專論□中國(guó)化工貿(mào)易第6卷第30期China C hemical T rade201年10月下旬刊丙烯腈水合法合成丙烯酰胺工藝研究進(jìn)展呂爽(大慶煉化公司質(zhì)量檢驗(yàn)與環(huán)保監(jiān)測(cè)中心黑龍江大慶163000)摘要:總結(jié)了國(guó)內(nèi)外丙烯腈水合法合成丙烯酰胺工藝的研究進(jìn)展,剖析了現(xiàn)有工芑的缺點(diǎn),綜述了近期新型催化劑研究進(jìn)展。結(jié)合生產(chǎn)對(duì)丙烯腈水合法合成丙烯酰胺工藝的發(fā)展趨勢(shì)提出建議。關(guān)鍵詞:丙烯腈;水合法合威;丙烯酰胺;工藝研究引言是將丙烯腈、水和固定化生物催化劑調(diào)配成水合溶液,催化反丙烯酰胺是合成聚丙烯酰胺的重要有機(jī)化工原料。聚丙烯應(yīng)結(jié)束后分離出廢催化劑即可得到產(chǎn)品。與傳統(tǒng)的銅催化劑水酰胺廣泛應(yīng)用于石油、造紙、采礦、冾金、建材、廢水處理等合法相比,該方法在常溫常壓下進(jìn)行,設(shè)備簡(jiǎn)單,操作安全。領(lǐng)域,其中消費(fèi)量最大的領(lǐng)域是油田開采,其次是水處理和造1988年 Na gasawa等發(fā)現(xiàn)了 Rhodococcus rhodochrous j1菌種紙業(yè)。2010年我國(guó)聚丙烯酰胺表觀需求量為48萬(wàn)噸,2011年需相比74和B23,該菌種所含水合酶具有較高的耐熱性,最適宜求量達(dá)到56萬(wàn)噸,其中油田開采需求量超過(guò)20萬(wàn)噸。其需求溫度也較高、日前國(guó)外除了日本采用J1丙烯腈水合酶生物催化量逐年遞增,因此,丙烯酰胺技術(shù)的優(yōu)化改進(jìn)相應(yīng)意義重大。水合法合成丙烯酰胺并成功實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)以外,其它國(guó)家基同美國(guó)、日本和西歐國(guó)家消費(fèi)聚丙烯酰胺量相比,我國(guó)聚丙烯本上仍在使用銅系催化劑合成丙烯酰胺?！?菌種反應(yīng)溫度為酰胺旳產(chǎn)量較低,但需求量日益増大,我國(guó)丙烯酰胺工業(yè)的發(fā)5-15℃,門H值為λ-8,丙烯腈轉(zhuǎn)化率為99%,丙烯酰胺選擇展前景非?？捎^性為9998%;無(wú)需銅分離步驟,無(wú)需離子交換處理,大大簡(jiǎn)化2國(guó)內(nèi)外丙烯酰胺合成進(jìn)展了分離精制操作;產(chǎn)品濃度高,無(wú)需提濃,設(shè)備投資少,生產(chǎn)在丙烯腈水合工藝中,生產(chǎn)技術(shù)研發(fā)主要集中在提升催化經(jīng)濟(jì)效益劑活性和產(chǎn)品質(zhì)量上。根據(jù)所用催化劑種類不同,將其分為硫該法具有以下幾種具體工藝技術(shù)酸水合法、銅系催化劑催化法和腈水合酶生物轉(zhuǎn)化法。①應(yīng)用膜技術(shù)的微生物法①硫酸水合法。②微生物連續(xù)催化法如下式所示,硫酸存在下,丙烯腈與水合成得到丙烯酰胺③使用經(jīng)丙烯酸水溶液洗滌微生物催化劑硫酸鹽,與液氨發(fā)生中和反應(yīng)得到丙烯酰胺和硫酸銨。3丙烯腈水合工藝發(fā)展趨勢(shì)CH2=CHCN+H20+H2S04- CH2=CHCONH2. H2S04①提升催化劑活性CH2=CHCONH2. H2S04+2NH3-CH2=CHCONH2+(NH4)2S04②優(yōu)化產(chǎn)品質(zhì)量反應(yīng)時(shí),過(guò)長(zhǎng)的停留時(shí)間和過(guò)高的反應(yīng)溫度都會(huì)加劇副反③加強(qiáng)生化技術(shù)合成工藝優(yōu)化應(yīng)的發(fā)生,導(dǎo)致副產(chǎn)物聚合物和丙烯酸收率升高。