專利名稱：一種在反應釜進行循環環保法生產甘氨酸的方法
技術領域：
本發明屬于精細化工領域，具體的，涉及甘氨酸的制備方法，特別是涉及一種在反應釜進行循環環保法生產甘氨酸的方法。
背景技術：
甘氨酸的醇相合成方法已有諸多報道。人們一直在尋找提高甘氨酸合成收率及品質，以及降低烏洛托品消耗，降低成本的方法。例如，CN1340498A公開了一種甘氨酸制備工藝，用氯乙酸和氨作液相反應，反應后分離出甘氨酸，步驟為:(I)將反應后的溶液冷卻結晶分離出甘氨酸/氯化銨混晶；取出混晶后的母液返回反應體系，循環套用；(2)所述的混晶用醇-水混合液溶解其中的氯化銨，分離出甘氨酸；取出甘氨酸后的母液脫醇后冷卻結晶分離出氯化銨；取出氯化銨后的母液與所述脫出的醇混合后返回混晶溶解體系，循環套用；(3)所述的反應在催化劑烏洛托品存在下進行，將氯乙酸和烏洛托品用溶劑溶解后輸入管式反應器，同時輸入氨氣或氨水，所述的溶劑為水、醇或醇-水混合液。該發明一方面使用管式反應器，反應的產量少，另一方面，產品用醇水溶液分離，產生了大量的廢液，醇水溶液。本發明針對現有技術中甘氨酸制備工藝存在的缺陷，對制備工藝進行了改良，克服了現有技術的缺陷，解決長期以來難以解決的工業化生產危險、制備過程繁瑣的問題，實現了一體全流程的節能環保的生產方法。本發明的目的在于克服上述缺陷，提供一種產品質量穩定，收率高，成本低，適合工業化大規模生產的甘氨酸制備工藝。

發明內容
為解決上述問題，本發明提供了一種反應釜中循環環保法生產甘氨酸和氯化銨的方法，該方法包括:在反應釜中加入甲醇、氯乙酸和烏洛托品，然后向反應釜中通入氨氣，降溫條件下進行反應，反應結束后，將反應溶液離心，獲得甘氨酸和氯化銨晶體混合物固體和母液，固體用于從中分離甘氨酸和氯化銨，母液用作下一次反應的原料，其特征在于:反應在反應釜中進行，反應釜的體積大于等于5立方米，反應釜一直處于降溫狀態和攪拌狀態，反應釜中通入氨氣的速度控制在每小時氨氣通入的摩爾數與反應釜中原始氯乙酸的摩爾數的比例為0.5-2.0。優選的，上述方法中，反應釜中通入氨氣的速度控制在每小時氨氣通入的摩爾數與反應釜中原始氯乙酸的摩爾數的比例為1.0-2.0。優選的，上述方法中，反應體系一直處于冷卻套的冷卻中，即使反應液體處于沸騰狀態，也繼續對其進行冷卻。本發明的生產方法僅僅適用于甲醇制備甘氨酸，不適用于水相或醇水相制備甘氨酸。本發明的方法中 ，所述的甲醇含水量低于0.15wt%，優選的，低于0.1Owt%0整個反應體系中無水的含義是除了甲醇中存在的可以忽略的甲醇外，可能在氯乙酸中含有的可以忽略的水，而氯乙酸采用的是工業用氯乙酸，其中的含水量低于0.1%，優選的，采用低于
0.05%的氯乙酸。本發明上述制備甘氨酸的方法，一方面，由于使用反應釜進行放大生產，那么對于反應過程中的條件控制特別重要，尤其是反應的時間，如果反應的時間過長，影響產量，如果反應過快，要求通入的氨氣過快，或者將反應體系升溫，這樣則會導致反應爆沸，嚴重的會產生爆炸的危險，還有會導致副反應增加。本發明通過控制合適的氨氣通入速度，同時反應過程中對反應釜進行降溫并進行攪拌，反應的時間并沒有延長，而且能夠保證反應完全，反應安全。在使用烏洛托品制備甘氨酸的反應中，一般需要水才能夠使得反應快速反應完全，如果沒有水參與反應，則反應需要升高溫度提高反應速度，否則反應時間比較長，所以一旦提高溫度就會使得反應的副產物增加，例如副產物NH (CH2COOH) 2或副產物N(CH2COOH) 3，所以只能采取其他途徑來解決該問題，例如公開號CN1410417A中所使用的兩步法進行制備甘氨酸，該兩步法制備使得反應的過程變得繁瑣，在大量的工業生產中操作復雜，反而延長了生產時間，雖然縮短了反應時間，但是整體工藝上時間并沒有縮短。