氨基乙酸生产工艺设计8743.docx

安徽工程大学机电学院毕业设计（论文）氨基乙酸酸生产工工艺设计计摘 要氨基乙酸酸又名甘甘氨酸，它它是结构构最简单单的-氨基酸酸，它的的用途非非常广泛泛，主要要用于农农药、医医药、食食品、饲饲料以及及制取其其它氨基基酸，合合成表面面活性剂剂等。氨氨基乙酸酸的生产产方法有有很多种种，主要要有氯乙乙酸氨解解法和施施特雷克克法。在在国内，由由于技术术、原料料等原因因，大都都采用氯氯乙酸氨氨解法。本设计的的目的在在于对模模拟年产产1万吨吨氨基乙乙酸的厂厂房工艺艺进行设设计和优优化，本本设计简简要介绍绍了氨基基乙酸的的主要用用途，国国内外的的生产情情况，研研究进展展和未来来的发展展趋势。结结合国内内的实际际情况，本本设计选选用了氯氯乙酸氨氨解法，采采用间歇歇式的生生产方式式，初步步设计要要求年产产量1万万吨，参参照了许许多文献献及数据据，对整整个生产产过程做做了物料料衡算，主主要设备备进行了了热量衡衡算，并并对主体体设备氨氨化合成成釜进行行了设计计，对生生产工艺艺流程进进行了优优化，对对车间进进行了布布置和规规划。设计经多多次修改改和调整整，得到到许多数数据和能能控制的的工艺参参数，所所得到的的产品理理论上符符合设计计要求。关键词：氨基乙乙酸；生生产工艺艺；收率率；氯乙乙酸氨解解ANNUUAL OUTTPUTT OFF GLLYCIINE WORRKSHHOP PROOCESSS DDESIIGNABSTTEACCTGlyccinee iss thhe mmostt siimplle sstruuctuure of thee -amiino aciids,it''s uuse is verry eexteensiive,maiinlyy foor aagriicullturral cheemiccalss,phharmmaceeutiicalls,ffoodd,feeed andd ottherr prroduuctiion of amiino aciids,synntheeticc suurfaace-acttivee aggentt.Thheree arre mmanyy meethoods of prooduccingg lyycinne.TThe maiin ssoluutioons aree ammmonnia andd Chhlorroaccetaate Strreckk laaw. At homme, beccausse oof ttechhnollogyy, rraw matteriialss annd ootheer rreassonss,moost plaantss usse cchlooroaacettic aciid aammoonollysiis pproccesss . The purrposse oof tthe dessignn iss too opptimmizee thhe wworkkshoop pproccesss off ann annnuaal ooutpput of 1,000000 toons of Glyycinne .Thee deesiggn ggivees aa brrieffingg onn thhe pproccesss off thhe mmainn puurpoosess off gllyciine, thhe ssituuatiion of thee prroduuctiion at homme aand abrroadd,thhe rreseearcch pproggresss aand futturee deevellopmmentt trrendds. Witth tthe acttuall siituaatioon ddeveeloppmennt iin CChinna, thee deesiggn cchosse tthe chllorooaceeticc accid ammmonoolyssis proocesss