該方法中嚴(yán)格控制反應(yīng)物投料比是抑制副反應(yīng)的關(guān)鍵。工藝上,丙烯酰胺目前全球范圍內(nèi)只有日本和俄羅斯擁有生化法大規(guī)模生產(chǎn)的回收是成本最高也是難度最大的環(huán)節(jié),常用方法是苯結(jié)晶提丙烯酰胺的技術(shù)。加強(qiáng)這一技術(shù)的工業(yè)開發(fā),能夠推動(dòng)生物化純法和離子交換樹脂法。工技術(shù)在規(guī)模生產(chǎn)方面的應(yīng)用,超越化學(xué)法而直接進(jìn)入生化法該方法投資大,原料消耗定額高,產(chǎn)生的廢液對(duì)環(huán)境造成的規(guī)模經(jīng)濟(jì)發(fā)展階段,能夠使我國(guó)的精細(xì)化工產(chǎn)品躋身世界先污染。進(jìn)水平②銅系催化劑催化法參考文獻(xiàn)銅基催化劑是催化丙烯腈水合反應(yīng)生產(chǎn)丙烯酰胺的重要催[1]Bezuidenhout, Barend Christiaan Buurman, Denga etc Prduction of amindes and/or化劑,近年來(lái)國(guó)際上對(duì)其研究十分活躍,這類催化劑選擇性 acids fromnitriles, US61002和活性都較高,性質(zhì)穩(wěn)定、壽命較長(zhǎng),且催化效率高。[2]Oshima, T and Suzuki, M. Catalytic Hydration of Nitriles to Produce Amides JPBASF開發(fā)了以M離子復(fù)合的銅-鉻-硅酸鹽復(fù)合體催化劑158161964。三井東壓公司研發(fā)了烏曼銅或載于金屬載體上的銅等懸浮催Brhar Robert Talent Pierre. Acrylamido- n-glydlic Acid and Methylal化劑。綜合評(píng)價(jià),雷尼銅類催化劑相對(duì)高效而廉價(jià)。人們做了 Derivative us342219×1969大量改進(jìn)工作,添加第三組分,改進(jìn)原始合金冷卻方式以提高[4]Pierre Talet R obert Behar. N, n-bis acrylamidoacetic Compounds, their Method of其活性,但是選擇性無(wú)法達(dá)到理想,不可避免的生成少量3羥 Manufacture and their Applications. FR14065941965基丙腈。[5]Clarence E Habermann: Ben A, Tefertiller, Catalysts for the Hydration of Nitriles to國(guó)內(nèi)學(xué)者趙純潔等人研究的高分子保護(hù)下的膠體銅催化劑 Amides, US36311041971)具有代表性。以聚丙烯吡咯烷酮作為保護(hù)聚合物,以肼和氫氧作者簡(jiǎn)介化鈉水溶液在空氣中還原氯化銅溶液,得到穩(wěn)定的膠體銅溶液呂爽(1986年12月·),女,漢族,籍貫:黑龍江大慶市。2011年畢業(yè)于大對(duì)于催化丙烯腈水合反應(yīng)催化活性很高。連理工大學(xué),精細(xì)化③腈水合酶生物轉(zhuǎn)化法向:石油煉制與油田H中國(guó)煤化工助理工程師,研究方CNMHG生化工程應(yīng)用于丙烯酰胺生產(chǎn)技術(shù)始于70年代中期,該法200中國(guó)化工貿(mào)易| China Chemical Tradew.chinachemicaltrade.com