一种高效生产甘氨酸的方法及海因法生产甘氨酸的鉴定技术

本发明专利技术属于化工领域，具体涉及一种高效生产甘氨酸的方法及海因法生产甘氨酸的鉴定。本发明专利技术的甘氨酸的生产方法：将海因法生产甘氨酸的原料在反应器中于150‑175℃，5‑8MPa条件下反应，反应后汽提，并按常规处理方式得到甘氨酸。同时发现了甘氨酸产品中的杂质甘氨酸二肽仅存在于海因法制备的产品中，即可根据产品中是否含甘氨酸二肽判断甘氨酸产品是否为海因法生产。本发明专利技术的甘氨酸生产方法羟基乙腈的有效转化率高，减少了羟基乙腈的副产物甘氨酸二肽的生成；同时发现甘氨酸二肽仅存在于海因法生产的甘氨酸产品中，并提供了鉴定方法。

An efficient method of glycine production and identification of glycine production by hydantoin method

【技术实现步骤摘要】
一种高效生产甘氨酸的方法及海因法生产甘氨酸的鉴定
本专利技术属于化工领域，具体涉及一种高效生产甘氨酸的方法及海因法生产甘氨酸的鉴定。
技术介绍
甘氨酸的制备工艺有多种，羟基乙腈法生产甘氨酸是近年来报道比较多的方法，该方法较氯乙酸法具有更加环保而引起了国内外关注。羟基乙腈法又分为两种情况：第一种情况：如专利CN1962611B公开了一种以羟基乙腈为原料制备甘氨酸的工艺方法，即将羟基乙腈、氨水混合反应，得到氨基乙腈的氨水溶液，将得到的氨化液直接滴加至40％左右的氢氧化钠水溶液中，在80℃条件下进行水解反应，然后在负压条件下进行脱氨处理，得到甘氨酸钠和亚氨基二乙酸二钠的混合水溶液；得到的甘氨酸钠和亚氨基二乙酸二钠的混合水溶液使用浓硫酸酸化至pH＝5.5左右，然后进行脱色，浓缩高温取硫酸钠，取硫酸钠后的料液冷却至30℃～40℃结晶，得到甘氨酸粗品，母液再经过循环；但是该工艺方法具有以下缺点：(1)产品不容易精制，副产大量低价值的硫酸钠，生成成本较高；(2)含甘氨酸、亚氨基二乙酸一钠盐和硫酸钠混合液分离纯化问题，三者的混合液分离困难，导致分离纯化能耗高，循环套用较为困难；(3)产生大量难以处理的废水废渣。羟基乙腈法的第二种是海因法，该方法是直接以羟基乙腈在高温高压条件下与氨、二氧化碳、水一锅法制备甘氨酸水溶液，如下式所示：但是，该工艺方法生产甘氨酸存在以下问题：由于羟基乙腈的不稳定性，羟基乙腈在高温高压下参与反应，易导致原料分解，羟基乙腈热分解聚合及其副产物产生，使其甘氨酸的收率降低。基于上述原因和现有技术，本专利技术对羟基乙腈经海因法制备甘氨酸的工艺进行了改进，提出了一种甘氨酸的高效生产工艺方法，行之有效地解决了甘氨酸生产过程中暴露出的上述问题，减少了杂质甘氨酸二肽；同时发现了甘氨酸产品中的杂质甘氨酸二肽仅存在于海因法制备的产品中，即可根据产品中杂质鉴别甘氨酸产品是否为海因法生产。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种海因法生产甘氨酸的组合物，其通过对原料的预热方式减少反应中甘氨酸二肽的产生，提高甘氨酸收率。为实现上述目的，本专利技术的技术方案为：一种海因法生产甘氨酸的组合物，所述组合物为海因法生产甘氨酸的原料，其特征在于，所述原料中羟基乙腈为常温，除羟基乙腈外的原料温度为60-175℃。作为优选的方案，所述除羟基乙腈外的原料温度为120-175℃。本专利技术的目的之二在于提供一种甘氨酸的工业化高效生产方法，其减少了羟基乙腈热分解聚合及其副产物产生，降低甘氨酸二肽含量，提高了甘氨酸的收率。为实现上述目的，本专利技术的技术方案为：一种甘氨酸的高效生产方法，其特征在于，包括以下步骤：1)将海因法生产甘氨酸的原料在反应器中于150-175℃，5-8MPa条件下反应，得料液I；2)将步骤1)所述料液I汽提，得料液II；3)将步骤2)所述料液II按常规处理方式得到甘氨酸。作为优选的方案，步骤1)中所述海因法生产甘氨酸的原料为羟基乙腈、碳源、氮源和水。