專利名稱：一種分離甘氨酸與氯化銨混晶固體的方法
技術領域：
本發明涉及一種常溫下分離甘氨酸與氯化銨混晶固體的工藝，屬于化工分離技術領域。
背景技術：
國內傳統的氯乙酸法甘氨酸生產工藝如下在通有冷卻水的反應釜里加入催化劑烏洛托品含量15%左右的水溶液，同時滴加81%左右含量的氯乙酸水溶液并通入液氨，在PH值6. 5-7、反應溫度80°C左右的條件下進行氨解反應。反應結束后得到的含有甘氨酸和氯化銨的氨解反應液用甲醇醇析的方法分離得到甘氨酸產品。生產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、I %左右的烏洛托品、O. 8%左右的甘氨酸。 生產一噸甘氨酸需要消耗6噸左右的蒸汽用于回收Ilm3左右含量92%的甲醇。還有相關技術水相法甘氨酸氨解反應液經過減壓濃縮，冷確、結晶、離心過濾后會得到甘氨酸和氯化銨的混合晶體。混晶用水加熱溶解后，使用甲醇醇析得到甘氨酸產品。另據文獻報道，有利用醇相法生產甘氨酸的工藝在甲醇(或乙醇)溶液中，在烏洛托品的催化作用下，完成氯乙酸與氨的氨解反應生成甘氨酸與氯化銨的混合晶體。混晶用水加熱溶解后，使用甲醇醇析得到甘氨酸產品。混晶用水加熱溶解后，使用甲醇醇析得到甘氨酸產品的方法，還是要消耗十立方以上含量92%的甲醇，需要消耗5噸以上的蒸汽用于精餾回收甲醇。
發明內容
本發明提供了一種利用反相層析法分離原理，使用層析分離柱分離甘氨酸與氯化銨混晶的工藝。利用氯化銨與甘氨酸在甲醇水溶液中的分配性質的差別，使甲醇水溶液連續的通過氯化銨與甘氨酸混合晶體的固相，氯化銨溶解于甲醇水溶液中并達到飽和狀態，而甘氨酸在甲醇水溶液中的溶解度極小，從而使氯化銨與甘氨酸分離。本發明是通過以下方法實現的I、甘氨酸和氯化銨混合晶體分別裝進2—8個高徑比為20 1-5 I的帶有螺帶式攪拌器的串聯的層析柱內。倒數第一個層析柱作為備用層析柱。層析柱外面有加熱套，可以通入熱水或蒸汽加熱(氯化銨溶解是吸熱過程，需要保持層析柱里甲醇溶液的溫度恒定)O2、甲醇水溶液的濃度為60% —95%，在計量泵的作用下，由主層析柱的底部通入，依次通過串聯的層析柱中的靜態的混合晶體床；甲醇溶液在層析柱內的空速為1-120分鐘；主層析柱(第一個層析柱)通入甲醇溶液的時間為60-600分鐘；溫度20°C -50°C。3、被氯化銨飽和的甲醇水溶液由倒數第二個層析柱頂部流出，進入收集槽，再經過精餾(或蒸餾)回收甲醇、濃縮脫水、結晶、離心、干燥得到含量為99%的氯化銨固體。氯化氨離心母液入收集槽，因其中還含有少量的甘氨酸，當甘氨酸含量富集到含量20%左右時，采用醇析的方法回收其中的甘氨酸。醇析過濾后的甲醇母液與副層析柱流出的液體一同處理。氯化銨離心母液也可以返回到備用層析柱內，回收其中的甘氨酸；4、層析柱內合格的甘氨酸晶體在螺帶式攪拌器的推進作用下放入稠厚結晶器，再經過離心分離、干燥得到純度為99. 5%以上的甘氨酸產品。主層析柱內的甘氨酸合格后，切換原來的第二副層析柱為新主層析柱。5、主層析柱離心分離出來的甲醇母液單獨進入收集槽中，直接返回層析柱中用來層析分離甘氨酸與氯化銨的混晶。6、甘氨酸與氯化銨的混合晶體中，氯化銨的含量為1% —60%。
本發明有以下優點I、使用少量的甲醇醇析甘氨酸，甲醇的使用量是目前工藝使用量的三分之一左右，節省了大量的甲醇回收時的蒸汽消耗，也節省了甲醇的消耗；2、副產品氯化銨的品質提高，可以生產工業級的氯化銨產品，提升產品的利潤空間；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、甘氨酸產品純度高，可以達到99. 5%以上；