aand usee thhe iinteermiitteent modde oof pprodducttionn.Thhe pprellimiinarry ddesiign reqquirremeentss off annnuaal 110,0000 tonns, Seaarchhed a nnumbber of doccumeentss annd ddataa，diid tthe matteriial ballancce oof tthe enttiree prroduuctiion proocesss tthe heaat bbalaancee off thhe mmajoor eequiipmeent,dessignned thee maain equuipmmentt amminaatioon oof rreacctorr , opttimiizedd thhe pprodducttionn prroceess. Afteer wwe rrepeeateed moddifiicattionns aand adjjusttmennts,we gott maany datta aand be ablle tto gget conntrool oof tthe proocesss pparaametterss, wwhicch aare theeoreeticcallly iin llinee wiith thee prroduuct of thee deesiggn rrequuireemennts.KEY WORRDS：glyycinne;prooducctioon pproccesss;yieeld; chhlorroaccetiic aacidd ammmonnolyysiss prroceess目 录引 言11第1章 概概 述21.1氨氨基乙酸酸的基本本性质221.2 产品用用途21.2.1 应应用于农农业行业业21.2.2 应应用于医医药行业业31.2.3 应应用于饲饲料行业业31.2.4 应应用于食食品行业业31.2.5 应应用于表表面活性性剂和日日化行业业31.2.6 其其他方面面31.3 市场需需求与技技术现状状31.4生生产厂家家41.5 发展前前景41.6 生产技技术的发发展趋势势41.7 氨基乙乙酸的生生产工艺艺51.7.1 氯氯乙酸氨氨解法551.7.2 施施特雷克克法(ccsteerckker法法)51.7.3 氢氢氰酸法法合成氨氨基乙酸酸新工艺艺51.7.4 生生物合成成法61.8 本产品品所选线线路及可可行性分分析6第2章 生产工工艺流程程及各工工艺指标标的确定定72.1 生产基基本原理理及化学学方程式式72.2 原料规规格及性性质72.2.1 基基本原料料72.2.2原料料质量标标准72.3 生产工工艺流程程叙述及及工艺流流程方框框图82.4主主要工艺艺指标的的确定992.4.1 生生产工艺艺特点992.4.2 工工艺指标标的确定定92.4.3 结结语111第3章 工艺计计算1223.1 物料衡衡算1223.1.1 原原料及产产品规格格123.1.2 衡衡算记住住123.1.3 已已知定量量123.1.4 列列衡算式123.2 热量衡衡算1773.2.1 计计算Q11与Q44173.3.2 过过程热效效应Q33计算1193.2.3 QQ2的计计算200第4章 主体设设备氨化化合成釜釜设计2214.1 体积估估算2114.2 确定筒筒体和封封头形式式214.3 确定筒筒体和封封头直径径214.4 确定筒筒体高度度214.5 确定夹夹套的直直径2224.6 确定夹夹套的高高度2224.7 计算传传热面积积224.8 计算夹夹套筒体体，封头头厚度2224.9 计算内内筒筒体体厚度2224.100 搅拌拌器2334.100.1 换热装装置2334.100.2 搅拌装装置2334.100.3 轴封装装置2334.100.4 传动装装置233第5章 厂房布置置245.1 概述2245.2 