催化剂乌洛托品回收循环利用的方法研究

吕海燕

（衡水学院，河北 衡水 053010）

在我国的传统的甘氨酸生产工艺中，往往会采用氯乙酸与液氨，在催化剂乌洛托品的作用下，进行氨解反应，反应后，通过发挥醇析法的作用，分离其中的甘氨酸。在该试验中，还需要借助纳滤膜分离技术，将甘氨酸甲醇母液里面的甘氨酸产品和乌洛托品产品进行回收。

1 回收乌洛托品的原理与意义

1.1 回收原理

在采取回收氯乙酸氨解法合成甘氨酸的过程中，为了能够使其充分反应，还需要加入适量的乌洛托品作为催化剂。在将水作为反应溶剂的生产中，通过在q中，加入甲醇溶液提取甘氨酸，则在该水溶液中还残留有甲醇、乌洛托品，氯化铵。如果直接将该混合溶液倒回精馏塔，对其中的甲醇进行回收，在通常情况下溶液中的乌洛托品混入到氯化铵中，不能对其进行回收。这就很容易导致乌洛托品的损耗较大，且所需要的成本也较高，因此就需要对其进行改进与完善[1]。

1.2 回收意义

在传统的废水处理中，采取的甘氨酸生产工艺，往往是在采用氯乙酸与液氨在乌洛托品存在下进行氨解反应，然后再采用醇析法分离甘氨酸。在生产中，如果生产一吨甘氨酸就需要排放出12m3～13m3的含有甲醇的母液，其中氯化铵的含量约为5%、甘氨酸含量约为0.8%。该方式通过精馏将其中的甲醛回收后，将该溶液直接作为废水配出，但是每生产与处理一吨甘氨酸需要耗费150～200kg的乌洛托品。该方式不仅会导致大量的资源被浪费，还会对环境造成严重的危害。在采取醇析分离甘氨酸同时，往往还有8%～10%的甘氨酸随着废水流出，这也导致了资源的浪费。

近年来，逐渐兴起与发展了一种新型膜分离技术—纳滤。在该技术中，应用的纳滤膜拥有纳米微孔的复合荷电膜，其原理适合于分子量在100～1000，能够对该范围内的有机分子进行分离；并能够利用其中的电荷效应，对其中的单价离子与多价离子及中性物质进行分离。在回收氯乙酸法中甘氨酸催化剂乌洛托品方法中应用纳滤膜的截流作用，不仅能够将甘氨酸甲醇母液中的甘氨酸和乌洛托品截流浓缩液中，并通过采取脱色处理与生产，可以实现其回收甘氨酸和乌洛托品的目标。该方式不仅能够实现对甘氨酸、乌洛托品的同时回收，也能使其单独回收，减少资源浪费[2]。

2 设施步骤

本课题采用纳滤膜分离技术，在实际生产中，对甘氨酸甲醇母液进行分离。利用纳滤膜分离的截流性能和荷电性的作用，把乌洛托品分离并进行回收，从而较好的实现甘氨酸和乌洛托品的分离[3]。

操作原理是甘氨酸甲醇母液通过纳滤膜，母液中大部分的乌洛托品、少量的氯化铵和一些副产杂质等被节流在母液中，而大量的甘氨酸、大量的氯化铵则能通过纳滤膜，达到了分离的效果（图1）。

图1 工艺流程图

纳滤设备中的纳滤膜为卷式有机膜，特点浓缩与截留的分子量为100-300。

为了对其有效性进行验证，可以对其进行实验。工艺流程见图2所示。

图2 乌洛托品分离工艺流程图

3 结语

在处理氯乙酸法甘氨酸有毒废水时，可以使用回收氯乙酸法中甘氨酸催化剂乌洛托品的方法，能够尽可能的回收与再利用其中的有效资源。在应用纳滤方法的中，通过优化工艺参数，确定合理的操作条件，采用蒸发浓缩、冷却结晶及蒸馏的方法来实现甘氨酸和乌洛托品的分离。这样能减少对环境的污染，实行资源的再利用，促进社会的可持续发展。