甘氨酸清洁生产任重道远
221次阅读
作者：张天德
来源：中国化工报
2008年04月14日
收藏
在农药市场持续上涨的走势中，最引人注目的是草甘膦。而作为草甘膦主要原料的甘氨酸，价格也是大幅上扬，去年几乎翻了一番。这种局面短期内将不会改变，草甘膦的需求量由于转基因作物的大面积种植在不断扩大，给草甘膦行业带来了发展良机，也将使中间体甘氨酸步入黄金时代。
近年来，国内甘氨酸发展迅速，目前已成为我国产量和出口量最大的农药中间体品种，年产量已突破10万吨，成为世界生产大国。但我国甘氨酸生产技术十分落后，90%以上的产量一直沿用国外已淘汰的氯乙酸氨解法，每生产1吨产品将产生3吨以上的废水，其中含有大量的无机和有机化合物，包括剧毒的甲醛和氯乙酸、二氯乙酸等。经国家环境分析测试中心测试，废水中剧毒物质的含量，超过国家废水排放标准的数十倍至数百倍。此外，中间体氯乙酸的生产还产生大量的氯化氢尾气，尾气中同样含有剧毒的乙酰氯等物质。1吨产品将能产生2吨30%左右的副产盐酸，这种副产盐酸由于含有大量的无机、有机氯化物，不能直接用作化工原料，只能用于金属除锈等行业，带来了二次污染，多余的副产盐酸不得不用石灰等处理后排放处理。
可以说，氯乙酸氨解法生产甘氨酸，既严重污染环境，又浪费了大量资源，如不技术改造是没有出路的。实际上，经过近30年的生产实践和科学研究，国内已基本摸索出一套解决氯乙酸氨解法生产甘氨酸环境污染问题的清洁生产工艺。这套工艺包括：脱醇废水或脱铵废液的无害化处理，最后生产无机、有机复混肥料；氯乙酸尾气采用三级冷凝法回收有机、无机氯化物，最后生产合格盐酸或高纯氯化氢；冷凝液回用，做到水在生产内部循环，实现废水零排放；改进氯乙酸法生产甘氨酸的催化剂。
目前，国内中间体氯乙酸的生产工艺绝大部分采用硫黄作催化剂。近年来，为满足国内市场对高纯度氯乙酸的需求，又引进并开发了醋酐催化氯化法，比起老的硫黄催化法，在产品质量、环保和原料低消耗上都有一定的进步，然而由于醋酐价高难得，醋酐法工艺投资又高，造成生产成本高，产品价格也高出不少。这个缺陷导致许多企业不愿意改变传统的硫黄法生产工艺。但无论如何，硫黄催化法氯乙酸生产造成的污染问题必须给予重视，必须彻底解决。
其实硫黄催化也好，醋酐催化也好，本质上的催化剂都是乙酰氯，更确切地说是乙酰氯的烯醇式异构体。硫黄和醋酐只不过是乙酰氯的生成引发剂。同时整个氯化反应是受乙酰氯的烯醇化所控制。所以严格来说，采用乙酰氯作为催化剂是最理想的。未来采用乙酰氯作催化剂，是改造氯乙酸生产工艺、实现甘氨酸清洁生产的必要步骤。在这方面，美国道化学公司在50年前就申请了一种用乙酰氯作催化剂制备氯乙酸的专利技术；早期的法本公司就曾以氯乙酐为催化剂生产氯乙酸，生产出最终产品品质良好，且生产清洁无污染；此外国内也有多家单位进行了该项目的开发研究并取得中试成果，稍加完善就能用于工业生产。
在氯乙酸氨解工艺没有突破之前，羟基乙腈工艺生产甘氨酸早已成为国内研究的热点。2004年9月，总投资2000万元的清华紫光甘氨酸研发项目在河北涿州动工建设，但至今未见成功投产。近期重庆三峡油漆股份公司决定加快天然气―3万吨/年氢氰酸―12.6万吨/年羟基乙腈―5万吨/年甘氨酸项目的建设进度，预计今年底试车生产，2009年达产。该项目采用天然气生产甘氨酸，这将是世界首例。作为一项全新的技术，该技术需要在试车投产过程中不断改进、完善，解决诸如设备选型与放大、工艺参数优化、产品质量和经济性等问题，尤其要重视的是环境污染问题，因为氢氰酸、羟基乙腈等都是剧毒化工原料，控制和管理不善会造成大的安全和污染事故。
有一个事实不容忽视，连美国孟山都公司都限于国家环保法规已决定不再扩大草甘膦产能，我们在迅速扩大草甘膦、甘氨酸生产规模时，理应加倍重视环保问题，一定要在投产前彻底解决环保问题。在清洁生产的基础上，再扩大规模生产，现在国内已有条件将单条生产线从千吨级扩大到万吨级。规模扩大对节能降耗、降低成本、提升竞争力都有好处。
关键字：甘氨酸 清洁生产
