中國(guó)甘氨酸行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢(shì)分析

中國(guó)甘氨酸行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢(shì)分析一、甘氨酸規(guī)格甘氨酸也稱氨基乙酸，其化學(xué)結(jié)構(gòu)式為NH2CH2COOH，是氨基酸系列中相對(duì)分子質(zhì)量最小、結(jié)構(gòu)最簡(jiǎn)單的一種。根據(jù)甘氨酸的合成工藝與產(chǎn)品質(zhì)量不同，可分為工業(yè)級(jí)、飼料級(jí)、醫(yī)藥級(jí)和食品級(jí)四種產(chǎn)品規(guī)格。甘氨酸是一種重要的化工中間體，在各領(lǐng)域根據(jù)消費(fèi)量占比由高到低依次為農(nóng)藥、食品、飼料、醫(yī)藥等。在我國(guó)，約80%的甘氨酸用于生產(chǎn)除草劑草甘膦，而國(guó)內(nèi)草甘膦產(chǎn)量從2015年的40萬噸增加至2019年的55萬噸，年增長(zhǎng)率達(dá)9.3%。在食品行業(yè)，甘氨酸可作為營(yíng)養(yǎng)增補(bǔ)劑、調(diào)味劑、防腐劑；在飼料和醫(yī)藥行業(yè)，甘氨酸作為飼料添加劑和藥物中間體。二、甘氨酸生產(chǎn)工藝目前，工業(yè)化和具有工業(yè)化前景的甘氨酸合成方法主要有氯乙酸氨解法、施特雷克法、羥基乙腈法、直接海因法、生物合成法等。目前國(guó)外采用改進(jìn)的施特雷克法和海因法技術(shù)路線。國(guó)內(nèi)幾乎全部采用在國(guó)外已被淘汰的氯乙酸氨解法技術(shù)（水相法氯乙酸工藝），唯有重慶三峽英力采用海因法工藝，該工藝體系中存在氯化鈉等無機(jī)鹽分離困難的問題，一直不能正常生產(chǎn)。氯乙酸氨解法是以氯乙酸和氨水為起始原料，在催化劑烏洛托品作用下，合成甘氨酸。該方法的優(yōu)勢(shì)是反應(yīng)原料來源廣泛，合成工藝簡(jiǎn)單，反應(yīng)條件溫和，對(duì)設(shè)備材質(zhì)要求不高，且操作簡(jiǎn)便，易于工業(yè)化生產(chǎn)。不足在于合成周期長(zhǎng)，副產(chǎn)物氯化銨不易分離，產(chǎn)品品質(zhì)差，烏洛托品催化劑難以回收利用，造成生產(chǎn)成本較高。目前，氯乙酸氨解法仍是國(guó)內(nèi)企業(yè)生產(chǎn)甘氨酸的主要方法。沈美忠提出了一種甘氨酸合成新工藝，即引入電滲析處理結(jié)晶母液，分離得到的甘氨酸與烏洛托品混合液返回反應(yīng)釜內(nèi)進(jìn)行循環(huán)利用，氯化銨水溶液經(jīng)蒸發(fā)濃縮結(jié)晶獲得氯化銨，該工藝不僅大幅減少了催化劑烏洛托品用量，降低了生產(chǎn)成本，而且還提高了副產(chǎn)氯化銨品質(zhì)。氫氰酸有毒、易揮發(fā)的特性造成運(yùn)輸、存儲(chǔ)較為困難，為尋找氫氰酸替代品，人們開發(fā)了直接海因法工藝，該工藝流程簡(jiǎn)單、原子利用率高、清潔環(huán)保，極具應(yīng)用前景。目前，直接海因法合成甘氨酸工藝仍處于實(shí)驗(yàn)室小試、中試階段，尚未見工業(yè)化報(bào)道。馮志武等提供了一種羥基乙腈連續(xù)化制備甘氨酸的工藝，以羥基乙腈與氨源、碳源為原料，依次經(jīng)管式填料反應(yīng)器和釜式反應(yīng)器，發(fā)生海因合成與海因水解反應(yīng)，再經(jīng)蒸發(fā)、濃縮、結(jié)晶、分離、干燥等工序，獲得高純甘氨酸產(chǎn)品。該工藝不僅能保證甘氨酸收率和純度均在99%以上，還實(shí)現(xiàn)了以羥基乙腈為原料連續(xù)化生產(chǎn)甘氨酸，且生產(chǎn)過程中無廢液排放。