作为优选的方案，所述原料为羟基乙腈、氨、二氧化碳、水或羟基乙腈、碳酸铵、水或羟基乙腈、碳酸氢铵、氨、水。作为优选的方案，步骤1)中所述的羟基乙腈、氨、二氧化碳、水的投料摩尔比为1:6～8:1～5:40～50；或者羟基乙腈、碳酸铵和水的投料摩尔比为1:3～4:40～50；或者羟基乙腈、碳酸氢铵、氨和水的投料摩尔比为1：3～4:3～5:40～50。进一步，步骤1)中所述的羟基乙腈、氨、二氧化碳、水的投料摩尔比为1:6:3:45，或者羟基乙腈、碳酸铵和水的投料摩尔比为1:3:45；或者羟基乙腈、碳酸氢铵、氨和水的投料摩尔比为1：3:3～4:45。作为优选的方案，所述原料中羟基乙腈不预热，其余原料预热至60-175℃。进一步，预热温度优选为120-175℃。作为优选的方案，所述原料不预热，直接混合后加入反应器中，并于反应器中加热、反应。进一步，所述反应器预热至反应温度。作为优选的方案，步骤1)所述反应温度为170-175℃。作为优选的方案，步骤1)所述反应压强为7-8MPa。作为优选的方案，步骤2)汽提的产物回收，循环利用。作为优选的方案，步骤3)具体为：将步骤2)所述料液II经浓缩后冷却结晶，离心得甘氨酸粗品，结晶母液循环至步骤1)中。母液循环套用至反应液，部分甘氨酸二肽可水解为甘氨酸，套用后反应液中甘氨酸和甘氨酸二肽达到动态平衡，即碱解水解法处理二肽；循环到一定次数，当甘氨酸二肽影响产品质量时，多次母液(循环多次后的母液)不再套用当废液处理。作为优选的方案，步骤1)中反应的时间为0.5～8h。进一步，优选为1-6h。作为优选的方案，本专利技术的甘氨酸的高效生产方法还包括步骤：4)将步骤3)得到的甘氨酸进行脱色、重结晶处理，得到甘氨酸产品，重结晶母液循环至步骤3)中。本专利技术的目的之三在于提供一种目的二的方法制备得到的甘氨酸，其具有纯度高、质量高的特点。作为优选的方案，重结晶后获得的甘氨酸产品中甘氨酸二肽的含量小于0.05％。本专利技术的目的之四在于提供一种利用甘氨酸的高效工业化生产装置生产甘氨酸的方法，其装置简单，制备效率高，能量利用率高，且过程简单，甘氨酸收率高，适用于工业化大生产。为实现上述目的，本专利技术的技术方案为：利用甘氨酸的高效生产装置生产甘氨酸的方法，其特征在于，所述甘氨酸的高效生产装置包括静态混合器(1)、反应器(2)、汽提塔(3)、浓缩釜(4)、结晶釜(5)；所述的静态混合器(1)的出口与反应器(2)进口相连接，反应器(2)的出口与汽提塔(3)的进口连接，汽提塔(3)的出口与浓缩釜(4)的进料口连接，所述的结晶釜(5)的进料口与浓缩釜(4)的出料口相连接；所述的反应器(2)设有压力及其温度辅助装置，所述的浓缩釜(4)、结晶釜(5)设有温度调节辅助装置；所述生产甘氨酸的方法包括以下步骤：1)将海因法生产甘氨酸的原料分别通入静态混合器(1)中，混匀后进入反应器(2)中，于150-175℃，5-8MPa条件下反应，反应后得料液I；2)将步骤1)所述料液I经汽提塔(3)汽提，得料液II；3)将步骤2)所述料液II依次在浓缩釜(4)和结晶釜(5)中进行浓缩、冷却结晶，得甘氨酸粗品，结晶母液循环至步骤1)中；4)将步骤3)得到的甘氨酸粗品进行脱色、重结晶处理，得到甘氨酸产品，重结晶母液循环至步骤3)中。作为优选的方案，上述装置还具有换热器。进一步，所述换热器位于反应器(2)与汽提塔(3)之间。所述甘氨酸的清洁生产的工艺操作方法为连续操作方法，适于工业化大生产。作为优选的方案，反应器(2)拥有加压取样装置和搅拌装置。作为优选的方案，静态混合器(1)的入口连接计量泵。本专利技术的目的之五在于提供一种判断甘氨酸产品是否为海因法生产的方法，其判断方法简单、直观。为本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种海因法生产甘氨酸的组合物，所述组合物为海因法生产甘氨酸的原料，其特征在于，所述原料中羟基乙腈为常温，除羟基乙腈外的原料温度为60-175℃，优选120-175℃。/n

