Claims (5)
водный раствор едкого натра с небольшим кабьпком, поддержива во всей системе давпевие 20-25 атм, полученный реакционный , продукт освобождают от аммиака нейтрализуют, концентрируют дооуха и мо йонатрийнминод ипропио нат, содержашийс в емеси сопей в качестве побочного продукта , полностью удал ют экстракцией метан лом. Согласно иаобретеншо способ непрерывного получени f) -аланина осуществл ют , примен в систему двух реакторов трубчатого типа, В первой секции первого реактора нагревают 25%-ный водный раствор аммиака до 10О-150°С, преймущественно 125 С, и подают акрилонитрил с помощью форсунки при мол рном соотношении от 1:5 - 1:12, преимущественно 1:8 по отношению к аммиаку. При скорости потока не менее 2 О м/с перемешивание имеет место лишь в непосредственной области струн акрилонитрила. Такие услови смешени компонентов реакции гарантируют высокий выход |i -ами нопропионитрила, при этом врем уреакции составл ет примерно 1 мин. Во iBTopoM реакторе трубчатого типа к аммиачному реакционному раствору добавл ют 45%-ный водный раствор гидроокиси натри с небольшим избытком, причем температура повышаетс до 13О- . Благодар клапану дл сброса давлени во всей системе поддерживают давление 20-25 ати. При этих услови х нопроп онитрил за короткое врем , равное примерно 2 мин.гидролизуетс с выходом 98-100%в натриевую соль jS-аланина.После прохождени клапана дл сброса давлени раствор натриевой соли |i -аланина освобождают от аммиака на дистилл ционной колонне, работающей под действием пара, причем 95 % аммиака, использованного дл синтеза, регенерируетс . Установлено, что благодар высокой концентрации аммиака при повышенных температурах |,| -иминодипропионова кислота, вл юща с побочным продуктом процесса, может в известной степени пре вращатьс в (3-аланкн, В св зи с этим метанольный раствор мононатриевой соли J5, -иминодипропионата, образовавшийс при очистке И -апанина ипи натриевой соли р -аланина, освобождают с помощь дистилл ции от метилового спирта и водный остаток после дистилл ции на отдель ной стадии способа нагревают в автоклаве в течение ЗО-6О мин с 25%-ным водным раствором аммиака при 1 SOISO C , преимущественно 150-175 С, При этих услови х происходит образование примерно 50 % ft-аланина. Реакционный раствор отгонкой с м гким паром освобождают от аммиака и объедин ют с щелочным гидролизным раствором, полученным на стадии получени натриевой соли |5 -аланина. Поскольку при осуществлении взаимодействи указанным образом не происходит никаких побочных реакций, практически вс выделенна в качестве побочного продукта |i, р-имннодипропионова кислота превращаетс в |5-аланин , Согласно изобретению общий выход целевого продукта достигает примерно 95 %. Благодар непрерывному проведению синтеза от акрилонитрила до натриевой соли 5-апанина в одну стадию отпадает необходимость в выделении промежуточного продукта - -аминопропионитрила . Очень короткое врем реакции делает возможным большие загрузки реагентов В расчете на реакционный объем, На чертеже приведена схема осуществлени способа. Пример, В первой секции реактора трубчатого типа, который выполнен в качестве трубчатого теплообменника с рубашкой 1, нагревают до температуры 127°С19,5 л/ч 25%-ного аглмиака (4,42 кг NHj, 260 моль). Во второй секции 2 того же трубчатого реактора предварительно нагретый указанным образом аммиак смешивают с помощью форсунки с 2,02 д/ч акрилонитрила (1,64 кг, 31 моль) при скорости потока минимум 2О м/с При этом температура смеси повыщаетс до 135-138 С. Во втором реакторе трубчатого типа 3 к выход щей из первого трубчатого реактора реакционной смеси прибавл ют с помощью форсунки 2,24 л 45%-ного раствора гидроокиси натри (1,49 кг NaOH, 37 моль). При этом температура смеси еще раз повыШаетс до 140-15О°С, В системе двух трубчатых реакторов с помощью клапана 4поддерживают посто нное давление 25 ати. После прохождени этого клапана дл сброса давлени реакционна смесь частично испар етс благодар теплообменнику 5и попадает в непрерывно работающую ректификационную колотгау 6, В головной части колонны производ т отбор 25 %-ного водного раствора аммиака, который непосредственно снова может быть использован в процессе. Свободный от аммиака продукт, который отбирают из нижней части колонны, пропускают через холодильни 7и охлаждают до комнатной температуры 8растворе довод т при охлаждении рН до 7,0 пoqэeдcтвoм прибавлени 70%-ной серной кислоты и непосредственно после этого упаривают при нормальном давлени до сухого состо ни . Полученные указанным способом 5,2 кг/ч твердого вешества интенсивно перемешивают при комнатной температуре с 5-6 кг метилового спирта в течение 1О-ЗО мин, остаток от фильтровывают и промывают небольшим количеством метилового спирта. Высушен ный остаток содержит 2,44 кг сернокислого натри и 2,23 кг р -апанина, что соответствует