三、甘氨酸生產(chǎn)分析國(guó)內(nèi)甘氨酸年產(chǎn)量約40萬噸。其中約30萬噸主要用于生產(chǎn)除草劑草甘膦，其余10萬噸用在其他行業(yè)。國(guó)內(nèi)主要甘氨酸生產(chǎn)企業(yè)產(chǎn)能總計(jì)為46.2萬噸，其中石家莊東華金龍化工有限公司產(chǎn)能最高，達(dá)到14萬噸/年，湖北宜昌金信化工有限公司次之，年產(chǎn)能達(dá)到了10萬噸/年。2012年以來中國(guó)甘氨酸產(chǎn)量呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，從2012年的29.02萬噸上升至2017年的35.58萬噸，但是上升幅度開始減慢。隨著未來環(huán)保政策的收緊，甘氨酸企業(yè)因?yàn)閺U水污染的原因就會(huì)減產(chǎn)，中國(guó)甘氨酸產(chǎn)量將會(huì)下降。四、中國(guó)甘氨酸未來發(fā)展趨勢(shì)國(guó)外甘氨酸的生產(chǎn)已完全淘汰了氯乙酸氨解法的工藝技術(shù)，主要采用的生產(chǎn)技術(shù)是以氫氰酸、羥基乙腈為原料的Strecker法和Hydantion法，通過工藝技術(shù)的不斷更新和改進(jìn)，使產(chǎn)品收率和產(chǎn)品質(zhì)量都得到大幅度提高，并有采用生物技術(shù)由甘氨腈合成甘氨酸的趨勢(shì)，注重將高新技術(shù)如催化、輻射、生物合成等應(yīng)用于甘氨酸合成工藝的研究，已取得了一定的進(jìn)展。國(guó)內(nèi)生產(chǎn)甘氨酸目前普遍采用氯乙酸氨解法工藝技術(shù)，自1969年實(shí)現(xiàn)工業(yè)化以來，雖然對(duì)其進(jìn)行了多次工藝技術(shù)改進(jìn)性研究,使甘氨酸收率由最初的70%提高至目前的85%左右，甘氨酸的含量從95%提高到98.5%，但其關(guān)鍵性指標(biāo)氯化物含量仍高達(dá)0.06%-0.50%，由于所得產(chǎn)品純度低、雜質(zhì)多而無法滿足食品和醫(yī)藥行業(yè)生產(chǎn)的使用要求，該工藝技術(shù)主要生產(chǎn)工業(yè)級(jí)甘氨酸。另外少數(shù)廠家以氯乙酸氨解法反復(fù)精制得到的食品級(jí)甘氨酸，由于生產(chǎn)成本高，缺乏市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力和產(chǎn)品質(zhì)量不高，無法滿足醫(yī)藥和食品等行業(yè)的需求,致使中國(guó)醫(yī)藥和食品行業(yè)所需甘氨酸還要依賴進(jìn)口。工業(yè)級(jí)甘氨酸主要下游產(chǎn)品為草甘膦，草甘膦作為一種非選擇性、無殘留滅生性除草劑，獲得了市場(chǎng)認(rèn)可。從需求的角度來看，轉(zhuǎn)基因作物種植面積一直在穩(wěn)定增長(zhǎng)，特別是巴西的土地耕地面積及抗草甘膦轉(zhuǎn)基因作物滲透率的提高，也將拉動(dòng)草甘膦的需求，預(yù)計(jì)全球的草甘膦需求將保持5%左右的增長(zhǎng)。國(guó)內(nèi)很多草甘膦企業(yè)都有配套甘氨酸生產(chǎn)線，草甘膦產(chǎn)能120萬噸/年，而實(shí)際生產(chǎn)80萬噸/年，有將近40萬噸/年產(chǎn)能沒有釋放，其主要原因是受甘氨酸價(jià)格的牽制。草甘膦需求量和價(jià)格呈現(xiàn)上行走勢(shì)，從而會(huì)帶動(dòng)甘氨酸行業(yè)快速發(fā)展?，F(xiàn)在中國(guó)已成為世界上最大的甘氨酸生產(chǎn)國(guó)，