设备布布置的原原则2445.3 厂房布布置方法法24总 结225致 谢226参 考 文 献献27表格清单单表1-11 工工业氨基基乙酸质质量指标标2表1-22 氨氨解法原料消消耗及成成本6表2-11 工工业氯乙乙酸质量量标准88表2-22 六六次甲基基四胺质质量指标标8表2-33 工工业甲醇醇质量指指标8表2-44 无无水氨质质量指标标8表3-11 氨氨化合成成釜物料料衡算表表13表3-22 醇醇析釜的的物料衡衡算表114表3-33 离离心机物物料衡算算表155表3-44 干干燥机物物料衡算算表166表3-55 精精馏塔物物料衡算算表177表3-66 元元素的原原子比热热容188插图清单单图2-11 工工艺流程程方框图图9- 35 -安徽工程大学机电学院毕业设计（论文）引 言本设计为为对氨基基乙酸工工艺流程程的设计计研究，主主要对国国内外现现有生产产技术和和试验进进展进行行了简要要阐述和和对比分分析。目前国内内主要采采用氯乙乙酸氨解解法制备备氨基乙乙酸，660年代代以前，德德国的KKrauut用氯氯乙酸和和氨水反反应，在在缓慢搅搅拌、室室温下反反应488小时以以上，再再经一系系列复杂杂的后处处理，才才得到粗粗品，收收率很低低，成本本高且再再生能力力很低。70年代后，法国人Henri Martin以乌洛托品、氯乙酸、氨水为原料在水相中合成，反应后，经醇析、过滤、精制、干燥制得。只有70%左右的收率，生产周期长达40小时，纯度在90%左右1。后来用液氨代替氨水，收率达80%以上，此工艺成熟，目前国内生产厂家都在此方法前提下，不断的进行改进。自1969年实现工业化以来，国内许多专家对其进行了众多改进性研究，使氨基乙酸收率由约70%提高至85%以上，产品氨基乙酸含量从95%提高到98.5%。本设计所所选用的的工艺路路线为国国内较为为成熟的的氯乙酸酸氨解法法，其中中参考和和引用了了前人的的技术成成果，在在此表示示特别感感谢。第1章 概概 述1.1氨氨基乙酸酸的基本本性质中文名: 氨基基乙酸（氨氨基乙酸酸）英文名：GLYYCINNE分子式：C2H5NO2分子量：75.07结构式：NH2CH2COOOH CAS号号：56-40-6 毒性防护护：本品无无毒，无无腐蚀性性。物化性质质：白色单单斜晶系系或六方方晶系晶晶体，或或白色结结晶粉末末。无臭臭，有特特殊甜味味，相对密密度1.16007。熔熔点2448（分解解）。易易溶于水水，在水水中的溶溶解度：25时为225g/1000ml；50时为339.11g/1100mml；775时为554.44g/1100mml；1100时为667.22g/1100mml。极极难溶于于乙醇，在在1000g无水水乙醇中中约溶解解0.006g。几几乎不溶溶于丙酮酮和乙醚醚。与盐盐酸反应应生成盐盐酸盐。产品包装装、贮存存与运输输：本产产品采用用薄膜塑塑料袋，外外加纤维维编织袋袋两层包包装，每每袋净含含量255kg±±0.225kgg，运输输时注意意防潮，避避免被尖尖锐物划划破22。表1-11 工工业氨基基乙酸质质量指标标Tablle 11-1amiino aciid iinduustrriall quualiity inddicaatorrs指标名称称指 标一等品合格品氨基乙酸酸含量%97.595.5氯化物(以Cll计)含含量%0.7700.990铁(Fee)含量量%0.00030.0005加热减量量%1.002.00外 观白色粉末末1.2 产品用用途331.2.1 应应用于农农业行业业氨基乙酸酸是生产产除草剂剂草甘膦膦的原料料和植物物生长调调节剂增增甘膦的的重要中中间体。用三氯化磷、甲醛反应的水解产物再与氨基乙酸反应，可制取新型农药除草剂草甘磷，草甘磷为除草活性最强的内吸传并型广谱有机磷农药，它能有效控制危害最大的杂草达80余种，广泛用于稻田、麦地、玉米、棉花、大豆和果园、菜园及铁路、建筑、交通、森林等非耕地除草，草甘磷因其有杀草力强、低毒、易分解、无残留等优点，作为高度安全性除草剂，已被美国政府评为最优秀的农药。