华北科技学院毕业设计（论文）
1设计概论
1.1甘氨酸的基本性质
产品编号： FZS118 中文名称：甘氨酸
中文别名：甘氨酸;氨基乙酸,氨基醋酸 英文名称： Aminoacetic acid
英文别名： Gly ;Amino acetic acid;Aminoethanoic acid;Glycine 线性分子式： NH2CH2COOH
等级： AR CAS号： 56-40-6 分子式： C2H5NO2 分子量： 75.07
外观描述：白色结晶或结晶性粉末。味甜。溶于水，微溶于吡啶，不溶于乙醚。 熔点:250℃(dec.) 密度：1.1607 沸点：233°C
物化性质：白色单斜晶系或六方晶系晶体，或白色结晶粉末。无臭，有特殊甜味，相对密度1.1607。熔点248℃（分解）。易溶于水，在水中的溶解度：25℃时为25g/100ml；50℃时为39.1g/100ml；75℃时为54.4g/100ml；100℃时为67.2g/100ml。极难溶于乙醇，在100g无水乙醇中约溶解0.06g。几乎不溶于丙酮和乙醚。与盐酸反应生成盐酸盐。
甘氨酸有独特的甜味，能缓和酸、碱味，掩盖食品中添加糖精的苦味并增强甜味。
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年产一万吨甘氨酸生产工艺设计
人体若摄入甘氨酸的量过多，不仅不能被人体吸收利用，而且会打破人体对氨基酸的吸收平衡而影响其它氨基酸的吸收，导致营养失衡而影响健康。以甘氨酸为主要原料生产的含乳饮料，对青少年及儿童的正常生长发育很容易带来不利影响。
产品包装、贮存与运输：本产品采用薄膜塑料袋，外加纤维编织袋两层包装，每袋净含量25kg±0.25kg，运输时注意防潮，避免被尖锐物划破。
产品质量(执行HG2029-91)
表1.1 工业氨基乙酸质量指标
Table 1.1 amino acid industrial quality indicators 指标名称 氨基乙酸含量% 氯化物(以Cl计)含量% 铁(Fe)含量% 加热减量% 外 观 一等品 ≥97.5 ≤0.70 ≤0.003 ≤1.0 白色粉末 指 标 合格品 ≥95.5 ≤0.90 ≤0.005 ≤2.0 1.2甘氨酸的工业地位[3]
甘胺酸在工业上的应用十分广泛，其作为一种重要的精细化工中间体,广泛应用于农药、医药、食品、饲料等领域，特别是自全球性除草剂草甘膦问世以来，甘氨酸在农药行业的应用得到了极大增强。所以甘氨酸在工业上体现着其独特的地位。下面将分别介绍甘氨酸各个方面的用途。
1.2.1 食品[4]
食品工业是使用甘氨酸量较大的产业, 把甘氨酸添加于食品中可以增加食品中氨基酸的含量, 提高营养成分, 同时它还可用作调味品, 配制清凉饮料, 含醇饮料及糖精去苦剂, 单独作为甜味品, 可用于糖果和饼干的制作, 甘氨酸可用作食品抗氧化剂及防
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腐剂, 以延长食品保质期, 因此广泛应用于饮料, 奶制品, 罐头和腌制食品。
1.2.2 医药
甘氨酸是人体必需的氨基酸, 在各种氨基酸输液的配方中, 基本上都含有甘氨酸, 甘氨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, 单甘氨酸乙酰水扬酸钙, 利血胺注射液等。由于医药用甘氨酸产品质量要求较高, 而国内医药级甘氨酸生产发展缓慢, 因此国内医药领域的应用还有等进一步开发, 对于国内的生产甘氨酸厂家, 改进生产工艺路线, 提高甘氨酸的质量也是十分重要的。
1.2.3 农药
在农药行业, 用三氯化磷、甲醛反应的水解产物再与甘氨酸反应, 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。在已开发的领域中，草甘膦是甘氨酸的最大市场。值得一提的是，同样作为草甘膦的原料甘氨酸，国外采用99%的甘氨酸，国内均采用97.5%的甘氨酸。在实际生产中，甘氨酸杂质中的氯化物含量对草甘膦的收率影响很大，99%的甘氨酸中氯化物含量只有97.5%的甘氨酸氯化物含量的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。
甘氨酸与甲醛、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。
1.2.4 饲料
