[發明專利]一種丙烯酰胺生產工藝

在審

• 申請號: 201911408640.5
• 申請日: 2019-12-31
• 公開（公告）號: CN110885743A
• 公開（公告）日: 2020-03-17
• 發明（設計）人: 沈瑞華;徐忠和;陸煌生;但紅遠
• 申請（專利權）人: 江蘇昌九農科化工有限公司
• 主分類號: C12M1/00
• 分類號: C12M1/00;C12M1/12;C12M1/04;C12M1/02;C12P13/02;C07C231/24;C07C233/09;A61L2/07
• 代理公司: 北京一格知識產權代理事務所(普通合伙) 11316
• 代理人: 徐文;萬小俠

本發明涉及一種丙烯酰胺生產工藝，原料丙烯腈利用生物酶催化劑和水反應，生成丙烯酰胺水溶液，再利用精制、濃縮、結晶、離心、干燥等工序，得到丙烯酰胺晶體產品。本發明的優點在于：本發明丙烯酰胺生產工藝，通過該生產系統的配合既能縮短反應時間、又能控制好反應溫度，能夠提高反應速度、縮短反應時間、降低反應副產物丙烯酸含量、降低水合液的電導率、降低水合液雜質、提高丙烯酰胺產品質量、降低生產成本。

技術領域

本發明涉及丙烯酰胺生產技術領域，特別涉及一種丙烯酰胺生產工藝。

背景技術

丙烯酰胺是一種白色晶體化學物質，是生產聚丙烯酰胺的原料。聚丙烯酰胺主要用于油氣開采、造紙、水處理、礦物洗選、涂料、紡織、冶金、水泥增強劑、高吸水性樹脂、黏合劑、皮革復鞣劑等領域。

丙烯酰胺是以丙烯腈為原料水合而成，從20世紀50年代至今，生產工藝先后經歷了硫酸水合、銅系催化的化學水合及微生物腈水合酶生物轉化3個發展階段。與銅系催化法相比，微生物法有許多優點：酶催化反應在常溫常壓下進行，提高了生產安全性；丙烯腈的轉化率接近100％，不需回收未反應原料；由于不需采用含銅催化劑，產品中不含銅離子，純度更高，特別適合生產超高分子量的聚丙烯酰胺；工藝過程簡單，設備投資少，生產經濟效益高。

但是，目前國內生物轉化法生產丙烯酰胺的生產廠家均采用間歇式反應、批式制備，產品質量不易穩定。反應條件控制好壞直接關系到生物轉化法生產丙烯酰胺的產品質量和生產成本。

因此，研發一種能夠提高產品質量穩定性并降低生產成本的丙烯酰胺生產工藝是非常有必要的。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種能夠提高產品質量穩定性并降低生產成本的丙烯酰胺生產工藝。

為解決上述技術問題，本發明的技術方案為：一種丙烯酰胺生產工藝，其創新點在于：所述生產工藝包括如下步驟：

步驟1：在種子發酵罐內加入適量的培養基和去離子水，攪拌均勻，然后直接往種子發酵罐中通入蒸汽加熱至110～130℃進行消毒，消毒完畢冷卻至25～30℃后用無菌接種法介入菌種室配制的菌種，通入無菌壓縮空氣進行一次發酵，一次發酵后，再進行二次擴大發酵達到發酵指標后，用無菌壓縮空氣壓至發酵液儲罐；

步驟2：將發酵液儲罐中的發酵液，利用冷凍水降溫至-4～6℃后，經碟片式離心機分離除去濾液部分，濾餅菌絲體送至水合反應釜作為催化劑使用；

步驟3：往水合反應釜內再投入定量的去離子水，然后在攪拌的作用下通過罐區變頻泵緩慢加入丙烯腈，于15～20℃、常壓下進行水合反應，水合過程使用0℃液氨直接蒸發制冷，在微生物催化劑的作用下，丙烯腈很快轉化為丙烯酰胺；反應結束后，水合反應液由抽料泵壓入中空纖維超濾膜分離器，除去菌絲體，得到粗丙烯酰胺溶液；

步驟4：將粗丙烯酰胺溶液分別流經陽離子樹脂交換柱和陰離子樹脂交換柱，除去陽、陰雜質離子，得到純凈的丙烯酰胺溶液；

步驟5：將純凈的丙烯酰胺溶液加入配置槽，在配置槽中采用液堿調節PH值并添加阻聚劑，使得料液中的PH值為8～9，阻聚劑濃度為15～20ppm，將調配好的料液放入溶液循環槽；

步驟6：將溶液循環槽中的料液經循環泵送入溶液加熱器，加熱到88～90℃后進入濃縮塔上部，在濃縮塔內，料液經循環濃縮至丙烯酰胺濃度達60wt％后，濃縮液送至結晶罐，并通過冷凍鹽水降溫至-4～6℃后，關閉冷凍鹽水閥門，結晶一段時間后將晶料從結晶罐中放至離心機，固體在離心力作用下與母液分離，得到含水≤5％的濕料；

步驟7：含水≤5％的濕料落入螺旋輸送機運往干燥床進行干燥，濕料在干燥床內與65～70℃的熱空氣充分接觸沸騰流化進行脫水干燥后，得到含水≤0.8％的丙烯酰胺晶體成品。

進一步地，所述步驟1中的培養基為葡萄糖、尿素或硫酸鎂中的一種或幾種。