氨基乙酸与甲醛、三氯化磷在110下反应产物为增甘磷，增甘磷是一种高效叶面施用的植物生长调节剂，广泛用于各种农作物，还可作为收获前的脱叶剂。在已开发发的领域域中，草草甘膦是是氨基乙乙酸的最最大市场场。值得得一提的的是，同同样作为为草甘膦膦的原料料氨基乙乙酸，国国外采用用99%的氨基基乙酸，国国内均采采用977.5%的氨基基乙酸。在在实际生生产中，氨氨基乙酸酸杂质中中的氯化化物含量量对草甘甘膦的收收率影响响很大，99%的氨基乙酸中氯化物含量只有97.5%的氨基乙酸氯化物含量的1/30。因此，国外生产草甘膦的收率远高于国内，草甘膦的含量也比国内高出几个百分点，原料生产成本也比国内低。1.2.2 应应用于医医药行业业氨基乙酸酸是人体体必需的的氨基酸酸，在各种种氨基酸酸输液的的配方中中，基本上上都含有有氨基乙乙酸，氨基乙乙酸可用用作药物物溶剂和和缓冲剂剂，同时它它还可以以合成多多种药物物，如治疗疗高血压压药物盐盐酸地闰闰普利抑抑制胃溃溃疡的药药用碳酸酸钙制剂剂，单氨基基乙酸酰酰水扬酸酸钙，利血胺胺注射液液等。由由于医药药用氨基基乙酸产产品质量量要求较较高，而国内内医药级级氨基乙乙酸生产产发展缓缓慢，因此国国内医药药领域的的应用还还有等进进一步开开发，对于国国内的生生产氨基基乙酸厂厂家，改进生生产工艺艺路线，提高氨氨基乙酸酸的质量量也是十十分重要要的。1.2.3 应应用于饲饲料行业业氨基乙酸酸用在饲饲料添加加剂中，不仅是是畜禽饲饲料中的的主要营营养补充充成分，还可以以防止饲饲料氧化化变质，延长饲饲料保鲜鲜期，在国外外牛羊的的饲料中中均含有有氨基乙乙酸，国内的的饲养业业尚未普普遍采用用，在此领领域中氨氨基乙酸酸的应用用有待于于进一步步开发。另另外，新新兴的动动物宠物物罐头饲饲料中也也含有氨氨基乙酸酸。其添添加氨基基乙酸的的量十分分惊人，宠宠物饲料料生产是是一个劳劳动密集集型的产产业，很很适合中中国的国国情，可可惜国内内尚未对对此产业业有足够够的重视视。1.2.4 应应用于食食品行业业4食品工业业是使用用氨基乙乙酸量较较大的产产业，氨基乙乙酸具有有抑制细细菌生长长、螯合合缓冲及及抑制氧氧化等作作用，被被指定用用于食品品添加剂剂，主要要用于食食品氨基基酸强化化剂、调调味剂及及营养补补充成分分、食品品酿造、肉肉食加工工、清凉凉饮料的的配方内内。因氨氨基乙酸酸具有抗抗氧化功功能，应应用于奶奶油、干干酪、人人造奶油油中，能能延长保保质期33-4倍倍。其也也可单独独作为甜甜味品，可用于于糖果和和饼干的的制作，对高血血压的预预防很有有好处。在在精制食食盐中，加加量为55%。1.2.5 应应用于表表面活性性剂和日日化行业业在表面活活性剂工工业中，用用氨基乙乙酸可合合成阳离离子和两两性表面面活性剂剂，还可可用于生生产具有有良好调调湿性和和染色性性的氨基基酸染发发剂，用用于护肤肤及清洁洁用化妆妆品的复复配剂，另另外，用用于配制制发泡力力强，药药物化妆妆品的抗抗氧化剂剂的油包包水或水水包油乳乳液，具具有增湿湿和增稠稠作用。1.2.6 其其他方面面氨基乙酸酸还可用用于动物物药品添添加剂，也也可用作作PH调节节剂添加加在电镀镀液中。另另外，在在化学镀镀上的研研究和应应用也越越来越广广泛。氨基乙酸酸在农药药、食品品、医药药等领域域的应用用正逐步步增长，市场潜潜力很大大，在国内内由于绝绝大部分分氨基乙乙酸生产产企业生生产工艺艺水平落落后，产品质质量差，而国外外注重将将催化、生生物、辐辐射等高高新技术术用于氨氨基乙酸酸合成工工艺的研研究，并取得得了一定定的进展展，因此国国内科研研机构和和企业要要借鉴国国外的研研究思路路，加强催催化脱氢氢氧化制制备，生物合合成等新新技术的的开发5。1.3 市场需需求与技技术现状状目前全球球氨基乙乙酸年产产量达到到2300万t，我国的的生产能能力为223万t/年。