【正文】 3夾 套4攪 拌軸5通 氨管6支 座7進(jìn) 料管8軸 封9傳 動裝置13257 35 圖 氨化合成釜 酒泉職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè) 論文 36 第五章 車間布置 概述 車間布置設(shè)計是讀車間建筑物等設(shè)施配置的安排做出合理的布局。 酒泉職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè) 論文 34 傳動裝置 傳動裝置一般設(shè)置在反應(yīng)釜的頂部，采用立式布置。由于本釜為低粘度液體混合，液相反應(yīng)，所以選用折葉開啟渦輪式，攪拌軸常用材料為 45 鋼，需耐磨蝕較高或要求釜式反應(yīng)器內(nèi)物料不被鐵離子污染時，應(yīng)當(dāng)用不銹鋼或采用防腐措施 [16]。 計算內(nèi)筒筒體厚度 承受 內(nèi)壓時筒體厚度，結(jié)合夾套筒體和封頭厚度，由設(shè)備選型確定筒體厚度為 10 ㎜ 。 酒泉職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè) 論文 32 確定夾套的直徑 Dj =Di+100=1400+100=1500 ㎜，夾套也采用橢圓形，并與夾套筒體取相同直徑。 = 取整為 3000L。 +1758247。 ） 103 =9981436kJ 查表得氨的 溶解熱為△ H= kJ/mol Qp=( 247。 ClCH2COOH+2NH3 NH2CH2COOH+ NH4Cl 34 75 已知各物質(zhì)的焓 △ H 氯化銨 = 29 △ H 甘氨酸 = kJ/mol △ H 氨 = kJ/mol △ H 氯乙酸 = kJ/mol 由公式 △ H= ?? ??? 反應(yīng)物生成物 HH （ ） 而 Q=△ H Qr=（ 247。 25 表 精餾塔物料衡算表 Table distillation column material balance sheet 設(shè)備名稱 進(jìn)料名稱 進(jìn)料組分 組分含量 % 進(jìn)料量 kg 精餾塔 母液 同上 出料名稱 出料組分 組分含量 % 出料量 kg 氯化銨溶液 甘氨酸 烏洛托品 氯化銨 水 其他 甲醇 水 水 甲醇 甲醇 氨 氨 對于整個系統(tǒng) 輸入： +1758+++123804+13680= 輸出： ++500+++++ ++ = 熱量衡算 熱量衡算按按能量守恒定律，在無軸功條件下，進(jìn)入系統(tǒng)的熱量與 離開熱量平衡，在實際中對傳熱設(shè)備的熱量衡算可由下式表示 [21]： Q1+Q2+Q3=Q4+Q5+Q6 （ ） 酒泉職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè) 論文 26 Q1 — 所處理的物料帶入設(shè)備中的熱量 kJ Q2 — 加熱劑或冷卻劑與設(shè)備和物料傳遞的熱量（符號規(guī)定加熱劑加入熱量為“ +”；冷卻劑吸收熱量為“ ”） kJ Q3 — 過程的熱效應(yīng)（符號規(guī)定過程放熱為“ +”；過程吸收熱量為“ ”，注意 Q與熱焓符號相反，即 Q=△ H。 100%=% 其他雜質(zhì)含量 247。 離心后水分含量為 %。已知每批次生產(chǎn)時間為 8 小時，每天可生產(chǎn) 3批。 結(jié)語 生產(chǎn)中影響收率的因素很多，而且這些因素往往是相互聯(lián)系、相互作用的。因此，每次放料后，應(yīng)進(jìn)行清理，并將清理下的片狀結(jié)晶砸碎．在下次投料時摻人反應(yīng)釜中加以回收。據(jù)測算，離心洗濾操作不當(dāng)，會使收率下降 5％～ lO％。離心洗濾時所用甲醇濃度為 92％～ 95％。反之，如果在溫度較高時加入甲醇，會產(chǎn)生大量很細(xì)的結(jié)晶，導(dǎo)致過濾、洗滌困難，物料損失很大， 收率很低，只有 70％左右。如果不是分兩次、不同量加入而是一次加入大量所需 甲醇。 生產(chǎn)中甲醇是分兩步加入的。由于下列諸因素： (1)已完成反應(yīng)物料中甘氨酸和氯化銨的濃度不同；（ 2）所用甲醇的濃度不同；（ 3）醇析操作過程的溫度不同；（ 4）不同規(guī)格甘氨酸產(chǎn)品對 Cl%的限制指標(biāo)不同。由于甲醇和水可以互溶，氨基乙酸只是易溶于水而微溶于甲醇，而氯化銨、烏洛托品溶于甲醇，因此在結(jié)晶工序加入的甲醇與水互溶，氨基乙酸大量失去溶劑水而產(chǎn)生過飽和，發(fā)生鹽析結(jié)晶從母液中析出，與其他物質(zhì)得以分離。若 pH值≥ 9，說明氨過量較多，理論上講有利于充分反應(yīng)、提高收率，但會造成產(chǎn)品粒子過細(xì)，過濾沖洗時損失增加，反而不利于提高收率。根據(jù)經(jīng)驗，反應(yīng)溫度達(dá)到 100℃左 右，產(chǎn)品收率會降到 70％左右。 (2) 反應(yīng)溫度 該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，反應(yīng)過程中大量放熱。 