而本發明的方法，是在反應過程中降溫，并不升溫，反應過程中對反應釜用冷卻套冷卻，低溫反應避免了副產物的產生，然后通過控制氨氣通入速率調節反應速度，保證反應的低溫下進行無副產物生產，又保證反應的速度不受大影響，解決擴大化生產的難題。上述方法中，反應釜中具有攪拌器對反應溶液進行攪拌，保證反應均勻。本發明的方法突破了甲醇相擴大化生產甘氨酸的技術問題，實現了反應體系反應速度、反應時間的協調，使得反應過程中沒有副產物產生，又保證反應速度提高。
具體實施例方式為了理解本發明，下面以實施例進一步說明本發明，但不限制本發明。實施例1實施例中提到的第幾部步驟實際上是為了清楚闡述反應過程進行的劃分，實際反應過程并不是如此分步驟，整個反應過程實際上是連續的。第一步:將IOOOkg的氯乙酸、4000L的甲醇、260Kg的烏洛托品混合物于5立方米反應釜中，通入氨氣，通入氨氣的速度是每小時通入氨氣摩爾速度和原始氯乙酸的總摩爾量的比例為2，反應過程中用冷卻套對反應釜進行冷卻；反應體系的pH達到7.8并且保持5分鐘不變后，不再通入氨氣，計算通入氨氣的時間為66分鐘。反應過程中保持對反應體系進行攪拌。第二步:反應完成后用冷卻套繼續冷卻反應釜，當反應溶液的溫度達到40°C的時候，將溶液通入離心機中，離心分離甘氨酸和氯化銨的晶體混合物固體和母液。實施例2重復實施例1的操作，調整氨氣通入溶液的速度，將每小時通入氨氣摩爾速度和原始氯乙酸的總摩爾量的比例分別調整到4、3、2、1、0.5。通入氨氣的速度及其反應效果的情況參見下表， 其中反應時間是指反應體系的pH達到7.8后5分鐘不變的時間。
權利要求
1.一種在反應釜中循環環保法生產甘氨酸和氯化銨的方法，該方法包括:在反應釜中加入甲醇、氯乙酸和烏洛托品，然后向反應釜中通入氨氣，降溫條件下進行反應，反應結束后，將反應溶液離心，獲得甘氨酸和氯化銨晶體混合物固體和母液，固體用于從中分離甘氨酸和氯化銨，母液用作下一次反應的原料，其特征在于:反應在反應釜中進行，反應釜的體積大于等于5立方米，反應釜一直處于降溫狀態和攪拌狀態，反應釜中通入氨氣的速度控制在每小時氨氣通入的摩爾數與反應釜中原始氯乙酸的摩爾數的比例為0.5-2.0。
2.根據權利要求1所述的方法，其中反應釜中通入氨氣的速度控制在每小時氨氣通入的摩爾數與反應釜中原始氯乙酸的摩爾數的比例為1.0-2.0。
3.根據權利要求1所述的方法，其中反應體系一直處于冷卻套的冷卻中，即使反應液體處于沸騰狀態，也繼續對其進行冷卻。
4.根據權利要求1所述的方法，其中甲醇含水量低于0.15wt%，優選的，低于.0.10wt %。
全文摘要
本發明涉及一種在反應釜進行循環環保法生產甘氨酸的方法，該方法包括在反應釜中加入甲醇、氯乙酸和烏洛托品，然后向反應釜中通入氨氣，降溫條件下進行反應，反應結束后，將反應溶液離心，獲得甘氨酸和氯化銨晶體混合物固體和母液，固體用于從中分離甘氨酸和氯化銨，母液用作下一次反應的原料，其特征在于反應在反應釜中進行，反應釜的體積大于等于5立方米，反應釜一直處于降溫狀態和攪拌狀態，反應釜中通入氨氣的速度控制在每小時氨氣通入的摩爾數與反應釜中原始氯乙酸的摩爾數的比例為0.5-2.0。本發明的方法突破了甲醇相擴大化生產甘氨酸的技術問題，實現了反應體系反應速度、反應時間的協調，使得反應過程中沒有副產物產生，又保證反應速度提高。
文檔編號C07C227/08GK103086904SQ201110346328
公開日2013年5月8日 申請日期2011年11月4日 優先權日2011年11月4日
發明者章高弟, 薛照先, 張善學, 仇榮慶 申請人:海南正業中農高科股份有限公司