氨基乙酸生产工艺设计_有机化工产品生产论文(编辑修改稿)

氨基乙酸生产工艺设计_有机化工产品生产论文(编辑修改稿)内容摘要：

基酸，在各种氨基酸输液的配方中，基本上都含有氨基乙酸，氨基乙酸可用作药物溶剂和缓冲剂，同时它还可 以合成多种药物，如治疗高血压药物盐酸地闰普利抑制胃溃疡的药用碳酸钙制剂，单氨基乙酸酰水扬酸钙，利血胺注射液等。 有机化工产品生产 （论文） 3 应用于饲料行业 氨基乙酸用在饲料添加剂中，不仅是畜禽饲料中的主要营养补充成分，还可以防止饲料氧化变质，延长饲料保鲜期，在国外牛羊的饲料中均含有氨基乙酸，国内的饲养业尚未普遍采用，在此领域中氨基乙酸的应用有待于进一步开发。 另外，新兴的动物宠物罐头饲料中也含有氨基乙酸。 其添加氨基乙酸的量十分惊人，宠物饲料生产是一个劳动密集型的产业，很适合中国的国情，可惜国内尚未对此产业有足够的重视。 应用于表面活性剂和日化行业 在表面活性剂工业中，用氨基乙酸可合成阳离子和两性表面活性剂，还可用于生产具有良好调湿性和染色性的氨基酸染发剂，用于护肤及清洁用化妆品的复配剂，另外，用于配制发泡力强，药物化妆品的抗氧化剂的油包水或水包油乳液，具有增湿和增稠作用。 市场需求与技术现状 目前全球氨基乙酸年产量达到 230 万 t，我国的生产能力为 23 万 t/年。 生产与消费主要集中在工业发达国家和地区，我国氨基乙酸生产起始于 70 年代末 80 年代初，不仅起步较晚，而且生产技术水平偏低，生产能力约为 万 t/年 ，生产方法几乎全部采用氯乙酸氨解法生产甘氯酸，产品多为工业级，纯度不高于 95%，不仅影响下游草甘膦农药的质量，而且无法满足医药和食品等行业的需求，致使我国医药和食品行业所需的氨基乙酸大量依靠进口。 氨基乙酸的生产工艺 氨基乙酸生产工艺路线很多，目前工业化和具有工业化前景的生产工艺主要有氯乙酸氨解法，施特雷克法 (cstercker 法 )，氢氰法，及生物合成法等。 氯乙酸氨解法 该法根据原料不同，又可分两种工艺： (1)水相或醇相中以乌洛托品，氯乙酸、氨水 (氨气或液氨均可 )为原料合成； (2)水相中以碳酸铵或氨基甲酸胺、氯乙酸、氨水为原料合成。 目前国内的生产方法以前者为主，收率在 70%左右，后者收率较低 (约 42%)，故很少用于工业化生产。 由于水相合成氨基乙酸中乌洛托品消耗较大，且乌洛托品价格较高，无法回收，故成本较高，而以醇溶液代替水溶液则会大大降低乌洛托品的消耗量，从而降低生产成本，因此，目前国内普遍采用醇相法合成氨基乙酸，反应方程式如下。 主反应 :ClCH2COOH + 2NH3 → NH2CH2COOH + NH4Cl 副反应 :NH2CH2COOH + ClCH2COOH → NH(CH2COOH)2 + HCl NH(CH2COOH)2 + ClCH2COOH → N(CH2COOH)3 + HCl 氯乙酸氨解法的优点是原料易得，合成工艺简单，对设备要求不高，易操作，基本无公害 ， 缺点是反应时间较长，副产物氯化铵等无机盐类物质难以除去，产品质量差，精制成本高，作为催化剂的乌洛托品难以回收循环使用，造成原料的极大浪费，使生产成本增加。 