工藝指標(biāo)的確定 [19] 反應(yīng)工序 反應(yīng)過程中，催化劑加入量、反應(yīng)溫度、 pH值的調(diào)節(jié)以及反應(yīng)時間長短等因素，對產(chǎn)品質(zhì)量和收率有著決定性的影響。 甲醇醇析，甲醇含量降低，而且含有其他雜質(zhì)，通過精餾塔、提純后回收利用，精餾后殘液排污至污水池，濃縮結(jié)晶出氯化銨副產(chǎn)品 。 氨氣 (NH3) 無色氣體，有強(qiáng)烈的刺激性氣味，相對密度： g/cm3，易被液化成無色的液體，沸點： ℃，也易被固化成雪狀的固體，熔點： ℃，溶于水、乙醇和乙醚，在高溫時會分解成氮和氫，有還原作用。 酒泉職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè) 論文 10 11 第二章 生產(chǎn)工藝流程及各工藝指標(biāo)的確定 生產(chǎn)基本原理及化學(xué)方程式 原理：氯乙酸和氨氣在六次甲基四胺的催化作用下，反應(yīng)生成氨基乙酸和副產(chǎn)物氯化銨。 進(jìn)入 20 世紀(jì) 90 年代以后 ,國外合成甘氨酸的技術(shù)有了新的進(jìn)展 ,日本 Nitto 化學(xué)工業(yè)公司將培養(yǎng)的假細(xì)胞菌屬 ,酪蛋白菌屬 ,產(chǎn)堿桿菌屬等菌屬以 %(質(zhì)量分?jǐn)?shù) ,干重 )加入到含甘氨酸胺基質(zhì)中 ,在 30℃ ,pH 值 ～ 情況下 ,反應(yīng) 45h,幾乎所有的甘氨酸胺水解生成甘氨酸 ,轉(zhuǎn)化率達(dá) 99%。該工藝由于反應(yīng)步驟少 ,因此工藝過程縮短 ,操作步驟簡化 ,設(shè)備投資減少 ,生產(chǎn)成本大大降低 ,無三廢處理 ,易于放大生產(chǎn) ,所得甘氨酸產(chǎn)品質(zhì)量明顯優(yōu)于氯乙酸法所得的產(chǎn)品。 酒泉職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè) 論文 8 施特雷克法 (cstercker 法 ) [912] 施特雷克法的反應(yīng) 過程是 ,以甲醛、氰化鈉 ,氯化銨為原料反應(yīng) ,在硫酸存在下醇解 ,然后與氫氧化鋇一起加水分解而得甘氨酸產(chǎn)品 ,主要化學(xué)反應(yīng)如下 : 6HCHO+3NaCN+3NH4Cl→ (CH2=NCH2CN)+3NaCl+6H2O 將產(chǎn)物過濾 ,在硫酸存在下加乙醇分解 ,得到氨基乙腈硫酸鹽。目前國內(nèi)的生產(chǎn)方法以前者為主 ,收率在 70%左右 ,后者收率較低 (約 42%),故很少用于工業(yè)化生產(chǎn)。雖然中國已經(jīng)開發(fā)成功了以氫氰酸為原料合成甘氨酸的小試技術(shù)，但反 應(yīng)收率只有 73%，產(chǎn)品純度只有 95%，如要實現(xiàn)工業(yè)化還需在反應(yīng)工藝、產(chǎn)品的精制和連續(xù)化方面進(jìn)行大量研究。 發(fā)展前景 甘氨酸在氨基酸類中結(jié)構(gòu)最簡單的化合物 ,是一種重要的有機(jī)合成中間體 ,廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥、食品、農(nóng)藥、飼料等行業(yè) ,據(jù)專家預(yù)測 ,隨著人們生活水平的提高 ,食品、醫(yī)藥行業(yè)逐漸成為使用甘氨酸的最大用戶 ,其市場潛力很大，在國內(nèi)由于絕大部分甘氨酸生產(chǎn)企業(yè)生產(chǎn)工藝水平落后 ,產(chǎn)品質(zhì)量差 ,而國外注重將催化、生物、輻射等高新技術(shù)用于甘氨酸合成工藝的研究 ,并取得了一定的進(jìn)展 ,因此國內(nèi)科研機(jī)構(gòu)和企業(yè)要借鑒國外的研究思路 ,加強(qiáng)催化脫氫氧化制備 ,生物合成等新技術(shù)的開發(fā)。重慶三峽英力化工有限公司 ,其新建 5 萬噸甘氨酸 /年項目進(jìn)展正常 ,目前已進(jìn)入投料試生產(chǎn)階段。 甘氨酸在農(nóng)藥、食品、醫(yī)藥等領(lǐng)域的應(yīng)用正逐步增長 ,市場潛力很 大 ,在國內(nèi)由于絕大部分甘氨酸生產(chǎn)企業(yè)生產(chǎn)工藝水平落后 ,產(chǎn)品質(zhì)量差 ,而國外注重將催化、生物、輻射等高新技術(shù)用于甘氨酸合成工藝的研究 ,并取得了一定的進(jìn)展 ,因此國內(nèi)科研機(jī)構(gòu)和企業(yè)要借鑒國外的研究思路 ,加強(qiáng)催化脫氫氧化制備 ,生物合成等新技術(shù)的開發(fā) [5]。在精制食鹽中，加量為 5%。其添加甘氨酸的量十分驚人，寵物飼料生產(chǎn)是一個勞動密集型的產(chǎn)業(yè)，很適合中國的國情，可惜國內(nèi)尚未對此產(chǎn)業(yè)有足夠的重視。 