【正文】 生物法尚處于研究階段，但該方法具有高選擇性，無污染，將是極具發(fā)展?jié)摿Φ暮铣陕肪€。 微波輻射技術(shù)和相轉(zhuǎn)移催化劑相結(jié)合，以氯乙酸乙酯為烷基化試劑，對鄰苯二甲酰亞胺進行 N— 烷基化反應(yīng)，然后經(jīng)肼解，即可得到甘氨酸。改性阮內(nèi)銅在甘氨酸的合成工藝中可以降低成本，具有很強的工業(yè)使用價值?，F(xiàn)在通過改進催化劑的制備方法，可顯著延長催化劑的活性。反應(yīng)壓力以 ～ Mpa 為宜，壓力過低，反應(yīng)釜內(nèi)氫氣分壓不高，催化劑的活性成分有可能被水氧化；壓力過高，一則對設(shè)備要求高，再就是造成催化劑的熱壓結(jié)，影響反應(yīng)活性。業(yè)內(nèi)專家急于尋找氫氰酸的替代品，以消除甘氨酸生產(chǎn)的地域局限性， 海因法（ Hydantion） 工藝正是源于此。美國、日本等普遍采用此法生產(chǎn)甘氨酸。 二是以乙腈、二氧化碳、氨氣、水為起始原料，在高溫、高壓反應(yīng)器中反 應(yīng)，然后進行結(jié)晶、過濾、冷卻得甘氨酸。據(jù)報道 ]5[ ，有兩條比較理想的加壓、加溫路線。將 甲叉氨基乙腈 在硫酸存在下加入乙醇分解，得到氨基乙腈硫酸鹽，將此硫酸鹽用一定化學計量的氫氧化鋇分解，得到甘氨酸鋇鹽，然后加入硫酸使鋇定量沉淀、過濾，將濾液濃縮、冷卻即 制得甘氨酸 結(jié)晶 。缺點 一 是反應(yīng)時間較長， 不宜連續(xù)操作；二是 副產(chǎn)物氯化銨等無機鹽類難以除去， 只能 生產(chǎn)工業(yè)級甘氨酸 ，不能滿足醫(yī)藥和食品工業(yè)的需要，若 精制 則 成本 較 高 ；三是 烏洛托品難以回收循環(huán)使用，造成原料的極大浪費，使生產(chǎn)成本增加 ；四是副產(chǎn)物鹽酸由于含有大量的無機、有機氯化物，不能直接用作化工原料，只能用于金屬除銹等行業(yè)，帶來二次污染，多余的鹽酸需用石灰等處理后再排放 ]3[ 。 實驗過程中 通過控 4 制反應(yīng)條件可使反應(yīng)停留在一元取代階段 ， 得到較高產(chǎn)率的一氯代產(chǎn)物 。由于 生產(chǎn)原料、 技術(shù)及設(shè)備 等 方面的限制，我國 現(xiàn) 主要采用氯乙酸氨解法生產(chǎn)工藝 。 甘氨酸與甲醛、三氯化磷在 110℃下反應(yīng)產(chǎn)物為增甘膦，它是一種高效葉面施用的植物生長調(diào)節(jié)劑，廣泛用于各種農(nóng)作物，可作為收獲前的脫葉劑，發(fā)展前景廣闊。 在飼料行業(yè)的應(yīng)用 :主要作為家禽、牲畜特別是寵物等食用的飼料增加氨基酸的添加劑與引誘劑 ，不僅可以降低飼料成本、補充禽畜飼料中的營養(yǎng)成分，還可以防止飼料氧化變質(zhì)，延長飼料的保鮮期 。 甘氨酸的應(yīng)用 甘氨酸是一種重要的精細化工合成中間體，廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥，食品，農(nóng)藥，飼料添加劑等領(lǐng)域，特別是自全球性除草劑草甘膦問世以來，甘氨酸在農(nóng)藥行業(yè)的應(yīng)用得到了極大的增強。具有較高的沸點和熔點，熔點為 ℃236~232 （分解），相對密度為 。 甘氨酸的物理性質(zhì) 甘氨酸為白 色或微黃色針狀六方晶系晶體，無臭、有特殊甜味； 其分子中同時具有酸性和堿性官能團，通過酸堿性的調(diào)節(jié)可以使甘氨酸呈現(xiàn)不同的分子形態(tài)。 針對國內(nèi)甘氨酸生產(chǎn)廠家排放的工業(yè)廢水中含有多種污染物的特點，本設(shè)計提出采用離子交換技術(shù)回收廢液中的氯化銨，之后排放的冷凝水進入凈化系統(tǒng)進行處理 的綜合治理方案。因氨化釜安裝位置較高，需要吊運及分批計量。此外甲醇是易揮發(fā)液體，在離心工序中大量甲醇揮發(fā)，即使采用引風機也難去除生產(chǎn)環(huán)境中嗆 人的氣味。 我國是世 界上甘氨酸的生產(chǎn)國之一，但目前我國甘氨酸生產(chǎn)廠家大多采用已經(jīng)被國外淘汰的氯乙酸氨解法工藝。 Major equipment 1 引 言 本設(shè)計為 ，主要對國內(nèi)外現(xiàn)有生產(chǎn)技術(shù)和實驗進展進行簡要的闡述和對比分析，其中參考和引用了前人的技術(shù)成果。 Chloroactic acid ammonolysis process。在選型的基礎(chǔ)上繪制了工藝流程圖 及 主要設(shè)備裝配 圖。結(jié)合國內(nèi)外的實際情況，本設(shè)計選用了氯乙酸氨解法生產(chǎn)甘氨酸，采用間歇式的生產(chǎn)方式，參照了許多文獻及數(shù)據(jù)，對生產(chǎn)工藝流程進行了優(yōu)化，對整個工藝生產(chǎn)過程做了 物料衡算和熱量衡算。 Technological design on the process workshop of kt/a glycine 目 錄 摘要 ............................................................... I Abstract ......................................................... II 引 言 ......................................................................................................................... 1 第 1 章 綜述 ........................................................................................................... 1 甘氨酸的基本性質(zhì) ............................................ 1 甘氨酸的物理性質(zhì) .......................................... 2 甘氨酸的化學性質(zhì) .......................................... 2 甘氨酸的應(yīng)用 ................................................ 2 甘氨酸的主要合成工藝 ........................................ 3 氯乙酸氨解法 .............................................. 3 施特雷克法 ................................................ 4 催化脫氫氧化法 ............................................ 5 其他合成法 ................................................ 6 甘氨酸的研究依據(jù) ............................................ 6 國內(nèi)外甘氨酸的生產(chǎn)現(xiàn)狀 .................................... 