蛋氨酸装置.doc

一 蛋氨酸装置

前言
蛋氨酸是构成蛋白质的基本单位之一，是必需氨基酸中唯一含有硫的氨基酸，它除了参与动物体内甲基的转移及磷的代谢和肾上腺素、胆碱和肌酸的合成外，还是合成蛋白质和胱氨酸的原料。蛋氨酸无法在动物体内合成，需从食物中摄入，将它加入饲料中，可以促进禽畜生长、增加瘦肉量和达到缩短饲养周期的效果等。
现代动物营养的研究和畜牧业生产的实践已证明,在饲料中添加一定比例的蛋氨酸（一船添加0.1～0.2％）,可以使饲料中蛋白质的必需氨基酸得以平衡,从而大大提高饲料的营养价值，降低料肉比、料蛋比，缩短饲养期,降低饲料成本,而且可以改善畜牧业产品的品质,如提高瘦肉率等。据国外资料报导,每头奶牛在每天的口粮中添加30克蛋氨酸，在197天产奶期中，每天多产奶15～16公斤牛奶,等于每公斤蛋氨酸多生产50公斤牛奶。
实践证明：蛋氨酸作为饲料添加剂在动物饲料方面的效果是十分显著的。
近年来，我国养殖业发展加速，猪肉、禽蛋、畜产品产量已居世界第一位，禽肉产量居世界第二位。养殖业的快速发展带动了饲料工业的快速发展，我国已成为全球的第二大饲料生产国，饲料年产量仅次于美国，达1亿吨/年，今后还将以每年7%左右的速度发展，饲料工业所需蛋氨酸添加剂几乎全部依靠进口，现已成为我国化学原料药进口的大宗产品，连续数年进口量高达数万吨。预计今后国内外市场对蛋氨酸的需求仍将以较大比例上升。特别是饲料用蛋氨酸，到2010 年，全世界蛋氨酸市场需求将达到70万吨，我国蛋氨酸需求量也将达到10 多万吨。

