[发明专利]丙烯酰胺水溶液的制造方法

说明书

本发明涉及一种丙烯酰胺水溶液的制造方法。采用丙烯、液氨、氧气作为原料在催化剂的作用下反应，向反应液中加水蒸馏，蒸馏过程中加入消泡剂，得到丙烯腈；再将腈水合酶及去离子水混合，将丙烯腈入到混合溶液中，反应得到丙烯酰胺水溶液；其中：消泡剂为以一元醇或二元醇为端基的甘油聚醚。甘油聚醚的数均分子量为1000‑3000、甘油聚醚的浊点为17‑21℃、甘油聚醚的pH值为5‑7。甘油聚醚的色泽≤20。本发明通过选择特定的消泡剂，制备出消泡剂残余在可控范围内的丙烯腈，减少消泡剂在水合过程中对水合酶的毒副影响，制备的丙烯酰胺中的残余丙烯腈含量低，水合酶使用批次批次多，能够高效的制造出高品质的丙烯酰胺水溶液。

技术领域

本发明涉及一种丙烯酰胺水溶液的制造方法。

背景技术

丙烯酰胺是制备聚丙烯酰胺的主要原料，而聚丙烯酰胺可以用作水处理凝聚剂、石油回收剂、造纸工业中的增强剂等。

丙烯腈水合制备丙烯酰胺主要有两种制备方法，一种是将丙烯腈在铜催化剂(金属铜、还原铜、或骨架铜)的催化下，将丙烯腈进行水合而获得丙烯酰胺水溶液的铜催化剂法。另一种是以含有腈水合酶的微生物菌体以及菌体处理物等作为催化剂进行水合反应的微生物法。

上述方法中，微生物法与铜催化法相比，由于丙烯腈的转化率及选择性高，因此，现在大部分工业装置都采用微生物法进行丙烯酰胺水溶液的制备。

采用微生物法制备丙烯酰胺时，需要对反应后的微生物菌体进行洗涤等操作，以对微生物菌体进行重复利用，由于丙烯腈对于微生物菌体有致毒作用，为了保证每一批次丙烯腈水合反应的反应效率，要求每一批制备得到的丙烯酰胺水溶液中的丙烯腈残留要低于0.1wt％；而一般工业生产中，微生物菌体可以重复使用3-5次。

由于不同厂家丙烯腈中微量杂质的种类及含量都不同，因此，不同厂家在同一种微生物菌体上进行水合试验时，其反应批次及每批的丙烯腈残留都不同，而丙烯酰胺生产厂家要求不同的丙烯腈在进行水合试验时尽可能达到相同批次及丙烯腈残留。

为了更有效的制造出更高品质的生物法丙烯酰胺水溶液，主要通过降低丙烯腈中噁唑、氢氰酸等，以提高丙烯腈水合效率，如专利CN103687844B及专利CN101410527A。

但是，即使利用上述去除杂质的方法，也很难较大程度的提高丙烯腈水合效率。

在丙烯腈回收过程中会产生大量的泡沫，一般会在回收系统中加入一个捕沫器进行捕沫，但是仍然会有部分泡沫进入到吸收塔内，使得吸收塔内泡沫增多，严重时会产生液泛及冲塔，影响吸收塔的操作及丙烯腈的吸收；因此，一般通过向吸收塔内加入消泡剂，以消除这部分的影响。消泡剂在生产中一般用来降低表面张力，抑制泡沫产生或者消除已经产生的泡沫。专利CN101780383中提到一种聚醚类消泡剂的制备方法，此制备方法采用聚醚消泡剂和其他物质复配的方法，其主要用于水基涂料和油墨体系等。而在丙烯腈回收过程中，由于操作温度较高，只能采用耐高温的聚醚类消泡剂，但是又由于丙烯腈的高极性，导致其在水中溶解度很低，因此，一般只单独采用聚醚消泡剂，不加其他助剂。CN104096384A公开了一种含聚醚的复合消泡剂，可用于高温环境下石油开采领域的消泡。但该消泡剂成分复杂，不能用于丙烯腈的生产过程。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种丙烯酰胺水溶液的制造方法，通过选择合适的消泡剂，制备出适合的丙烯腈，制备得到丙烯酰胺水溶液中的残余丙烯腈含量低，水合酶使用批次批次多。

本发明所述的丙烯酰胺水溶液的制造方法，包括以下步骤：

(1)采用丙烯、液氨、氧气作为原料在催化剂的作用下反应，向反应液中加水蒸馏，蒸馏过程中加入消泡剂，得到丙烯腈；

(2)再将腈水合酶及去离子水混合，将丙烯腈入到混合溶液中，反应得到丙烯酰胺水溶液；

其中：消泡剂为以一元醇或二元醇为端基的甘油聚醚。