牛磺酸氨解工序的工艺设计

摘 要：氨解工序是环氧乙烷法牛磺酸规模性生产的关键工序，本文对环氧乙烷法牛磺酸生产工艺流程、氨解反应理论分析和母液在生产中的应用及主要设备进行了阐述。

关键词：牛磺酸 氨解工序 母液套用

牛磺酸作为一种重要的药物和食品添加剂，在医药及食品领域得到了广泛应用，是一种具有广阔市场空间的医药化工产品[1]。但是中国生产厂家众多，目前中国持有牛磺酸药品生产批准文号的生产厂家有20家，另外还有近20家化工厂生产，共计40余家。其中除湖北潜江市永安药业、山东菏泽市洪方精细化工、湖北黄岗市富池制药厂、江阴华昌食品添加剂有限公司、湖北荆门市沙洋天一药业有限公司，五家使用环氧乙烷法，其他厂家多采用乙醇胺法。

传统合成工艺乙醇胺法，其生产工艺简单，但设备生产能力小，收率低（48～52%），生产成本高，能耗大，劳动强度大。采用环氧乙烷法新工艺，收率高（70～78%），生产成本低，产品质量稳定。而且该工艺工业化时间短，存在很大的挖潜降耗空间，生产成本有望进一步降低。环氧乙烷法中氨化工序的收率及生产的连续性是工艺中的重点，本文对环氧乙烷法牛磺酸生产工艺流程、氨解反应理论分析和母液在生产中的应用及主要设备进行了阐述。

一、环氧乙烷法主要原理

二、氨解反应过程的理论分析与生产工艺

1.氨解反应理论分析

该反应是一个液相均相反应，属于热效应不明显的可逆反应，平衡常数基本不受温度与压力的影响。为了提高反应速度，需要在较高的温度下进行，在设备许可的条件下，采用高温高压是有利于提高生产能力的[2]。

2.氨解反应工艺流程

该工艺是将22%的氨、13%的2-羟基乙磺酸钠与末次母液，经高压泵加压至17～19.5 MPa，然后经过换热器由40℃升至270℃，进塔式反应器内，维持18～19.5 MPa，温度265～270℃，反应时间为1h。反应后的物料连续流出，经减压阀将压力降至1.0 MPa以下后进入闪蒸器进行初步的汽相与液相之间的分离，闪蒸后的汽相进入氨吸收系统，液相进入蒸发系统。

三、母液套用在生产中的应用

通过长期生产数据可得，氨解反应收得率在70%～80%，没有参与氨解反应的2-羟基乙磺酸钠会随生产系统进入下一道工序，其中除小部分发生副反应，大部分会以2-羟基乙磺酸的形式存在于母液中。母液可以通过相应的处理和提纯，以羟乙基磺酸钠的形式再次参与氨解反应。在氨解反应过程中除生成氨基乙磺酸钠外，还会生成亚氨基二乙磺酸钠。这些亚氨基二乙磺酸钠也会存在于母液系统中，这些亚氨基二乙磺酸钠若再次投入氨解反应中，则可提高反应产物中2-羟基乙磺酸的比例，提高生成收率。

四、氨解反应的主要设备简介

1.高压泵

工艺要求生产过程中反应压力为18～19.5MPa。高压泵选型时扬程应为20.0 MPa，流量为7m3。

2.换热器

工艺要求将高压介质有40℃升至270℃，温度变化较大需选用导热油方式进行加热。

3.氨解反应塔

工艺要求反应介质在反应塔内，维持18～19.5MPa，270℃反应1h，为了让物料充分反应，塔内需加相应数量的塔板。

4.减压阀

工艺要求反应完的介质降压至2.5 MPa。减压阀选型：公称压力32 MPa，工作温度350℃，调解流量7m3/h，进口压力20.0 MPa，出口压力2.5 MPa。

5.氨解工序设备流程图

五、工艺生产情况

氨解工序反应收得率可从70%～80%提高至85～95%，并且设备操作稳定，减少了废液的排放，降低了生产综合成本。

参考文献

[1] 张伦，牛磺酸的制备应用及市场.[J]化工时刊，1966，10（8）：13～14.

[2] 朱圣东，吴迎.牛磺酸生产的技术改进.[J]化工科技，2011，9（3）：42～43.