[发明专利]一种丙烯酰胺溶液的生产方法

说明书

本发明属于丙烯酰胺工业化生产技术领域，公开了一种丙烯酰胺溶液的生产方法，所述生产方法以丙烯腈和水为原料，在菌种产生的生物催化剂作用下进行水合反应，反应完成后经过滤制得；所述菌种保藏于广东省微生物菌种保藏中心，保藏号：GDMCC No：61193。采用所述生产方法能够无需发酵、精制和加热浓缩等步骤，便可稳定制得高浓度的丙烯酰胺产品，且具有良好的生产效率。

技术领域

本发明属于丙烯酰胺工业化生产技术领域，特别涉及一种丙烯酰胺溶液的生产方法。

背景技术

丙烯酰胺(AM)是一种用途广泛的有机化工中间体，以往传统的生产方法包括硫酸水合 法和铜催化水合法，而目前国内所采用的主流生产方法为微生物腈水合酶催化法，即在反应 容器中加入丙烯腈(AN)和水，在微生物的酶催化作用下发生水合反应，再对制得的丙烯酰 胺粗溶液用膜进行过滤以分离提纯，得到去除杂质后的丙烯酰胺溶液。

微生物法生产丙烯酰胺的优点在于：1.酶催化反应在常温常压下进行，提高了生产安全 性；2.反应过程中副产物或副反应的发生少，且不需采用含铜催化剂，产品中不含铜离子， 制得的产品纯度更高；3.工艺过程简单，设备投资少，生产经济效益较高，市场前景广阔。

但采用微生物法生产丙烯酰胺的缺陷在于：随着反应溶液中产物浓度逐渐的提高以及反 应周期的延长，催化剂催化效率在高浓产品溶液中的长时间浸泡后发生变化，因而很难生产 出较高浓度的丙烯酰胺溶液，且产品质量波动较大，生产效率降低。

因此，希望提出一种更为高效的丙烯酰胺溶液生产方法。

发明内容

本发明旨在至少解决上述现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种丙烯 酰胺溶液的生产方法，能够无需发酵、精制和加热浓缩等步骤，便可稳定制得高浓度的丙烯 酰胺产品，且具有良好的生产效率。

一种丙烯酰胺溶液的生产方法，以丙烯腈和水为原料，在菌种产生的生物催化剂作用下进行水合反应，反应完成后经过滤制得；所述菌种保藏于广东省微生物菌种保 藏中心，保藏单位地址：广州市先烈中路100号大院59号楼5楼，保藏日期：2020

在发生水合反应时，1分子水与1分子丙烯腈反应生成1分子丙烯酰胺，哪怕在生物催 化剂(生物酶)作用下，该反应的转化效率也无法达到100％。因此在采用间歇式水合反应工 艺时，水的投入量要多于丙烯腈，且多于的水可起到溶解丙烯酰胺的作用。

本发明所用菌种的分类学名称为chryseobacterium sp。

优选的，所述菌种的用量为总反应物(水+丙烯腈)质量的1-2‰。

优选的，所述菌种未使用时的存储温度不高于-20℃，所述菌种在使用前需用10-15℃的 低温水进行溶解。

优选的，进行水合反应时温度控制为15-25℃。菌种所产生的生物催化剂具有催化专一性， 高转化率，反应条件温和的特点。同时存在反应物浓度较高或温度较高时，生物酶易失活的 问题。该反应是放热反应，需要热交换保持一定的温度，以保证催化水合反应的顺利进行。

优选的，进行水合反应时pH值控制为6.5-7.5。

优选的，通过搅拌促进水合反应的进行，搅拌的转速为80-100r/min。

优选的，当反应溶液同时满足以下指标时进行过滤；电导≤30μs/cm，色度≤20度、丙 烯腈的质量含量≤0.05％。由于本发明所述菌种的催化效果良好，所生成的副产物少，因此电 导低。一般经反应2.5-3.5h后，即可达到以上标准。

优选的，水合反应完成后采用超滤膜进行过滤。