甘氨酸生产工艺技术

甘氨酸，又名氨基乙酸，英文名为Glycine，缩写Gly；分子式C2H5NO2；CAS号56-40-6；白色至灰白色结晶粉末，无臭，无毒，味甜；在水中易溶，在乙醇或乙醚中几乎不溶；工业上主要采用施特雷克法来合成甘氨酸；甘氨酸是氨基酸系列中结构最为简单的氨基酸，也是人体非必需的一种氨基酸，在农药、医药、食品等领域均有广泛应用，用于生产除草剂草甘膦是其主要应用。

工艺路线：

甘氨酸主要化学合成工艺有氯乙酸氨解法、施特雷克法、海因法和生物合成法4 种。

氯乙酸氨解法：该工艺以氯乙酸与液氨为原料，在催化剂作用下制得甘氨酸。具体工艺为：将氨水与碳酸氢铵混合加热至55℃，加入一氯乙酸水解溶液反应2h。然后升温至80℃脱除剩余的氨，用活性炭脱色。过滤后，滤液加95%的乙醇使甘氨酸结晶析出。分离后用乙醇洗涤。烘干后得粗品。粗品用热水溶解，再加乙醇重结晶，即得成品，收率约42%。

施特雷克法：传统的施特雷克法是以甲醛、氰化钠、氯化铵一起反应，再加入乙酸，析出得到亚甲基氨基乙腈，将亚甲基氨基乙腈在硫酸存在下加入乙醇分解，得到氨基乙腈硫酸盐，将此硫酸盐用氢氧化钡分解，得到甘氨酸钡盐，然后加入硫酸使钡沉淀、过滤，滤液浓缩、冷却得到甘氨酸结晶。该法产品易精制，产品质量好，可制食品级甘氨酸。但是使用剧毒化学原料，操作条件要求高，反应后脱盐操作复杂，工艺路线长的缺点。

改进的施特雷克法：为了提高甘氨酸的质量，降低生产成本和减少环境污染，人们开发了以氢氰酸替代氰化钠或氰化钾改进的施特雷克工艺，反应以氢氰酸、甲醛、氨和二氧化碳为原料，反应液在管式反应器中进行。在低温下析出甘氨酸，母液循环使用，通过改变反应体系中副产物的浓度，使平衡向目标产物方向移动，从而达到提高反应收率的目的。虽然该工艺具有流程短、收率高和不产生污染等诸多优势，但由于氢氰酸的剧毒性和易挥发性，无法长距离运输，装置只能放在其原料装置附近，制约了甘氨酸生产的发展。

海因法：采用天然气副产物羟基乙腈为原料来生产甘氨酸，既解决了氢氰酸不易处理的缺陷，又保持了改进施特雷克工艺的优点，该工艺目前正成为国外最受关注的技术路线之一。

生物合成法：生物法制备甘氨酸工艺目前尚处于技术开发阶段，以甘氨腈为原料，在微生物酶的作用下，使甘氨腈水溶液进行水解反应，从而转化为甘氨酸，同时伴随产生氨。