【技术特征摘要】
1.一种海因法生产甘氨酸的组合物，所述组合物为海因法生产甘氨酸的原料，其特征在于，所述原料中羟基乙腈为常温，除羟基乙腈外的原料温度为60-175℃，优选120-175℃。


2.一种海因法生产甘氨酸的工业化高效生产方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)将海因法生产甘氨酸的原料在反应器中于150-175℃，5-8MPa条件下反应，得料液I；
2)将步骤1)所述料液I汽提，得料液II；
3)将步骤2)所述料液II按常规处理方式得到甘氨酸。


3.根据权利要求2所述的工业化高效生产方法，其特征在于，步骤1)中所述海因法生产甘氨酸的原料为羟基乙腈、碳源、氮源和水。


4.根据权利要求2所述的工业化高效生产方法，其特征在于，所述原料为羟基乙腈、氨、二氧化碳、水或羟基乙腈、碳酸铵、水或羟基乙腈、碳酸氢铵、氨、水。


5.根据权利要求4所述的工业化高效生产方法，其特征在于，所述原料中羟基乙腈、氨、二氧化碳、水的投料摩尔比为1:6～8:1～5:40～50；或者羟基乙腈、碳酸铵和水的投料摩尔比为1:3～4:40～50；或者羟基乙腈、碳酸氢铵、氨和水的投料摩尔比为1：3～4:3～5:40～50。


6.根据权利要求2所述的高效生产方法，其特征在于，所述羟基乙腈不预热，其余原料预热至60-175℃。


7.根据权利要求2所述的工业化高效生产方法，其特征在于，所述原料不预热。


8.根据权利要求2所述的高效生产方法，其特征在于，步骤2)汽提的产物回收，循环利用。


9.根据权利要求2所述的高效生产方法，其特征在于，步骤3)具体为：将步骤2)所述料液II经浓缩后冷却结晶，离心得甘氨酸，结晶母液循环至步骤1)中。


10.根据权利要求2所述的清洁生产方法，其特征在于，还包括步骤：
4)将步骤3)得到的甘氨酸进行脱色、重结晶处理，得到甘氨酸产品，重结晶母液循环至步骤3)中。


11.根据权利要求2所述的高效生产方法，其特征在于，步骤1)中反应的时间为0.5～8h。


12.权利要求2所述的方法制备得到的甘氨酸产品，其特征在于，所述甘氨酸产品中甘氨酸含量大于98.5％，...

【专利技术属性】
技术研发人员：龙晓钦，代小妮，唐悫君，黄云富，李勇，周明权，梁堂春，孙洪飞，任权，
申请(专利权)人：重庆紫光化工股份有限公司，
类型：发明
国别省市：重庆;50