生生产与消消费主要要集中在在工业发发达国家家和地区区，我国氨氨基乙酸酸生产起起始于770年代代末800年代初初，不仅起起步较晚晚，而且生生产技术术水平偏偏低，生产能能力约为为2.88万t/年，生产方方法几乎乎全部采采用氯乙乙酸氨解解法生产产甘氯酸酸，产品多多为工业业级，纯度不不高于995%，不仅影影响下游游草甘膦膦农药的的质量，而且无无法满足足医药和和食品等等行业的的需求，致使我我国医药药和食品品行业所所需的氨氨基乙酸酸大量依依靠进口口。1.4生生产厂家家6国内目前前氨基乙乙酸生产产工艺只只有氯乙乙酸法，生生产规模模目前约约为233万t/年，生生产厂家家有400余家，最最大的生生产企业业是位于于石家庄庄的河北北东华化化工集团团，现有有工业级级氨基乙乙酸产能能8万吨吨/年、食食品医药药级氨基基乙酸产产能3万万吨/年年，是目目前亚洲洲最大的的氨基乙乙酸生产产基地。重重庆三峡峡英力化化工有限限公司，其新建建5万吨吨氨基乙乙酸/年年项目进进展正常常，目前已已进入投投料试生生产阶段段。渝三三峡A氨氨基乙酸酸年产33万吨。江江西电化化有限责责任公司司有两套套5万tt/年生生产装置置，浙江江新安江江化工集集团公司司建有33万吨/年生产产装置，其其他主要要生产厂厂家有江江苏南通通化工厂厂、长春春农安制制药厂、辽辽宁本溪溪化工厂厂，产品品均为工工业级氨氨基乙酸酸，用于于生产农农药草甘甘膦和植植物生长长调节剂剂增甘膦膦，另外外，江山山股份（66003389）的的子公司司南通东东昌化工工有1万万吨的生生产能力力、江西西电化中中达有11.5万万吨等，其其它企业业的规模模普遍偏偏小，如如苏州永永达氨基基酸厂335000吨、南南通光荣荣化工330000吨等。国外氨基基乙酸生生产厂家家主要有有美国的的查特姆姆公司、法法国的斯斯帕西亚亚公司、日日本的有有机合成成药品公公司、昭昭和电工工公司和和味之素素公司等等，其中中日本是是氨基乙乙酸生产产和消耗耗大国，这这些公司司基本都都采用改改进的SStreeckeer（施施特雷克克法）工工艺和直直接Hyydanntioon（海海因法）工工艺。1.5 发展前前景氨基乙酸酸在氨基基酸类中中结构最最简单的的化合物物，是一种种重要的的有机合合成中间间体，广泛应应用于医医药、食食品、农农药、饲饲料等行行业，据专家家预测，随着人人们生活活水平的的提高，食品、医医药行业业逐渐成成为使用用氨基乙乙酸的最最大用户户，其市场场潜力很很大，在在国内由由于绝大大部分氨氨基乙酸酸生产企企业生产产工艺水水平落后后，产品质质量差，而国外外注重将将催化、生生物、辐辐射等高高新技术术用于氨氨基乙酸酸合成工工艺的研研究，并取得得了一定定的进展展，因此国国内科研研机构和和企业要要借鉴国国外的研研究思路路，加强催催化脱氢氢氧化制制备，生物合合成等新新技术的的开发。1.6 生产技技术的发发展趋势势从国外氨氨基乙酸酸现有生生产装置置使用的的工艺路路线及关关于氨基基乙酸制制备技术术所申请请专利的的数量和和内容来来分析，国国外目前前氨基乙乙酸的生生产完全全淘汰了了氯乙酸酸氨解工工艺，主主要采用用以氢氰氰酸、羟羟基乙腈腈为原料料的Sttrecckerr工艺和和Hyddanttionn工艺，通通过工艺艺的不断断改进，提提高了产产品的收收率和产产品的质质量，并并有采用用生物技技术由甘甘氨腈生生产氨基基乙酸的的发展趋趋势。而而在中国国氯乙酸酸氨解工工艺生产产氨基乙乙酸是目目前普遍遍采用的的技术，自自19669年实实现工业业化以来来，虽然然对其进进行了众众多改进进性研究究，使氨氨基乙酸酸收率由由约700%提高高至855%以上上，产品品氨基乙乙酸含量量从955%提高高到988.5%，但其其关键性性指标氯氯化物含含量仍高高达0.06%0.55%，由由于所得得产品纯纯度低、杂杂质含量量多而无无法满足足食品和和医药行行业生产产的使用用要求。同同样作为为草甘膦膦原料，国国外采用用纯度为为98.5%99.55%的氨氨基乙酸酸，而国国内纯度度只有997.55%98.5%，而而且其中中的氯化化物含量量是国外外的300倍，生生产合格格的草甘甘膦需两两次重结结晶，对对产品的的收率影影响很大大。