[發明專利]一種高品質丙烯酰胺水溶液的制造方法

有效

• 申請號: 202011150355.0
• 申請日: 2020-10-23
• 公開（公告）號: CN114471172B
• 公開（公告）日: 2023-04-28
• 發明（設計）人: 張勇;郭衛東;嚴婕
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司齊魯分公司
• 主分類號: B01D67/00
• 分類號: B01D67/00;B01D69/12;B01D71/34;B01D71/48;B01D71/68;C12P13/02
• 代理公司: 北京智橋聯合知識產權代理事務所(普通合伙) 11560
• 代理人: 涂華明

公開了一種分離膜及利用該分離膜制備高品質丙烯酰胺水溶液的方法。該高品質丙烯酰胺水溶液制備方法包括：利用分離膜去除丙烯腈中含有的消泡劑，得到分離消泡劑后的丙烯腈；將水合酶及去離子水按比例混合得到混合液，將分離消泡劑后的丙烯腈滴加入到混合液中，反應后得到所需的丙烯酰胺水溶液。本發明利用分離膜定向去除丙烯腈中含有的消泡劑，減少消泡劑對水合酶的毒副影響，從而高效制造高品質的丙烯酰胺水溶液，且可增多水合酶使用批次，節約成本。此外，本發明通過對分離膜進行尼龍加強改性，可以延長膜使用壽命。

技術領域

本發明涉及丙烯酰胺水溶液的制備方法，特別是涉及利用含有腈水合酶的微生物菌體進行丙烯腈水合，以制備丙烯酰胺水溶液。

背景技術

丙烯酰胺是制備聚丙烯酰胺的主要原料，而聚丙烯酰胺可以廣泛用作水處理凝聚劑、石油回收劑、造紙工業中的增強劑等，其具有較高的應用價值。

利用丙烯腈水合制備丙烯酰胺主要有兩種途徑：一種是銅催化劑法，即在銅催化劑(金屬銅、還原銅、或骨架銅)的催化下，對丙烯腈進行水合而獲得丙烯酰胺水溶液；另一種是微生物法，其是以含有腈水合酶的微生物菌體以及菌體處理物等作為催化劑，對丙烯腈進行水合而獲得丙烯酰胺水溶液。

上述方法中，與銅催化法相比，由于微生物法的丙烯腈轉化率及選擇性高，因此，現在大部分工業裝置都采用微生物法進行丙烯酰胺水溶液的制備。

采用微生物法制備丙烯酰胺時，需要對反應后的微生物菌體進行洗滌等操作，以便重復利用微生物菌體。由于丙烯腈對于微生物菌體有致毒作用，因此，為了保證每一批次丙烯腈水合反應的反應效率，要求每一批制備得到的丙烯酰胺水溶液中的丙烯腈殘留要低于0.1wt％；而一般工業生產中，微生物菌體可以重復使用3～5次。

由于不同廠家丙烯腈中微量雜質的種類及含量都不同，因此，不同廠家在同一種微生物菌體上進行水合試驗時，其反應批次及每批的丙烯腈殘留都不同，而丙烯酰胺生產廠家要求不同的丙烯腈在進行水合試驗時盡可能達到相同批次及丙烯腈殘留。

在丙烯腈生產過程中會產生大量的泡沫，一般會在回收系統中加入一個捕沫器進行捕沫，但是仍然會有部分泡沫進入到吸收塔內，使得吸收塔內泡沫增多，嚴重時會產生液泛及沖塔，影響吸收塔的操作及丙烯腈的吸收。為此，一般通過向吸收塔內加入消泡劑，以消除這部分的影響。消泡劑在生產中一般用來降低表面張力，抑制泡沫產生或者消除已經產生的泡沫。現有的消泡劑有很多種類，最常用的主要有酰胺類、有機硅類、高碳脂肪醇類和聚醚類等。與聚醚類消泡劑相比，其他幾種消泡劑存在高溫下容易發生分層、消泡速度慢、抑泡性較差等問題。因此，在高溫條件下，一般采用聚醚類消泡劑。

在丙烯腈回收過程中，由于操作溫度較高，只能采用耐高溫的聚醚類消泡劑，但是又由于丙烯腈的高極性，導致其在水中溶解度很低，因此，一般只單獨采用聚醚消泡劑，不加其他助劑。專利申請CN101780383A中提到一種聚醚類消泡劑的制備方法，采用聚醚消泡劑和其他物質復配，其主要用于水基涂料和油墨體系。CN104096384A公開了一種含聚醚的復合消泡劑，可用于高溫環境下石油開采領域的消泡，但該消泡劑成分復雜，不能用于丙烯腈的生產過程。

現在丙烯腈裝置上一般都采用聚醚類消泡劑進行消泡，但是在后續丙烯腈精制過程中，丙烯腈中會殘留有一定量的消泡劑，而殘留的消泡劑會對丙烯酰胺酶催化反應的活性酶產生毒性，導致酶催化反應批次變短，產品質量變差，最終使制備的聚丙烯酰胺的分子量變低，溶解性變差。

因此，亟需一種新的丙烯酰胺水溶液的制造方法，來解決上述技術問題。

發明內容

本發明目的在于通過對丙烯腈進行分離處理，以更有效的制造出高品質的丙烯酰胺水溶液。

本發明提供了一種用于分離丙烯腈中消泡劑的分離膜的制備方法，包括：