丙烯酰胺生产工艺的研究

二、丙烯酰胺的生产工艺
工业上丙烯酰胺（ＡＭ）有固体和液体两种产品形式，其技术规格如下：
表１ 丙烯酰胺产品质量的技术规格
项目 外观 纯度（wt%） 水分（wt%） 铁离子 (PPm) 色度 水不溶物
固体规格
指标 白色粉末
≥99 ≤0.8 ≤15 ≤50 ≤0.2
（wt%） 丁醇不溶物
≤1.5
（%）
项目 外观 纯度（wt%） PH值 铜离子 (PPb) 铁离子 (PPb) 硫脲(PPm)
参来自百度文库文献：
[1]于涛 丁伟 罗洪君编著 油田化学剂石油工业
出版社，2002
[2]哈润华，丙烯酰胺聚合物，化学工业出版社，
1990
49
温度 该工艺通常是将丙烯腈水溶液与催化剂混合成浆状进行反应。丙烯腈转化率达 到了９０％，生成丙烯酰胺的选择性接近１００％。由于反应中需要大量水，故该工艺得 到的产品是４０％—５０％的丙烯酰胺水溶液。 催化水合法工艺流程简单、投资较少、单位成本较低、原料单耗低、环境污染 小；且产品质量稳定，操作平稳，适宜大规模生产。因此，目前世界各国几乎都采 用催化水合技术生产丙烯酰胺。催化水合法代表技术是日本三菱化学公司，生产规
生物法是常温常压反应，丙烯腈反 应完全，转化率可接近１００％，产物中 未反应的丙烯腈和副产物丙烯酸几乎为 零。因此生成的丙烯酰胺不需精制，既 节省投资又大幅度节能，使丙烯酰胺生 产成本下降。该工艺被认为是目前最经 济的工艺路线，其技术关键是菌种的培 养困难和酶的活性不稳定。
三、前景与展望 丙烯酰胺的生产技术历经三代， 由硫酸水合法发展到催化水合法，又由 催化水合法发展到生物法。目前硫酸水 合法已基本淘汰， 催化水合法技术相当 成熟。随着生物技术的发展，丙烯酰胺 的生物技术也将更加成熟。由于生物法 投资较少，成本较低，有相当的竞争优 势，生物法具有广阔的应用前景。我们 相信随着我国在石油、造纸、净水等领 域聚丙烯酰胺应用的加快，必将带动丙 烯酰胺生产技术飞速发展。
液体规格
甲醇溶解性（%）
指标 透明 47-51 6--7 ≤100 ≤100 5—15
≥99
丙烯酰胺是反应性很强的乙烯基化合物，由于其自身在高温条件下易聚合，低 温条件下易结晶，不便于长途运输。一般丙烯酰胺、聚丙烯酰胺两套装置需就地配 套联合建设生产。
工业上采用丙烯腈为原料生产丙烯酰胺，已经工业化的生产路线有三条： ①硫酸水合法②催化水合法③生物法 １． 硫酸水合法 丙烯腈与水在硫酸存在的条件下水解生成丙烯酰胺的硫酸盐，然后用液氨中和 生成丙烯酰胺和硫酸铵。 本生产工艺从混合物中回收丙烯酰胺是整个过程中成本最高且最困难的一步； 在工业化生产中常用的回收丙烯酰胺技术主要有两种，代表性的生产工艺主要有美 国的ＤＯＷ化学公司和美国的氰胺公司。 ①美国氰胺公司开发的生产结晶丙烯酰胺的方法，将丙烯酰胺结晶析出，母 液循环使用。 ②美国ＤＯＷ化学公司开发的生产丙烯酰胺水溶液方法，将丙烯酰胺硫酸盐用 来自离子交换柱的洗涤液稀释，然后再通过磺酸离子交换树脂交换出１０％的丙烯酰胺 水溶液。 ２．催化水合法 催化水合法又称直接水合法。该法是丙烯腈和水（脱盐水）在铜催化剂存在 下，于９０—９５℃、０．３ＭＰａ压力下直接水合制得丙烯酰胺。 方程式：
分子聚合物，是由丙烯酰胺均聚物或与其他单体共聚而得的聚合物的统称。它具有
良好的热稳定性和水溶性，广泛的应用于石油开采、水处理、纺织、造纸、选矿、
医药等行业。
石油开采是目前国内聚丙烯酰胺最大的消费领域，我国大型油田包括大庆、胜
利、中原、华北、辽河、大港等已进入开采中后期，采油综合含水率日趋升高，聚
合物驱油技术的应用为稳固我国东部油田产量，提高采油率起到了积极的作用。
丙烯酰胺生产工艺的研究
技术应用与研究
崔守信 大庆炼化公司聚合物一厂
【摘 要】本文主要介绍了丙烯酰胺的几种生产工艺，并对几种工艺特点进行选择比较，展望了丙烯酰胺生产工艺的前景。 【关键词】丙烯酰胺；聚丙烯酰胺；催化水合法；生化法
一、前 言
丙烯酰胺是合成聚丙烯酰胺的重要单体。聚丙烯酰胺是一种多功能的水溶性高
模是４．２万吨／年。 ３．生物法 生物法是利用能将丙烯腈转化为丙
烯酰胺的微生物──腈水合酶来生产丙 烯酰胺的方法。该方法是继催化水合法 之后的第三代技术，具有高活性、高选 择性和高收率等特点。
Ｃ Ｈ ２ ＝ Ｃ Ｈ － Ｃ Ｎ ＋ Ｈ ２ Ｏ ＣＨ２＝ＣＨ－ＣＯＮＨ２
日本的渡边一郎等人于１９７９年申请 了生物法生产丙烯酰胺的专利。１９８５年 日本日东化学化司在横滨建成４０００吨／年 生化法生产丙烯酰胺的装置，开始了丙 烯酰胺的生物法工业化生产。
该工艺将丙烯腈水溶液在０—５℃通 过由腈水合酶构成的固定化细胞柱，得 到约１２％的丙烯酰胺溶液，过滤后浓缩 成５０％溶液。１９９１年该公司通过提高酶 的活性，已将生产规模扩建到２．０万吨／ 年。