8 甘氨酸市場需求分析 ........................................ 8 甘氨酸生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展趨勢 .................................. 9 本設(shè)計所選路線及任務(wù) ....................................... 10 第 2 章 生產(chǎn)工藝流程及主要工藝指標的確定 .................... 10 生產(chǎn)基本原理及化學方程式 ................................... 11 基本物料理化性質(zhì) ........................................... 11 傳統(tǒng)氯乙酸氨解法工藝及存在的問題 ........................... 13 傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝流程敘述 ..................................... 13 該工藝流程存在的問題 ..................................... 14 優(yōu)化工藝流程敘述及其工藝流程方塊圖 ......................... 14 優(yōu)化工藝流程敘述 ......................................... 14 工藝流程方塊圖 ........................................... 15 優(yōu)化后工藝的優(yōu)勢 ......................................... 16 主要工藝指標的確定 ......................................... 16 反應(yīng)工序主要涉及到的工藝指標 ............................. 16 結(jié)晶分離工序主要涉及到的工藝指標 ......................... 17 其他工序涉及到的工藝指標 ................................. 18 第 3 章 生產(chǎn)工藝設(shè)計計算 ...................................... 19 物料衡算 ................................................... 19 主要化學反應(yīng) ............................................. 19 衡算基準 ................................................. 19 列物料衡算式 ............................................. 20 熱量衡算 ................................................... 25 液氨汽化器的熱量衡算 ..................................... 25 氨解釜的熱量衡算 ......................................... 29 其他熱量衡算 ............................................. 31 第 4 章 主體設(shè)備反應(yīng)釜的設(shè)計 .................................. 32 釜體的尺寸確定 ............................................. 32 長徑比的確定 ............................................. 32 裝料系數(shù)的確定 ........................................... 32 初步計算罐體直徑 ......................................... 33 確定罐體直徑和高度 ....................................... 33 公稱壓力 PN的確定 .......................................... 34 釜體筒體的壁厚設(shè)計 ......................................... 34 材質(zhì)的選擇 ............................................... 34 設(shè)計參數(shù)的確定 ........................................... 34 筒體壁厚設(shè)計 ............................................. 34 釜體封頭的設(shè)計 ............................................. 35 反應(yīng)釜夾套 的設(shè)計 ........................................... 35 攪拌裝置的選型與尺寸設(shè)計 ................................... 36 攪拌軸直徑的設(shè)計 ......................................... 36 攪拌軸剛度及臨界轉(zhuǎn)速的校核 ............................... 37 聯(lián)軸器的型式及尺寸的設(shè)計 ................................. 37 總 結(jié) ........................................................... 39 致 謝 ........................................... 錯誤 !未定義書簽。通過物料衡算可知要生產(chǎn) ，需加入的液 氯為 ，硫磺為 ，冰醋酸為，液氨為 ，烏洛托品為 ； 所產(chǎn)甘氨酸的純度達 99%，氯化物含量為 %。 關(guān)鍵詞： 甘氨酸 氯乙酸氨解法 設(shè)計優(yōu)化 物料衡算 熱量衡算 主體設(shè)備 Ⅱ Technological design on the process workshop of k t/a glycine Abstract: Glycine is the most simple structure of the aamino acids. It39。 Design optimization。 甘氨酸 是一種重要的精細 化工中間體，廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥、食品、農(nóng)藥和飼料添加劑等領(lǐng)域。雖然經(jīng)過持續(xù)的改進，提高了反應(yīng)的收率和產(chǎn)品的質(zhì)量，但與國外技術(shù)相比較，仍有生產(chǎn)成本高，產(chǎn)品質(zhì)量差的劣勢，且只能生產(chǎn)工業(yè)級甘氨酸。既不利安全生產(chǎn)，損害職工