催化劑烏洛托品回收循環利用的方法研究

呂海燕

（衡水學院，河北 衡水 053010）

在我國的傳統的甘氨酸生產工藝中，往往會采用氯乙酸與液氨，在催化劑烏洛托品的作用下，進行氨解反應，反應后，通過發揮醇析法的作用，分離其中的甘氨酸。在該試驗中，還需要借助納濾膜分離技術，將甘氨酸甲醇母液里面的甘氨酸產品和烏洛托品產品進行回收。

1 回收烏洛托品的原理與意義

1.1 回收原理

在采取回收氯乙酸氨解法合成甘氨酸的過程中，為了能夠使其充分反應，還需要加入適量的烏洛托品作為催化劑。在將水作為反應溶劑的生產中，通過在q中，加入甲醇溶液提取甘氨酸，則在該水溶液中還殘留有甲醇、烏洛托品，氯化銨。如果直接將該混合溶液倒回精餾塔，對其中的甲醇進行回收，在通常情況下溶液中的烏洛托品混入到氯化銨中，不能對其進行回收。這就很容易導致烏洛托品的損耗較大，且所需要的成本也較高，因此就需要對其進行改進與完善[1]。

1.2 回收意義

在傳統的廢水處理中，采取的甘氨酸生產工藝，往往是在采用氯乙酸與液氨在烏洛托品存在下進行氨解反應，然后再采用醇析法分離甘氨酸。在生產中，如果生產一噸甘氨酸就需要排放出12m3～13m3的含有甲醇的母液，其中氯化銨的含量約為5%、甘氨酸含量約為0.8%。該方式通過精餾將其中的甲醛回收后，將該溶液直接作為廢水配出，但是每生產與處理一噸甘氨酸需要耗費150～200kg的烏洛托品。該方式不僅會導致大量的資源被浪費，還會對環境造成嚴重的危害。在采取醇析分離甘氨酸同時，往往還有8%～10%的甘氨酸隨著廢水流出，這也導致了資源的浪費。

近年來，逐漸興起與發展了一種新型膜分離技術—納濾。在該技術中，應用的納濾膜擁有納米微孔的復合荷電膜，其原理適合于分子量在100～1000，能夠對該范圍內的有機分子進行分離；并能夠利用其中的電荷效應，對其中的單價離子與多價離子及中性物質進行分離。在回收氯乙酸法中甘氨酸催化劑烏洛托品方法中應用納濾膜的截流作用，不僅能夠將甘氨酸甲醇母液中的甘氨酸和烏洛托品截流濃縮液中，并通過采取脫色處理與生產，可以實現其回收甘氨酸和烏洛托品的目標。該方式不僅能夠實現對甘氨酸、烏洛托品的同時回收，也能使其單獨回收，減少資源浪費[2]。

2 設施步驟

本課題采用納濾膜分離技術，在實際生產中，對甘氨酸甲醇母液進行分離。利用納濾膜分離的截流性能和荷電性的作用，把烏洛托品分離并進行回收，從而較好的實現甘氨酸和烏洛托品的分離[3]。

操作原理是甘氨酸甲醇母液通過納濾膜，母液中大部分的烏洛托品、少量的氯化銨和一些副產雜質等被節流在母液中，而大量的甘氨酸、大量的氯化銨則能通過納濾膜，達到了分離的效果（圖1）。

圖1 工藝流程圖

納濾設備中的納濾膜為卷式有機膜，特點濃縮與截留的分子量為100-300。

為了對其有效性進行驗證，可以對其進行實驗。工藝流程見圖2所示。

圖2 烏洛托品分離工藝流程圖

3 結語

在處理氯乙酸法甘氨酸有毒廢水時，可以使用回收氯乙酸法中甘氨酸催化劑烏洛托品的方法，能夠盡可能的回收與再利用其中的有效資源。在應用納濾方法的中，通過優化工藝參數，確定合理的操作條件，采用蒸發濃縮、冷卻結晶及蒸餾的方法來實現甘氨酸和烏洛托品的分離。這樣能減少對環境的污染，實行資源的再利用，促進社會的可持續發展。