毕业论文10000吨甘氨酸的生产工艺设计作者姓名：乔培国学科、专业：化工应用技术学号：************师：***完成日期：酒泉职业技术学院年产10000吨甘氨酸的生产车间工艺设计摘要甘氨酸是结构最简单的α—氨基酸，它的用途非常广泛，主要用于农药、医药、食品、饲料以及制取其它氨基酸，合成表面活性剂等。
甘氨酸的生产方法有很多种，主要有氯乙酸氨解法和施特雷克法。
在国内，由于技术、原料等原因，大都采用氯乙酸氨解法。
本设计的目的在于对年产1万吨甘氨酸的车间工艺进行设计和优化，本设计简要介绍了甘氨酸的主要用途，国内外的生产情况，研究进展和未来的发展趋势。
结合国内的实际情况，本设计选用了氯乙酸氨解法，采用间歇式的生产方式，初步设计要求年产量1万吨，参照了许多文献及数据，对整个生产过程做了物料衡算，主要设备进行了热量衡算，并对主体设备氨化合成釜进行了设计，对生产工艺流程进行了优化，对车间进行了布置和规划。
设计经多次修改和调整，得到许多数据和能控制的工艺参数，所得到的产品理论上符合设计要求。
关键词：甘氨酸，生产工艺，收率，氯乙酸氨解ANNUAL OUTPUT OF 1,0000 TONS OFGLYCINE WORKSHOP PROCESS DESIGNABSTEACTGlycine is the most simple structure of the α-amino acids, it's use is very extensive, mainly for agricultural chemicals, pharmaceuticals, food, feed and other production of amino acids, synthetic surface-active agent. there are many methods of produce Glycine, the main solutions are ammonia and Chloroacetate Streck law. At home, because of technology, raw materials and other reasons, mostly use chloroacetic acid ammonolysis process .The purpose of the design is to optimize the workshop process of an annual output of 1,0000 tons of Glycine ,The design gives a briefing on the process of the main purposes of glycine, at home and abroad, production, research progress and future development trends. With the actual situation in China, the design chose chloroacetic acid ammonolysis process and use intermittent mode of production. preliminary design requirements of annual 10,000 tons, Searched a number of documents and data, to do the material balance of the entire production process, to do the heat balance of major equipment and designed the main equipment amination of reactor , optimized the production process .After repeated modifications and adjustments, got many data and to be able to get control of the process parameters, which are theoretically in line with the product design requirements.KEY WORDS: glycine, production process, yield, chloroacetic acid ammonolysis process目录摘要 (2)ABSTEACT (3)引言 (7)第一章文献综述 (8)1.1 甘氨酸的基本性质 (8)1.2 产品用途 (9)1.2.1 应用于农药行业 (9)1.2.2 应用于医药行业 (10)1.2.3 应用于饲料行业 (10)1.2.4 应用于食品行业 (10)1.2.5 应用于表面活性剂和日化行业 (11)1.2.6 其他方面 (11)1.3 市场需求与技术现状 (11)1.4 生产厂家 (11)1.5 发展前景 (12)1.6 生产技术的发展趋势 (12)1.7 甘氨酸的生产工艺 (13)1.7.1 氯乙酸氨解法 (13)1.7.2 施特雷克法(cstercker法) (14)1.7.3 氢氰酸法合成甘氨酸新工艺 (14)1.7.4 生物合成法 (14)1.8 本设计所选路线及可行性分析 (15)第二章生产工艺流程及各工艺指标的确定 (17)2.1 生产基本原理及化学方程式 (17)2.2 原料规格及性质 (17)2.3 生产工艺流程叙述及工艺流程方框图 (19)2.4 主要工艺指标的确定 (20)2.4.1 生产工艺特点 (20)2.4.2 工艺指标的确定 (20)2.4.3 结语 (23)3.1 物料衡算 (24)3.1.1 原料及产品规格 (24)3.1.2衡算基准 (24)3.1.3 已知定量 (24)3.1.4 列衡算式 (24)3.2 热量衡算 (30)3.2.1 计算Q1与Q4 (31)3.2.2 过程热效应Q3计算 (33)3.2.3 Q2的计算 (34)第四章主体设备氨化合成釜设计 (35)4.1 体积估算 (35)4.2 确定筒体和封头形式 (36)4.3 确定筒体和封头直径 (36)4.4 确定筒体高度 (36)4.5 确定夹套的直径 (36)4.6 确定夹套的高度 (37)4.7 计算传热面积 (37)4.8 计算夹套筒体，封头厚度 (37)4.9 计算内筒筒体厚度 (37)4.10 搅拌器 (38)4.10.1 换热装置 (38)4.10.2 搅拌装置 (38)4.10.3 轴封装置 (38)4.10.4 传动装置 (38)第五章车间布置 (40)5.1 概述 (40)5.2 设备布置的原则 (40)5.3 车间布置方法 (40)结论 (42)参考文献 (43)致谢 (44)引言本设计为年产1万吨的车间工艺设计，主要对国内外现有生产技术和试验进展进行了简要阐述和对比分析。
目前国内主要采用氯乙酸氨解法制备甘氨酸，60年代以前，德国的Kraut用氯乙酸和氨水反应，在缓慢搅拌、室温下反应48小时以上，再经一系列复杂的后处理，才得到粗品，收率很低，成本高且再生能力很低。
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，使甘氨酸收率由约70%提高至85%以上，产品甘氨酸含量从95%提高到98.5%。
本设计所选用的工艺路线为国内较为成熟的氯乙酸氨解法，其中参考和引用了前人的技术成果，在此表示特别感谢。
第一章文献综述1.1 甘氨酸的基本性质中文名: 甘氨酸（氨基乙酸）英文名：GLYCINE分子式：C2H5 NO2分子量：75.07结构式：NH2CH2COOHCAS号：56-40-6毒性防护：本品无毒，无腐蚀性。
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。
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 indicators1.2 产品用途[3]甘氨酸，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。
1.2.1 应用于农药行业甘氨酸是生产除草剂草甘膦的原料和植物生长调节剂增甘膦的重要中间体。
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。
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。
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。
1.2.2 应用于医药行业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。