虽然然中国已已经开发发成功了了以氢氰氰酸为原原料合成成氨基乙乙酸的小小试技术术，但反反应收率率只有773%，产产品纯度度只有995%，如如要实现现工业化化还需在在反应工工艺、产产品的精精制和连连续化方方面进行行大量研研究。1.7 氨基乙乙酸的生生产工艺艺氨基乙酸酸生产工工艺路线线很多，目前工工业化和和具有工工业化前前景的生生产工艺艺主要有有氯乙酸酸氨解法法，施特雷雷克法(csttercckerr法)，氢氰法法，及生物物合成法法等。1.7.1 氯氯乙酸氨氨解法7-112该法根据据原料不不同，又可分分两种工工艺：(1)水相或或醇相中中以乌洛洛托品，氯乙酸酸、氨水水(氨气或或液氨均均可)为原料料合成；(2)水相中中以碳酸酸铵或氨氨基甲酸酸胺、氯氯乙酸、氨氨水为原原料合成成。目前前国内的的生产方方法以前前者为主主，收率在在70%左右，后者收收率较低低(约42%)，故很少少用于工工业化生生产。由由于水相相合成氨氨基乙酸酸中乌洛洛托品消消耗较大大，且乌洛洛托品价价格较高高，无法回回收，故成本本较高，而以醇醇溶液代代替水溶溶液则会会大大降降低乌洛洛托品的的消耗量量，从而降降低生产产成本，因此，目前国国内普遍遍采用醇醇相法合合成氨基基乙酸，反应方方程式如如下。主反应:ClCH2COOOH+2NHH3NH2CH2COOOH + NHH4Cl副反应:NH22CH2COOOH+ClCH2COOOHNH(CH22COOOH)22+HClNH(CCH2COOOH)22+ClCH2COOOHN(CCH2COOOH)33+HCl氯乙酸氨氨解法的的优点是是原料易易得，合成工工艺简单单，对设备备要求不不高，易操作作，基本无无公害，缺点是是反应时时间较长长，副产物氯化铵铵等无机机盐类物物质难以以除去，产品质质量差，精制成成本高，作为催催化剂的的乌洛托托品难以以回收循循环使用用，造成原原料的极极大浪费费，使生产产成本增增加。国国内氨基基乙酸生生产厂家家及一些些科研机机构本着着优化反反应条件件降低生生产成本本，提高产产品质量量的原则则，对氯乙乙酸法合合成氨基基乙酸的的工艺进进行了大大量的研研究工作作，并取得得一定的的进展。1.7.2 施施特雷克克法(ccsteerckker法法)9-12施特雷克克法的反反应过程程是，以甲醛醛、氰化化钠，氯化铵铵为原料料反应，在硫酸酸存在下下醇解，然后与与氢氧化化钡一起起加水分分解而得得氨基乙乙酸产品品，主要化化学反应应如下:6HCHHO+33NaCCN+33NH44Cl(CHH2=N-CH2CN)+3NNaCll+6HH2O将产物过过滤，在硫酸酸存在下下加乙醇醇分解，得到氨氨基乙腈腈硫酸盐盐。3(CHH2=N-CH22CN)+C22H5OH+3H22S043(HH2NCHH2CN)H2SO4+3CCH2(C2H5)2将上述产产物用氢氢氧化钡钡分解，得到氨氨基乙酸酸钡：2(H22NCHH2CN)2SO2+3BBa(OOH)22(NHH2CH2COOO)2Ba+2BaaS044+2NNH3+2NN2O然后加入入定量的的硫酸，使钡沉沉淀，过滤液液浓缩，放置冷冷却，析出氨氨基乙酸酸结晶。(NH22CH2COOO)2Ba+H2S042NHH2CH2COOOH+BBaS004此工艺路路线较长长，原料NaaCN为为剧毒物物，反应的的脱盐操操作较复复杂，操作条条件比较较苛刻，其优点点是易于于精制，成本低低，适用于于大规模模工业化化生产。1.7.3 氢氢氰酸法法合成氨氨基乙酸酸新工艺艺133该工艺以以廉价的的丙烯腈腈副产物物氢氰酸酸代替氰氰化钠，生产成成本更低低，美国、日日本等普普通采用用此法生生产氨基基乙酸，我国中中科院大大连化物物所于990年代代初开发发成功以以HCNN为原料料合成氨氨基乙酸酸的工艺艺，该工艺艺以氢氰氰酸为主主体原料料，在生产产过程中中，可直接接利用气气态HCCN或任任意比例例的HCCN水溶溶液，醛类可可利用气气体，溶液或或高聚物物，氨源可可用氨加加二氧化化碳或碳碳酸铵，碳酸氢氢铵等，各原料料的投料料量近于于理论量量，产品收收率可达达73%，产品含含量大于于95%。