氯乙酸（Chloroacetic Acid），又称一氯乙酸，化学式为C2H3ClO2，是一种无色至淡黄色的液体，具有刺激性气味，易溶于水、醇和醚等溶剂中。它是有机合成中一种重要的化工原料，特别是在制药、农药、染料、洗涤剂、塑料和香料等行业中有广泛应用。

甘氨酸（Glycine）是一种最简单的氨基酸，也是构成蛋白质的20种标准氨基酸之一，其化学式为C2H5NO2，分子量为75.07 g/mol。甘氨酸的结构特点是侧链仅由一个氢原子构成，因此它是唯一不含手性中心的α-氨基酸，同时也是非极性氨基酸。在生物学中，甘氨酸不仅是蛋白质合成的重要单元，还在多种生物过程中发挥关键作用，如作为神经递质参与大脑功能调控、参与尿素循环帮助解毒氨、作为合成嘌呤和嘧啶核苷酸的前体、以及在胶原蛋白和其他生物聚合物的构建中扮演角色。在工业和食品加工领域，甘氨酸有广泛的用途，如作为营养补充剂、食品添加剂、药物原料、以及在化妆品和农业化学品中作为合成成分。

一、氯乙酸和甘氨酸的生产步骤

氯乙酸（Chloroacetic acid，简称CAA，也称为一氯乙酸或氯醋酸）的工业化生产主要通过乙酸催化氯化法进行，具体步骤概述如下：

1.乙酸催化氯化法：在这个过程中，乙酸与氯气在催化剂的存在下发生反应生成氯乙酸。催化剂的选择在过去包括硫磺，但现在醋酐连续法由于其环保优势和生产效率更高而更为常用。间歇式生产工艺一般使用硫磺粉作为催化剂，反应条件是在一定的温度和压力下，乙酸与氯气分两个阶段进行串联氯化反应。主锅氯化反应温度控制在约90-100°C，副锅反应温度稍低，约85-90°C，当达到特定的反应终点（如密度为1.35）时停止反应。反应结束后，通过冷却结晶、添加晶种、进一步冷却至室温并过滤或离心分离出氯乙酸晶体，尾气中的氯化氢则可以通过填料吸收塔回收为副产品盐酸。

2.连续化生产工艺：醋酐连续法是当今较为先进的生产工艺，它克服了传统间歇法的一些弊端，比如安全性、环保性以及生产效率较低的问题。在连续法中，可能采用更为高效的催化剂体系，并优化设备和流程设计，实现连续稳定地生产氯乙酸。

无论哪种方法，生产过程都需要严格控制反应条件以保证产品质量和产量，并充分考虑到环保法规的要求，例如有效处理副产物和排放气体，确保安全生产和环保合规。此外，由于氯乙酸是重要的化工中间体，广泛用于制药、农药、染料、表面活性剂等多种化学品的制造，因此其生产工艺的改进和发展一直是化工行业研究的重点。

氨基乙酸，又名甘氨酸（Glycine），是一种简单的α-氨基酸，具有多种合成方法。以下是几种工业化生产甘氨酸的主要途径：

1. 施特雷克（Strecker）法：该法首先通过甲醛、氰化物（氰化钠或氰化钾）和氨反应合成氨基乙腈。然后氨基乙腈经过水解得到甘氨酸。这一过程中，甲醛与氰化物反应生成亚甲基氨基乙腈，随后在碱性条件下水解成甘氨酸。

2. Bucherer法：使用三聚甲醛与氰化钠和碳酸铵反应生成乙内酰脲，再经过碱性水解（通常是强碱如氢氧化钠）转化成甘氨酸。

3.一氯乙酸（氯乙酸）氨化法：通过一氯乙酸（氯乙酸）与氨反应来制取甘氨酸。氨水与碳酸氢铵混合加热至适当温度，然后加入一氯乙酸水解溶液，反应完成后，经过一系列后续处理（如脱色、结晶、精制等步骤）获得甘氨酸产品。

4. 丙烯酸氨解法：尽管之前的信息没有提到，但丙烯酸也可以通过氨解反应来制备甘氨酸，不过这种工艺可能不是主流或传统的生产方式。

5. 天然来源提取：甘氨酸可以从某些生物材料（如废蚕丝水解液）中提取得到，但这不属于大规模工业化生产的方法。

实际工业生产中，不同的方法会因原料成本、安全、环保以及最终产品的纯度等因素选择最合适的生产工艺。其中，施特雷克法和一氯乙酸（氯乙酸）氨化法是工业化生产甘氨酸的常见途径。随着技术的发展，生产工艺也在不断优化以提高产率、降低成本和减少环境污染。

二、氯乙酸和甘氨酸的生产废水特点及处理方法

氯化法生产氯乙酸的过程中产生的废水具有以下显著特点：

1. 高盐分和氯离子含量：由于生产原料和反应过程中涉及到氯气和氯化物，废水中的氯离子浓度通常较高，同时可能伴有其他盐类，使得废水呈现高盐特性。

2. 高化学需氧量（COD）和生物需氧量（BOD）：废水中含有未反应完全的氯乙酸、副产物和其他有机物质，导致COD和BOD值较高，反映其含有大量有机污染物，需要通过氧化分解去除。

3. 酸性较强：氯乙酸本身为酸性物质，生产过程中可能会使用酸性催化剂，使得废水呈酸性，pH值较低，需要中和处理。

4. 含重金属离子可能性：如果生产过程中使用了含重金属的催化剂或辅料，废水可能含有重金属离子，需要特别处理。

5. 毒性较大：氯乙酸及其降解产物对生物体有毒性，对环境和生物安全构成潜在威胁。

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因此，处理氯化法氯乙酸生产废水时，通常需要采用多级处理工艺，如预处理（中和、絮凝沉淀等）、含盐废水多效或MVR蒸发结晶系统将废水中的盐分分离结晶实现资源化，生化处理（如厌氧和好氧生物处理）、深度处理（如高级氧化、吸附、离子交换、膜分离等技术）。确保废水在经过处理后达到国家和地方规定的排放标准，减轻对环境的影响。同时，生产企业应积极推行清洁生产和循环经济，努力减少废水产生，并提高废水处理的资源回收利用率。

一氯乙酸氨化法制备甘氨酸产生的废水，其主要特点包括：

1.氯化铵含量高：由于氨化反应中使用氨水或液氨作为原料，废水中的氨氮含量较高，由于起始原料为一氯乙酸，废水中含有氯离子，与铵离子组合形成氯化铵溶液。氯化铵浓度高，采用蒸发结晶工艺实现氯化铵的资源化回收，同时减轻后序生化处理的负荷及难度。

2.有机物含量高：反应过程中未完全反应的一氯乙酸及其衍生物等有机物质进入废水中，使得废水的化学需氧量（COD）和生物需氧量（BOD）较高。

3. 酸碱度波动：氨化反应本身涉及酸碱中和，废水的pH值可能会出现明显波动，需要中和调节。

4. 处理难度大：废水中的有机物、氨氮和氯化物等物质降解和去除难度较大，常规的废水处理工艺可能难以完全处理达标。

因此，处理一氯乙酸氨化法制备甘氨酸产生的废水，通常需要采用高效的预处理、蒸发结晶、生物处理、化学氧化、膜分离等多种技术组合的处理工艺，确保废水经过处理后能够达到国家和地方规定的排放标准。