應(yīng)用于醫(yī)藥行業(yè) 甘氨酸是人體必需的氨基酸 ,在各種氨基酸輸液的配方中 ,基本上都含有甘氨酸 ,甘氨酸可用作藥物溶劑和緩沖劑 ,同時它還可以合成多種 藥物 ,如治療高血壓藥物鹽酸地閏普利 ,抑制胃潰瘍的藥用碳酸鈣制劑 ,單甘氨酸乙酰水揚酸鈣 ,利血胺注射液等。 在已開發(fā)的領(lǐng) 域中，草甘膦是甘氨酸的最大市場。 3 產(chǎn)品質(zhì)量 (執(zhí)行 HG202991) 表 工業(yè)氨基乙酸質(zhì)量指標(biāo) 指標(biāo)名稱 指 標(biāo) 一等品 合格品 氨基乙酸含量 % ≥ ≥ 氯化物 (以 Cl 計 )含量 % ≤ ≤ 鐵 (Fe)含量 % ≤ ≤ 加熱減量 % ≤ ≤ 外 觀 白色粉末 產(chǎn)品用途 甘氨酸，其作為一種重要的精細(xì)化工中間體 ,廣泛應(yīng)用于農(nóng)藥、醫(yī)藥、食品、飼料等領(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)用得到了極大增強(qiáng)。幾乎不溶于丙酮和乙醚。無臭，有特殊甜味 ， 相對密 度 。自 1969 年實現(xiàn)工業(yè)化以來，國內(nèi)許多專家對其進(jìn)行了眾多改進(jìn)性研究，使甘氨酸收率由約 70%提高至 85%以上，產(chǎn)品甘氨酸含量從 95%提高到 %。 關(guān)鍵詞 ： 甘氨酸，生產(chǎn)工藝，收率，氯乙酸氨解酒泉職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè) 論文 III 目 錄 摘 要 .............................................................................................................................................II 引 言 ......................................................................................................................................... 1 第一章 文獻(xiàn)綜述 ......................................................................................................................... 2 甘氨酸的基本性質(zhì) ........................................................................................................ 2 產(chǎn)品用途 ........................................................................................................................ 3 應(yīng)用于農(nóng)藥行業(yè) ................................................................................................. 3 應(yīng)用于醫(yī)藥行業(yè) ................................................................................................. 4 應(yīng)用于飼料行業(yè) ................................................................................................. 4 應(yīng)用于食品行業(yè) ................................................................................................. 4 應(yīng)用于表面活性劑和日化行業(yè) ......................................................................... 5 其他方面 ............................................................................................................. 5 市場需求與技術(shù)現(xiàn)狀 .................................................................................................... 5 生產(chǎn)廠家 ............................................................................