施特雷克法 (cstercker 法 ) 施特雷克法的反应过程是，以甲醛、氰化钠，氯化铵为原料反应，在硫酸存在下醇解，然后与氢氧化钡一起加 水分解而得氨基乙酸产品，主要化学反应如下 : 6HCHO+3NaCN+3NH4Cl→ (CH2=NCH2CN)+3NaCl+6H2O 将产物过滤，在硫酸存在下加乙醇分解，得到氨基乙腈硫酸盐。 3(CH2=NCH2CN)+C2H5OH+3H2S04→ 3(H2NCH2CN)H2SO4+3CH2(C2H5)2 将上述产物用氢氧化钡分解，得到氨基乙酸钡： 2(H2NCH2CN)2SO2+3Ba(OH)2→ (NH2CH2COO)2Ba+2BaS04+2NH3+2N2O 然后加入定量的硫酸，使钡沉淀，过滤液浓缩，放置冷 却，析出氨基乙酸结晶。 胡胜男 氨基乙酸生产工艺设计 4 (NH2CH2COO)2Ba+H2S04→ 2NH2CH2COOH+BaS04 此工艺路线较长，原料 NaCN 为剧毒物，反应的脱盐操作较复杂，操作条件比较苛刻，其优点是易于精制，成本低，适用于大规模工业化生产。 氢氰酸法合成氨基乙酸新工艺 该工艺以廉价的丙烯腈副产物氢氰酸代替氰化钠，生产成本更低，美国、日本等普通采用此法生产氨基乙酸，我国中科院大连化物所于 90 年代初开发成功以 HCN 为原料合成氨基乙酸的工艺，该工艺以氢氰酸为主体原料 ， 在生产过程中，可直接利用气态 HCN 或任意比例 的 HCN 水溶液 ， 醛类可利用气体 ， 溶液或高聚物 ， 氨源可用氨加二氧化碳或碳酸铵 ， 碳酸氢铵等 ， 各原料的投料量近于理论量 ， 产品收率可达 73%， 产品含量大于 95%。 该工艺由于反应步骤少 ， 因此工艺过程缩短 ，操作步骤简化 ， 设备投资减少 ， 生产成本大大降低 ， 无三废处理 ， 易于放大生产 ， 所得氨基乙酸产品质量明显优于氯乙酸法所得的产品。 生物合成法 21 世纪是生物合成的世纪 ， 生物合成氨基乙酸成为十分重要 ， 潜力巨大的合成路线。 美国、日本、欧洲长期以来坚持开发生物合成氨基乙酸的研究 ， 以前由于存在酶的活性低 ， 合成氨基乙酸的微 生物菌需求量大 ， 氨基乙酸的产率低等因素 ， 使生物合成法的工业化受到限制。 20 世纪 80 年代后期 ， 日本三菱公司把过筛选的好氧土壤杆菌属 ， 短杆菌属 ， 棒状杆菌属等微生物菌属加入到含有碳源、氮源及无机营养液的介质中进行培植 ， 然后将该类菌种在 25～ 45℃ ， pH 值在 4～ 9 的情况下 ，使乙醇胺转化为氨基乙酸 ， 用浓缩中和离子交换处理得到氨基乙酸。 本产品所选线路及可行性分析 本设计模拟生产 10000 吨的氨基乙酸，考虑到产量较大，且其他生产工艺只在实验阶段，或在国内技术不成熟，还未应用到工业生产中，所以选择第一条工艺路线， 即氯乙酸氨解法，氯乙酸氨解法的优点是原料易得 ， 合成工艺简单 ， 对设备要求不高 ， 易操作 ， 基本无公害。 第 2 章 生产工艺流程及各工艺指标的确定 生产基本原理及化学方程式 原理：氯乙酸和氨气在六次甲基四胺的催化作用下，反应生成氨基乙酸和副产物氯化铵。 化学方程式： 主反应： ClCH2COOH + 2NH3 → NH2CH2COOH + NH4Cl 副反应： NH2CH2COO。