【文章內容簡介】 基酸，在各種氨基酸輸液的配方中，基本上都含有氨基乙酸，氨基乙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，單氨基乙酸酰水揚酸鈣，利血胺注射液等。 有機化工產品生產 （論文） 3 應用于飼料行業(yè) 氨基乙酸用在飼料添加劑中，不僅是畜禽飼料中的主要營養(yǎng)補充成分，還可以防止飼料氧化變質，延長飼料保鮮期，在國外牛羊的飼料中均含有氨基乙酸，國內的飼養(yǎng)業(yè)尚未普遍采用，在此領域中氨基乙酸的應用有待于進一步開發(fā)。另外，新興的動物寵物罐頭飼料中也含有氨基乙酸。其添加氨基乙酸的量十分驚人，寵物飼料生產是一個勞動密集型的產業(yè)，很適合中國的國情，可惜國內尚未對此產業(yè)有足夠的重視。 應用于表面活性劑和日化行業(yè) 在表面活性劑工業(yè)中，用氨基乙酸可合成陽離子和兩性表面活性劑，還可用于生產具有良好調濕性和染色性的氨基酸染發(fā)劑，用于護膚及清潔用化妝品的復配劑，另外，用于配制發(fā)泡力強，藥物化妝品的抗氧化劑的油包水或水包油乳液，具有增濕和增稠作用。 市場需求與技術現(xiàn)狀 目前全球氨基乙酸年產量達到 230 萬 t，我國的生產能力為 23 萬 t/年。生產與消費主要集中在工業(yè)發(fā)達國家和地區(qū)，我國氨基乙酸生產起始于 70 年代末 80 年代初，不僅起步較晚，而且生產技術水平偏低，生產能力約為 萬 t/年 ，生產方法幾乎全部采用氯乙酸氨解法生產甘氯酸，產品多為工業(yè)級，純度不高于 95%，不僅影響下游草甘膦農藥的質量，而且無法滿足醫(yī)藥和食品等行業(yè)的需求，致使我國醫(yī)藥和食品行業(yè)所需的氨基乙酸大量依靠進口。 氨基乙酸的生產工藝 氨基乙酸生產工藝路線很多，目前工業(yè)化和具有工業(yè)化前景的生產工藝主要有氯乙酸氨解法，施特雷克法 (cstercker 法 )，氫氰法，及生物合成法等。 氯乙酸氨解法 該法根據原料不同，又可分兩種工藝： (1)水相或醇相中以烏洛托品，氯乙酸、氨水 (氨氣或液氨均可 )為原料合成； (2)水相中以碳酸銨或氨基甲酸胺、氯乙酸、氨水為原料合成。目前國內的生產方法以前者為主，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。由于水相合成氨基乙酸中烏洛托品消耗較大，且烏洛托品價格較高，無法回收，故成本較高，而以醇溶液代替水溶液則會大大降低烏洛托品的消耗量，從而降低生產成本，因此，目前國內普遍采用醇相法合成氨基乙酸，反應方程式如下。 主反應 :ClCH2COOH + 2NH3 → NH2CH2COOH + NH4Cl 副反應 :NH2CH2COOH + ClCH2COOH → NH(CH2COOH)2 + HCl NH(CH2COOH)2 + ClCH2COOH → N(CH2COOH)3 + HCl 氯乙酸氨解法的優(yōu)點是原料易得，合成工藝簡單，對設備要求不高，易操作，基本無公害 ， 缺點是反應時間較長，副產物氯化銨等無機鹽類物質難以除去，產品質量差，精制成本高，作為催化劑的烏洛托品難以回收循環(huán)使用，造成原料的極大浪費，使生產成本增加。 施特雷克法 (cstercker 法 ) 施特雷克法的反應過程是，以甲醛、氰化鈉，氯化銨為原料反應，在硫酸存在下醇解，然后與氫氧化鋇一起加 水分解而得氨基乙酸產品，主要化學反應如下 : 6HCHO+3NaCN+3NH4Cl→ (CH2=NCH2CN)+3NaCl+6H2O 將產物過濾，在硫酸存在下加乙醇分解，得到氨基乙腈硫酸鹽。 3(CH2=NCH2CN)+C2H5OH+3H2S04→ 3(H2NCH2CN)H2SO4+3CH2(C2H5)2 將上述產物用氫氧化鋇分解，得到氨基乙酸鋇： 2(H2NCH2CN)2SO2+3Ba(OH)2→ (NH2CH2COO)2Ba+2BaS04+2NH3+2N2O 然后加入定量的硫酸，使鋇沉淀，過濾液濃縮，放置冷 卻，析出氨基乙酸結晶。 胡勝男 氨基乙酸生產工藝設計 4 (NH2CH2COO)2Ba+H2S04→ 2NH2CH2COOH+BaS04 此工藝路線較長，原料 NaCN 為劇毒物，反應的脫鹽操作較復雜，操作條件比較苛刻，其優(yōu)點是易于精制，成本低，適用于大規(guī)模工業(yè)化生產。 氫氰酸法合成氨基乙酸新工藝 該工藝以廉價的丙烯腈副產物氫氰酸代替氰化鈉，生產成本更低，美國、日本等普通采用此法生產氨基乙酸，我國中科院大連化物所于 90 年代初開發(fā)成功以 HCN 為原料合成氨基乙酸的工藝，該工藝以氫氰酸為主體原料 ， 在生產過程中，可直接利用氣態(tài) HCN 或任意比例 的 HCN 水溶液 ， 醛類可利用氣體 ， 溶液或高聚物 ， 氨源可用氨加二氧化碳或碳酸銨 ， 碳酸氫銨等 ， 各原料的投料量近于理論量 ， 產品收率可達 73%， 產品含量大于 95%。該工藝由于反應步驟少 ， 因此工藝過程縮短 ，操作步驟簡化 ， 設備投資減少 ， 生產成本大大降低 ， 無三廢處理 ， 易于放大生產 ， 所得氨基乙酸產品質量明顯優(yōu)于氯乙酸法所得的產品。 生物合成法 21 世紀是生物合成的世紀 ， 生物合成氨基乙酸成為十分重要 ， 潛力巨大的合成路線。美國、日本、歐洲長期以來堅持開發(fā)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 ， 氨基乙酸的產率低等因素 ， 使生物合成法的工業(yè)化受到限制。 20 世紀 80 年代后期 ， 日本三菱公司把過篩選的好氧土壤桿菌屬 ， 短桿菌屬 ， 棒狀桿菌屬等微生物菌屬加入到含有碳源、氮源及無機營養(yǎng)液的介質中進行培植 ， 然后將該類菌種在 25～ 45℃ ， pH 值在 4～ 9 的情況下 ，使乙醇胺轉化為氨基乙酸 ， 用濃縮中和離子交換處理得到氨基乙酸。 本產品所選線路及可行性分析 本設計模擬生產 10000 噸的氨基乙酸，考慮到產量較大，且其他生產工藝只在實驗階段，或在國內技術不成熟，還未應用到工業(yè)生產中，所以選擇第一條工藝路線， 即氯乙酸氨解法，氯乙酸氨解法的優(yōu)點是原料易得 ， 合成工藝簡單 ， 對設備要求不高 ， 易操作 ， 基本無公害。 第 2 章 生產工藝流程及各工藝指標的確定 生產基本原理及化學方程式 原理：氯乙酸和氨氣在六次甲基四胺的催化作用下，反應生成氨基乙酸和副產物氯化銨。 化學方程式： 主反應： ClCH2COOH + 2NH3 → NH2CH2COOH + NH4Cl 副反應： NH2CH2COO