具體實施實例在串聯的5個650毫升容積的層析柱中，前四個層析柱中各裝入250克甘氨酸和氯化銨的混晶固體(水分含量2. 8%、氯化銨含量36. 9% )。醇水溶液加料泵選折柱塞泵(Q = O. 01 9. 99ml/min, P = O 7MPa)。層析柱外面纏繞好伴熱帶。選擇甲醇濃度70%的醇水溶液，柱塞泵以8ml/min的速度通入甲醇。由于氯化銨溶解是吸熱過程，要開啟伴熱帶，保持層析柱中溶液的溫度在30°C -40°C之間。當第三個層析柱中甲醇水溶液充滿后，停止通甲醇溶液。第一個層析柱過濾分離出固體后,經過干燥,得到130. 6克甘氨酸(其中甘氨酸含量99. 6%,氯尚子含量O. 23% )。第二個層析柱變成主層析柱，把第一個層析柱的過濾液，混合入70%的甲醇溶液中，用泵繼續通入第二個層析柱。第五個層析柱裝好甘氨酸和氯化銨的混晶，作為第四個層析柱；第一個層析柱也裝好混晶，作為第五個層析柱。當改成第五個層析柱的原第一個層析柱也充滿甲醇水溶液時，主層析柱出料。甘氨酸過濾出來的甲醇水溶液循環使用。按照以上辦法處理第二柱甘氨酸152克(其中甘氨酸含量99. 1%，氯離子含量O. 34% )；第三柱甘氨酸153克(其中甘氨酸含量99. 3%,氯尚子含量O. 31% )；第四柱甘氨酸158克(其中甘氨酸含量99. 4%，氯離子含量O. 27% )。
權利要求
1.一種利用反相層析法分離原理，使用層析分離柱分離甘氨酸與氯化銨混晶固體的方法。利用氯化銨與甘氨酸在甲醇水溶液中的分配性質的差別，使甲醇水溶液連續的通過氯化銨與甘氨酸混合晶體的固相，氯化銨溶解于甲醇水溶液中并達到飽和狀態，而甘氨酸在甲醇水溶液中的溶解度極小，從而使氯化銨與甘氨酸分離。其特征在于該方法包括以下各步驟 步驟一、甘氨 酸和氯化銨混合晶體分別裝進2-8個高徑比為20 1-5 I的帶有螺帶式攪拌器的串聯的層析柱內。倒數第一個層析柱作為備用層析柱。層析柱外面有加熱套，可以通入熱水或蒸汽加熱。
步驟二、甲醇水溶液的濃度為60%-95%，在計量泵的作用下，由主層析柱的底部通入，依次通過串聯的層析柱中的靜態的混合晶體床；甲醇溶液在層析柱內的空速為1-120分鐘；主層析柱(第一個層析柱)通入甲醇溶液的時間為60-600分鐘；溫度20°C--5(TC。
步驟三、被氯化銨飽和的甲醇水溶液由倒數第二個層析柱頂部流出，進入收集槽，再經過精餾(或蒸餾)回收甲醇、濃縮脫水、結晶、離心、干燥得到含量為99%的氯化銨固體。
步驟四、氯化氨離心母液入收集槽，因其中還含有少量的甘氨酸，當甘氨酸含量富集到含量20 %左右時，采用醇析的方法回收其中的甘氨酸。醇析、過濾后的甲醇母液與副層析柱流出的液體一同處理。氯化銨離心母液也可以返回到備用層析柱內，回收其中的甘氨酸。
步驟五、主層析柱內合格的甘氨酸晶體在螺帶式攪拌器的推進作用下放入稠厚結晶器，再經過離心分離、干燥得到純度為99%以上的甘氨酸產品。主層析柱內的甘氨酸合格后，切換原來的第二副層析柱為新主層析柱。
步驟六、主層析柱離心分離出來的甲醇母液單獨進入收集槽中，直接返回層析柱中用來層析分離甘氨酸與氯化銨的混晶。
2.如權利要求I所述的方法，其特征在于甘氨酸和氯化銨混合晶體分別裝進2-8個高徑比為20 1-5 I的帶有螺帶式攪拌器的，并且帶有加熱套的、串聯的層析柱內。
3.如權利要求I所述的方法，其特征在于通入層析柱中的甲醇水溶液的濃度為60% —95%。
4.如權利要求I所述的方法，其特征在于主層析柱離心分離出來的甲醇母液單獨進入收集槽中，直接返回層析柱中用來層析分離甘氨酸與氯化銨的混晶。
全文摘要
本發明提供了一種利用反相層析法分離原理，使用層析分離柱分離甘氨酸與氯化銨混晶的工藝。利用氯化銨與甘氨酸在甲醇水溶液中的分配性質的差別，使甲醇水溶液連續的通過氯化銨與甘氨酸混合晶體的固相，氯化銨溶解于甲醇水溶液中并達到飽和狀態，而甘氨酸在甲醇水溶液中的溶解度極小，從而使氯化銨與甘氨酸分離。甘氨酸和氯化銨混合晶體分別裝進2--8個高徑比為20∶1-5∶1的帶有螺帶式攪拌器的串聯的層析柱內。甲醇水溶液的濃度為60％-95％，在計量泵的作用下，由主層析柱的底部通入，依次通過串聯的層析柱中的靜態的混合晶體床。
文檔編號C01C1/16GK102653513SQ20111004778
公開日2012年9月5日 申請日期2011年3月1日 優先權日2011年3月1日
發明者劉長飛, 張玉章 申請人:劉長飛, 張玉章