выходу 81,О %. П р и м е р 2. Полученный аналогично примеру 1 не содержащий аммиака продукт, который выдел ют из нижней части колонны 6, обрабатывают по следующей методике. В охлажденном растворе довод т с помощью катионообменника Вофатит KPS в форме Н рН до 7,0 и обменнйк промывают п тикратным количеством воды. Раствор и промывные воды объедин ют и упаривают при нормальном давлении до сухого остатка. Полученные указанным образом 2,8 кг/ч твердого вещества интенсивно перемешивают при комнатной температуре с 5-6 кг метилового спирта в течение 1О-30 мин, остаток отфильтровывают и промывают небольшим количеством метилового спирта. Высушенный остаток содержит 2,23 кг |i -апанина с степенью чистоты 99-100%. П р и м е р 3 Полученный в примере 1 или 2 метанольный экстракт с содержанием 7 О г/л мононатриевой сопи иминодипропионовой кислоты освобождают от метилового спирта с помощью дистилл ции с вод ным паром. В водный раств при охлаждении пропускают аммиак до тех пор, пока концентраци аммиака не составит. 25%, Полученный указанным способом раствор перевод т в автоклав и нагревают в течение 1 ч при 150 С, причем давление повышаетс до 24-25 ати. После окончани реакции раствор содержит 50,3% ft-апанина в расчете на использованное количество моно- натриевой соли иминодипропионовой кислоты . Формула изобретени Способ непрерывного получени /3 -аланина из акрилонитрила и водного аммиака с последующим гидролизом образовавщегос 5-аминопропионитрила до /3-аланина при нагревании и повышенном давлении , отлич.аюшийс тем, что, с пелью упрошени процесса и повышени выхода и качества целевого продукта, процесс провод т в двух реакторах трубчатого типа; в первый реактор подают водный аммиак и дозируют через форсунку акрилонитрип со скоростью не менее 2О м/с, а во втором реакторе непосредстввенно после этого к аммиачному раствору добавл ют 45%-ный водный раствор едкого натра с небольшим избытком. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе: 1.Патент США М 23774О1, кл, 26О-534, О5.О6. 1945. an aqueous solution of caustic soda with a small cap, maintaining a pressure of 20-25 atm throughout the system, the resulting reaction, the product is freed from ammonia, neutralized, concentrated to the air and my sodium iminopropion contained in a mixture of sopi as a by-product, is completely removed by extraction with methanol . According to the invention, the method of continuous production of f) -alanine is carried out using a tubular type system in two reactors. In the first section of the first reactor, a 25% aqueous solution of ammonia is heated to 10 -50 ° C, mostly 125 ° C, and acrylonitrile is fed through a nozzle at a molar ratio of 1: 5 to 1:12, preferably 1: 8 with respect to ammonia. At a flow rate of at least 2 O m / s, mixing takes place only in the immediate region of the acrylonitrile strings. Such conditions of mixing the components of the reaction guarantee a high yield of | i - nopropionitrile, while the ureaction time is about 1 minute. In a tubular type iBTopoM reactor, a 45% aqueous solution of sodium hydroxide is added to the ammoniacal reaction solution with a slight excess, with the temperature rising to 13 O-. Due to the pressure relief valve in the entire system, the pressure is maintained at 20-25 MPa. Under these conditions, noprop onitrile in a short time, equal to about 2 minutes, hydrolyzes with a yield of 98-100% to the sodium salt of jS-alanine. After passing the valve to release pressure, the solution of sodium salt | i -alanine is freed from ammonia on the distillation column, working under the action of steam, with 95% of the ammonia used for the synthesis being regenerated. It was found that due to the high concentration of ammonia at elevated temperatures |, | | The iminodipropionic acid, which is a byproduct of the process, can to a certain extent be converted into (3-alankn, therefore, the methanol solution of monosodium salt J5, i-iminodipropionate, formed during the purification of AND -panine and the sodium salt of p-alanine, distilling off methyl alcohol with the help of distillation, and the water residue after distillation is heated in an autoclave at an individual stage of the process for 30-o 6 minutes with a 25% aqueous solution of ammonia at 1 SOISO C, preferably 150-175 ° C, under these conditions x an education takes place about 50% of ft-alanine. The reaction solution by mild steam distillation is freed from ammonia and combined with the alkaline hydrolysis solution obtained at the stage of sodium 5-alanine sodium salt. Since the reaction in this way does not cause any side reactions, almost all isolated as a by-product | i, p-aminodipropionic acid is converted to | 5-alanine. According to the invention, the overall yield of the desired product reaches about 95%. Due