该工工艺由于于反应步步骤少，因此工工艺过程程缩短，操作步步骤简化化，设备投投资减少少，生产成成本大大大降低，无三废废处理，易于放放大生产产，所得氨氨基乙酸酸产品质质量明显显优于氯氯乙酸法法所得的的产品。1.7.4 生生物合成成法21世纪纪是生物物合成的的世纪，生物合合成氨基基乙酸成成为十分分重要，潜力巨巨大的合合成路线线。美国国、日本本、欧洲洲长期以以来坚持持开发生生物合成成氨基乙乙酸的研研究，以前由由于存在在酶的活活性低，合成氨氨基乙酸酸的微生生物菌需需求量大大，氨基乙乙酸的产产率低等等因素，使生物物合成法法的工业业化受到到限制。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2545，pH值在49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。进入200世纪900年代以以后，国外合合成氨基基乙酸的的技术有有了新的的进展，日本Niittoo化学工工业公司司将培养养的假细细胞菌属属，酪蛋白白菌属，产碱杆杆菌属等等菌属以以0.55%(质质量分数数，干重)加入到到含氨基基乙酸胺胺基质中中，在30，pH值7.998.11情况下下，反应455h，几乎所所有的氨氨基乙酸酸胺水解解生成氨氨基乙酸酸，转化率率达999%。尽尽管目前前生物法法尚处于于研究阶阶段，但是其其具有高高选择性性，无污染染，因此将将是极具具发展潜潜力的合合成路线线。1.8 本产品品所选线线路及可可行性分分析本设计模模拟生产产100000吨吨的氨基基乙酸，考考虑到产产量较大大，且其其他生产产工艺只只在实验验阶段，或或在国内内技术不不成熟，还还未应用用到工业业生产中中，所以以选择第第一条工工艺路线线，即氯氯乙酸氨氨解法，氯氯乙酸氨氨解法的的优点是是原料易易得，合成工工艺简单单，对设备备要求不不高，易操作作，基本无无公害。产品成本本及产品品价格表1-22 氨氨解法原原料消耗耗及成本本Tablle 11-2 ammmonnia sollutiion andd thhe ccostt off raaw mmateeriaals connsummptiion原料名称称纯度%单耗t单价元/t成本元氯乙酸961.555065000100775液氨工业级0.85501850015733乌洛托品品980.3007200021600甲醇982.1002300048300合计/  /  /186338现在氨基基乙酸价价格每吨吨3.33万元左左右，220077年12月中中旬其价价格才11.8万万元/吨，12月底底国内最最大的氨氨基乙酸酸生产企企业河北北东华化化工集团团的传真真价格变变成了22.9万万元/吨，现在又又涨到了了3.33万元/吨，比12月中中旬上涨涨了800%，使氨基基乙酸的的利润几几乎达到到了1000%。第2章 生产工工艺流程程及各工工艺指标标的确定定2.1 生产基基本原理理及化学学方程式式原理：氯氯乙酸和和氨气在在六次甲甲基四胺胺的催化化作用下下，反应应生成氨氨基乙酸酸和副产产物氯化化铵。化学方程程式：主反应：ClCCH2COOOH + 2NNH3NH2CH2COOOH + NHH4Cl副反应：NH2CH2COOOH + CllCH22COOOH NHH(CHH2COOHH)2 + HCllNH(CCH2COOOH)22 + ClCCH2COOOH NHH(CHH2COOOH)33 + HCll2.2 原料规规格及性性质2.2.1 基基本原料料（1）：氯乙酸酸(CllCH22COOOH)无色晶体体，有刺刺激性气气味，易易潮解、不不燃，有有强烈的的腐蚀性性，能破破坏金属属、橡胶胶和软木木塞等，溶溶于水、乙乙醇、乙乙醚、苯苯、二硫硫化碳和和氯仿等等有机溶溶剂，相相对密度度：1.58gg/cmm3（20/20），其其熔点： 61163，沸点点为：1189。