1. 全球蛋氨酸生产现状
1.1 国外
目前，世界蛋氨酸生产能力最大的是美国诺伟思公司，其他生产厂家依次为德国的迪高沙公司（在美国、德国、法国和比利时共有五套生产装置）、法国的安迪苏公司（在美国、法国和西班牙共有四套装置）、日本的曹达和我国的天津蛋氨酸公司，总生产能力约为720 kt/a（如折算为99%的DL-蛋氨酸，则生产能力为670 kt/a），1999年实际生产量为489 kt。其中，诺伟思公司、迪高沙公司和安迪苏公司生产液态和固态蛋氨酸二类产品，而曹达公司和天津蛋氨酸公司只生产固态蛋氨酸。
1.2 国内
在20世纪50年代，因医药工业的发展需要，我国开始研究化学法合成蛋氨酸，1959年河北制药厂建成了我国第一套合成蛋氨酸生产装置。目前国内有天津蛋氨酸厂、湖南常德洞庭制药厂、上海化学试剂总厂试剂三厂、广西南宁市有机玻璃厂、天津渤海化工集团天津化工厂、天津市河北制药厂蛋氨酸生产企业十余家，总产能约30 kt/a，而产量仅为10 kt/a左右，国内蛋氨酸生产装置与国外相比存在很大的差距，主要表现在：生产规模偏小，且以间歇法为主，自动控制水平也很低。天津化工厂蛋氨酸装置引进的年产10 kt饲料级蛋氨酸项目，由于工艺、环保以及生产安全隐患等问题，于2000年3月实施保护性停车。
严重制约中国蛋氨酸生产发展的主要原因有技术和原料两个方面。从技术层面来说，如何提高反应收率、环保和生产工艺的工程化问题，实现生产装置的连续化运行是关键，同时，还要开发有中国特色的蛋氨酸生产工艺，突破国外专利的束缚。从原料来看，国外几大蛋氨酸生产商的发展过程均表明，实现甲硫醇和丙烯醛的自主生产是降低产品成本的最有效途径，而中国成规模的丙烯醛生产商装置能力有限，产品用于农药生产，同时甲硫醇年产量不足千吨，目前我国仅有丹东制药厂、河北制药厂、河南新乡市溶剂厂、宁阳市农药厂等几个厂家生产，远远不能满足国内的市场需求。
2. 全球蛋氨酸生产的主要方法
（1）罗纳-普朗克公司工艺。用甲硫基代丙醛与氰化钠、碳酸氢铵经缩合生成甲硫基乙基乙内酰脲（海因），然后用氢氧化钠水解，生成蛋氨酸钠，再用硫酸酸化制得成品蛋氨酸，副产无水硫酸钠。
（2）日本曹达公司工艺。用甲硫基代丙醛与氰化钠、碳酸氢铵缩合生成甲硫基乙基乙内酰脲，用氢氧化钙水解，盐酸酸化，副产氯化钠和碳酸钙，工艺过程中氨循环使用。
（3）德固赛公司工艺。德固赛公司主要采用氢氰酸替代氰化钠与甲硫基丙醛缩合制备甲硫基乙基乙酰脲，用碳酸钾水解，二氧化碳酸化，副产的碳酸氢钾循环使用，从而大幅度减少了废物排放量，有效解决了环保问题。
（4）孟山都公司工艺。孟山都公司工艺最为简单，主要原料为甲硫基丙醛、氢氰酸和硫酸，收率高，且副产物只有硫酸铵，因而减少了反应步骤和环保处理费用，是运行成本最低的生产工艺之一。
3．现1万吨/年蛋氨酸设置
3.1 蛋氨酸生产装置组成
（1）1单元：硫化氢的生产（新增装置）
1100工序：硫化氢、二硫化碳生产
1200工序：硫化氢回收
1300工序：天然气变压吸附
（2）2单元：丙烯氧化制丙烯醛、甲硫基代丙醛合成部分
2100工序：丙烯氧化
2200工序：丙烯酸水吸收
2300工序：丙烯醛吸收及精制
2400工序：TPMA合成
2500工序：丙烯醛废水处理
2700工序：废水处理
（3）3单元：甲硫醇（MSH）合成与精制
3100工序：硫化氢预处理
3200工序：甲硫醇合成
3300工序：有机物/水溶液分离
3400工序：有机相蒸馏
3500工序：硫化氢吸收
3600工序：甲硫醇贮存
3700工序：公用工程分配
3800工序：三废处理
（4）4单元：甲硫基代丙醛（TPMA）精制
4100工序：TPMA脱轻组分
4200工序：TPMA脱重组分
4300工序：粗TPMA贮存和真空系统
4400工序：火炬分离罐
4500工序：公用系统蒸汽冷凝液收集
4600工序：废水处理（送生化）
（5）5单元：海因合成、水解
5100工序：NaCN和TPMA储存
5100工序：NaOH和H2SO4储存
5200工序：海因合成
5300工序：海因水解
5400工序：CO2和NH3的回收
（6）6单元：蛋氨酸（MTN）酸化、后处理
6100工序：蛋氨酸钠中和
6200工序：第一级结晶
6300工序：MTN过滤
6400工序：MTN离心分离
6500工序：MTN干燥冷却
6600工序：第二级结晶
6700工序：MTN储存
6800工序：工艺冷凝液和真空系统
（7）7单元：芒硝（硫酸钠）回收及母液循环
7100工序：母液储存
7200工序：Na2SO4蒸发
7400工序：Na2SO4分离和干燥
7500工序：Na2SO4储存
7600工序：冷却和新鲜水
7700工序：工艺冷凝液
7800工序：N2和空气
7900工序：废液和排气处理
（8）8单元：火炬和锅炉给水系统
（9）9单元：废气焚烧、废液焚烧
（10）公用工程（含生化处理）
3.2 公用工程组成
（1）100#原料罐区
（2）200#冷冻站
（3）300#消防水站
（4）400#空压制氮站（含CO2站）
（5）500#脱盐水站
（6）600#循环水站W32
（7）700#W37系统
（8）800#公用工程管廊