粉末活性炭進行脫色除雜質(zhì)處理，過濾出活性炭后得到烏洛托品 溶液循環(huán)使用。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種利用結(jié)晶分離技術(shù)在氯乙酸法甘氨酸的甘氨酸氨化液中直接結(jié)晶分離甘氨酸與氯化銨，同時利用膜分離技術(shù)回收催化劑烏洛托品的方法。節(jié)省了大量的甲醇回收時的蒸汽消耗，也節(jié)省了甲醇的消耗，生產(chǎn)出副產(chǎn)品工業(yè)級的氯化銨，同時提高了甘氨酸的收率。膜分離技術(shù)主要利用電滲析除鹽技術(shù)及納濾膜分離技術(shù)回收烏洛托品，徹底解決了廢水的環(huán)境污染問題。
文檔編號B01J38/00GK101982456SQ20101028914
公開日2011年3月2日 申請日期2010年9月25日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月25日
發(fā)明者劉長飛 申請人:劉長飛