（2）： 六次次甲基四四胺(CCH2)6N4俗名乌洛洛托品，白白色结晶晶粉末或或无色有有光泽晶晶体，几几乎无臭臭，对皮皮肤有刺刺激作用用，相对对密度11.277 g/cm33 (225)，在约约2633升华并并部分分分解，溶溶于水、乙乙醇和氯氯仿，不不溶于乙乙醚，燃燃烧时火火焰无色色。（3）： 甲醇醇(CHH3OH)无色透明明易燃易易挥发极极性液体体，有毒毒，饮后后能致盲盲，密度度(D2004)：0.779155g/ccm3，熔点点：-997.88、沸点点：644.655，自燃燃点：4470，能与与水和多多数有机机溶剂混混溶，蒸蒸汽与空空气生成成爆炸性性混合物物，爆炸炸极限(6.0036.5)%(体积积)，燃烧烧时生成成蓝色火火焰，用用于制造造甲醛和和农药等等，并用用作有机机物质的的萃取和和酒精的的变性剂剂等。（4）： 氨气气(NHH3)无色气体体，有强强烈的刺刺激性气气味，相相对密度度：0.7711 g/cm33，易被被液化成成无色的的液体，沸沸点：-33.5，也易易被固化化成雪状状的固体体，熔点点：-777.77，溶于于水、乙乙醇和乙乙醚，在在高温时时会分解解成氮和和氢，有有还原作作用。2.2.2 原原料质量量标准（执执行QJJ/XHHG.JJH02207-08-20001）（1）: 氯乙乙酸表2-11 工工业氯乙乙酸质量量标准Tablle 22.-11 CChlooroaacettatee inndusstriial quaalitty sstanndarrds指 标 名 称称指 标标氯乙酸含含量%95.0二氯乙酸酸含量%3.00 外 观白色或微微黄色晶晶体(2): 六次次甲基四四胺表2-22 六六次甲基基四胺质质量指标标Tablle 22-2 Heexamminee quualiity inddicaatorrs指标名称称指 标标 纯度 %98.0 氯化物物(以CCl计) %0.0015 外外 观观 白色结晶晶或略带带色调的的白色结结晶(3):甲醇表2-33 工工业甲醇醇质量指指标Tablle 22-3 mmethhanool iinduustrry qquallityy inndiccatoors指标名称称指 标标 密度(20)g/cm330.79910.7793 外 观 无殊异臭臭气味，无无色透明明液体，无无可见杂杂质(4): 液氨氨表2-44 无无水氨质质量指标标Tablle 22-4 aanhyydroous ammmoniia qquallityy inndiccatoors指标名称称指 标标 氨含量量 % 999.5残留物含含量 %0.552.3 生产工工艺流程程叙述及及工艺流流程方框框图工艺流程程方框图图氯乙酸乌洛托品溶解氨气合成醇析离心醇洗烘干包装产品精馏回收甲醇副产物氯化铵图2-11 工工艺流程程方框图图Figuure 2-1 prroceess floow ddiaggramm工艺流程程叙述将氯乙酸酸、六次次甲基四四胺固体体按工艺艺配比分分别溶解解成工艺艺指标要要求含量量的溶液液，然后后备入计计量槽。首先向反反应釜内内投入六六次甲基基四胺水水溶液，加加热至一一定温度度后，开开始滴加加氯乙酸酸溶液，并并通入氨氨气反应应。反应应过程中中控制好好反应温温度和ppH值，待待加料结结束后保保温一段段时间，通通过甲醇醇醇析、真真空抽滤滤、甲醇醇醇洗，分分离出氨氨基乙酸酸，并甩甩干、烘烘干、取取样化验验，包装装合格后后入库出出厂。甲醇醇析析，甲醇醇含量降降低，而而且含有有其他杂杂质，通通过精馏馏塔、提提纯后回回收利用用，精馏馏后残液液排污至至污水池池，浓缩缩结晶出出氯化铵铵副产品品。2.4主主要工艺艺指标的的确定14182.4.1 生生产工艺艺特点除甲醇精精馏是半半间歇生生产外，其其他生产产工序都都是分批批投料、间间歇生产产，生产产周期为为8小时时，每天天可生产产3批。这这样的生生产过程程，容易易造成工工艺指标标控制不不稳定，使使产品质质量、收收率产生生波动。因因此，生生产中各各工序工工艺指标标的控制制、操作作过程关关键因素素的掌握握，对产产品质量量的稳定定，特别别是产品品收率的的提高，有有着十分分重要的的影响。2.4.2