to the continuous synthesis from acrylonitrile to the sodium salt of 5-apanine in one stage, there is no need to isolate the intermediate product α-aminopropionitrile. A very short reaction time makes it possible to load large reagents. Based on the reaction volume, the drawing shows the scheme of the method. Example In the first section of a tubular type reactor, which is designed as a tubular heat exchanger with jacket 1, a 25% aggliac (4.42 kg NHj, 260 mol) is heated to 127 ° C 19.5 l / h. In the second section 2 of the same tubular reactor, the ammonia preheated in this way is mixed using a nozzle with 2.02 d / h acrylonitrile (1.64 kg, 31 mol) at a flow rate of at least 2 m / s. The temperature of the mixture rises to 135- 138 C. In the second tubular type 3 reactor, to the reaction mixture leaving the first tubular reactor was added with a nozzle 2.24 l of 45% sodium hydroxide solution (1.49 kg NaOH, 37 mol). At the same time, the temperature of the mixture is again increased to 140-15 ° C. In the system of two tubular reactors, using valve 4, they maintain a constant pressure of 25 bar. After passing this valve to release pressure, the reaction mixture partially evaporates due to heat exchanger 5 and enters continuously working distillation batcher 6. A 25% aqueous ammonia solution is taken from the head of the column, which can be directly used again in the process. The ammonia-free product, which is taken from the bottom of the column, is passed through a refrigeration unit and cooled to room temperature. The solution is cooled to a pH of 7.0 by cooling with 70% sulfuric acid and then evaporated at normal pressure until dry. . The 5.2 kg / h of solid material obtained by the above method is vigorously stirred at room temperature with 5-6 kg of methyl alcohol for 10 -30 minutes, the residue is filtered and washed with a small amount of methyl alcohol. The dried residue contains 2.44 kg of sodium sulphate and 2.23 kg of p-apanine, which corresponds to a yield of 81% O. Example 2: The product obtained in the same manner as in Example 1, which does not contain ammonia, which is recovered from the bottom of column 6, is treated according to the following procedure. In a cooled solution, the pH of the Kofatite KPS form H is adjusted to pH 7.0 using a cation exchanger and the exchange is washed with five times the amount of water. The solution and the washings are combined and evaporated under normal pressure until dryness. The obtained in this way 2.8 kg / h of a solid are vigorously stirred at room temperature with 5-6 kg of methyl alcohol for 1–30 minutes, the residue is filtered and washed with a small amount of methyl alcohol. The dried residue contains 2.23 kg of | i -apanin with a purity of 99-100%. Example 3 A methanol extract prepared in Example 1 or 2 with a content of 7 O g / l of monosodium iminodipropionic acid is freed from methyl alcohol by steam distillation. Ammonia is passed into the aqueous solution while cooling until the ammonia concentration is reached. 25%. The solution obtained in this way is transferred to an autoclave and heated for 1 hour at 150 ° C, with the pressure increasing to 24-25 atm. After the completion of the reaction, the solution contains 50.3% of ft-apanine, calculated on the amount of mono-sodium salt of iminodipropionic acid used. Claims The method of continuous production of / 3 -alanine from acrylonitrile and aqueous ammonia, followed by hydrolysis of the resulting 5-aminopropionitrile to / 3-alanine with heating and elevated pressure, distinguished by the fact that with the simplification of the process and the improvement of the yield and quality of the target product , the process is carried out in two tubular type reactors; Aqueous ammonia is fed to the first reactor and acrylonitrip is metered through the nozzle at a speed of at least 2 m / s, and in the second reactor immediately after this, 45% aqueous sodium hydroxide solution is added to the ammonia solution with a slight excess. Sources of information taken into account in the examination: 1. US Patent M 23774О1, Cl, 26О-534, О5.О6. 1945.
2.Патент США № 2819303, кл, 26О-534, 07,01.1958. 2. US patent number 2819303, class, 26O-534, 07,01.1958.
3.Патент ПНР № 48559, кл, 12 CJ, 6/О1, 28,09,1964, 3.Patent of Polish People's Republic No. 48559, class, 12 CJ, 6 / O1, 28,09,1964,
4.Патент США № 2956О80, кл, 26О-534, 11,1О.196О. 4. US patent number 2956О80, class, 26O-534, 11.1O.196O.
5.Бела Е, И,, Жданович Е. С., Евдокимова Г, С., Наумова Б. С. Изучение пр мого аммонолиза акрнпопнтрила, Химико-фармвиевт, журнал 3, № 12, 4О, 1969,5. Bela E, I, Zhdanovich Ye. S., Evdokimova G, S., Naumova B. S. Studying the direct ammonolysis of akrnpopntril, Himiko-farmvievt, journal 3, No. 12, 4O, 1969,
-q--q-