甘氨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甘氨酸, 国内的饲养业尚未普遍采用, 在此领域中甘氨酸的应用有待于进一步开发。 1.2.5营养补充剂和抗氧剂
甘氨酸是孵化10周内鸡雏用饲料中不可缺少的成分。根据全国机械化养鸡场的总
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年产一万吨甘氨酸生产工艺设计
规模,每年估算需耗甘氨酸 1.3×103 t,目前国内采用的鸡饲料配方中均无甘氨酸,而泰国等却普遍使用。
1.2.6宠物罐头
国外生产宠物罐头是一门很大的产业,甘氨酸添加量是十分惊人的,国外有一家宠物罐头饲料的生产商,曾一次向我国订购甘氨酸350t。宠物饲料生产是一个劳动力密集的产业,很适合中国的国情, 可惜国内尚未对此产业给予足够的重视。 此外,国外牛羊的饲料配方中均有甘氨酸,国内牛羊的饲养业尚未普通采用,所以甘氨酸在这个领域中的应用有待于进一步的开发。
1.2.7其它【5】
甘氨酸还可用作有机合成的溶剂, 生化试剂化肥工业中脱二氧化碳溶剂, 制备氟氨基酸新型
表面活性剂, 甘氨酸与高级脂肪酸盐可复配制备高档洗涤剂, 甘氨酸在日用化工中也得到广泛应用, 用以配制染发剂、清洁用品、化妆品等。
1.3市场需求与技术现状
目前全球甘氨酸年产量达到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,我国甘氨酸生产起始于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2.8万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甘氨酸大量依靠进口。
1.4生产厂家[6]
国内目前甘氨酸生产工艺只有氯乙酸法，生产规模目前约为23万t/年，生产厂家有40余家，最大的生产企业是位于石家庄的河北东华化工集团，现有工业级甘氨酸产能8万吨/年、食品医药级甘氨酸产能3万吨/年，是目前亚洲最大的甘氨酸生产基地。
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重庆三峡英力化工有限公司,其新建5万吨甘氨酸/年项目进展正常,目前已进入投料试生产阶段。渝三峡A甘氨酸年产3万吨。江西电化有限责任公司有两套5万t/年生产装置，浙江新安江化工集团公司建有3万吨/年生产装置，其他主要生产厂家有江苏南通化工厂、长春农安制药厂、辽宁本溪化工厂，产品均为工业级甘氨酸，用于生产农药草甘膦和植物生长调节剂增甘膦，另外，江山股份（600389）的子公司南通东昌化工有1万吨的生产能力、江西电化中达有1.5万吨等，其它企业的规模普遍偏小，如苏州永达氨基酸厂3500吨、南通光荣化工3000吨等。
国外甘氨酸生产厂家主要有美国的查特姆公司、法国的斯帕西亚公司、日本的有机合成药品公司、昭和电工公司和味之素公司等，其中日本是甘氨酸生产和消耗大国，这些公司基本都采用改进的Strecker（施特雷克法）工艺和直接Hydantion（海因法）工艺。
1.5发展前景
甘氨酸在氨基酸类中结构最简单的化合物,是一种重要的有机合成中间体, 广泛应用于医药、食品、农药、饲料等行业, 据专家预测, 随着人们生活水平的提高, 食品、医药行业逐渐成为使用甘氨酸的最大用户,其市场潜力很大。在国内由于绝大部分甘氨酸生产企业生产工艺水平落后,产品质量差,而国外注重将催化、生物、辐射等高新技术用于甘氨酸合成工艺的研究,并取得了一定的进展,因此国内科研机构和企业要借鉴国外的研究思路,加强催化脱氢氧化制备,生物合成等新技术的开发。
1.6国内外生产现状及展望
国外甘氨酸生产厂商主要有美国的查特姆 (Chattem)公司、法国的斯帕西亚( S . P. C . I)公司、荷兰的阿克苏(AKEO)化学公司、日本的有机合成药品公司、昭和电工公司和味之素公司等。它们多采用利用丙烯腈副产物氢氰酸生产甘氨酸,生产成本低,产品质量好,纯度可达 99%以上,国外近年来还相继开发了更为先进的催化脱氢氧化法、生物合成法和辐射合成法等。国内甘氨酸生产起始于20世纪70年代末80年代初,国内有20多家甘氨酸生产厂,目前年总生产能力达2. 3×104 t左右,特别是医药级甘氨酸发展较快,已建成年产1000 t规模的装置,产品质量可达到美国 USP 和日本味之素的水平,且价格
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