推动蛋氨酸国产化进程——记石化绿色工艺之弱碱钾盐双循环D,L-蛋氨酸
已有人阅读此文 - -传统海因法合成蛋氨酸工艺能耗高、设备安全性要求高、副产物量大。山东新和成氨基酸有限公司对上述传统工艺进行优化改进,从原料、能耗、工艺本质安全性等多方面着手,开发出弱碱钾盐双循环D,L-蛋氨酸生产工艺,成功解决了上述问题,并因此于近日入选《石化绿色工艺名录(2020年版)》。
传统工艺问题复杂
蛋氨酸的生产主要为化学合成法,其生产技术比较复杂,按原料路线划分主要有海因法、氨基内酯法、丙二酸酯法,以及近年来开发出的固—液相转移催化法。
目前世界上主要的D,L-蛋氨酸生产公司均采用海因法,但各公司有不同的水解和酸化路线,产生的副产物不同,拥有的专利技术也不同。
据介绍,蛋氨酸巨大的市场需求量和产能结构的严重不平衡,让业内很多企业跃跃欲试。蛋氨酸具有生产工艺复杂、技术门槛高、产品销路集中度高(90%以上用作饲料添加剂)等特点。全球蛋氨酸生产主要集中在赢创、安迪苏、诺伟司及住友等传统饲料添加剂生产企业手中,其关键性技术被国外企业封锁。尽管涉足该项目的国内企业众多,但因前期投入巨大,技术壁垒一直难以攻破。
“工艺合成过程复杂,能耗也很高,很多难题一直无法破解。”该公司研发部门负责人介绍说。
优化工艺突破瓶颈
为解决上述问题,新和成投入巨额资金,组成50多人的研发团队,通过近15年的研究开发对传统海因法合成蛋氨酸工艺进行优化改进,成功开发了弱碱钾盐双循环D,L-蛋氨酸生产工艺,从根本上解决了蛋氨酸产业化过程中能耗高、设备安全性要求高、副产物量大等难题。
新和成的D,L-蛋氨酸连续化生产工艺在原料消耗、能量消耗、副产等方面均具有优异的技术效果,清洁生产技术达到先进水平,提升了蛋氨酸产品的市场竞争力。
从原料消耗角度来看,该工艺以原辅料的高效利用和工艺循环一体化着手,通过对反应过程的分析整合,钾离子循环利用率大于99.2%,水重复利用率(不计生成水)达到99.1%,二氧化碳循环利用率达到99.9%,降低了原料总消耗。
从能量总消耗角度来看,整个生产工艺过程充分利用工艺反应热和集成过程中的热量,构建能源一体化体系。该工艺还实现了循环套用,简化了后处理步骤,降低了能量总消耗。
从“三废”综合利用角度来看,整个工艺过程中除了钾离子,没有另外的盐加入,工艺水可以全部循环套用。水解过程产生的氨气和二氧化碳气体经过吸收,又重新参与海因合成,基本无废气产生。
生产能力逐年提高
蛋氨酸是新和成进一步丰富产品品类、深化产品布局的战略选择,该公司于2014年正式启动了蛋氨酸项目建设,目前已拥有年产15万吨蛋氨酸的生产能力。在此基础上,该公司于2020年年底启动建设了年产15万吨蛋氨酸生产线,预计在2023年建成投产,届时将形成年产30万吨蛋氨酸的生产能力。
截至目前,新和成蛋氨酸生产技术已经申请14项发明专利,8项已经获得授权,其中2项获得国际授权,并有1项在美国、日本、新加坡等5个国家获得授权。
新和成蛋氨酸产品的成功上市,打破了国外企业对我国蛋氨酸行业的垄断,缓解了国内蛋氨酸的供需矛盾,大幅提高了我国蛋氨酸的自给率,对推动国内畜牧养殖业健康发展具有重要战略意义。