年產(chǎn)五千噸晶體丙烯酰胺工藝設(shè)計(jì)

1、年產(chǎn)五千噸晶體丙烯酰胺工藝設(shè)計(jì)第一章概述1.1丙烯酰胺的介紹丙烯酰胺(AM)是一種有機(jī)化合物，純品為結(jié)晶固體，易溶于 水、甲醇、乙醇、丙醇，稍溶于乙酸乙酯、氯仿，微溶于苯,在酸堿 環(huán)境中可水解成丙烯酸。職業(yè)性接觸主要見(jiàn)于丙烯酰胺生產(chǎn)和樹(shù) 脂、黏合劑等的合成，在地下建筑、改良土壤、油漆、造紙及服裝 加工等行業(yè)也有接觸機(jī)會(huì)。日常生活中，丙烯酰胺可見(jiàn)于吸煙、經(jīng) 高溫加工處理的淀粉食品及飲用水中。丙烯酰胺屬中等毒類，對(duì)眼 睛和皮膚有一定的刺激作用，可經(jīng)皮膚、呼吸道和消化道吸收，在體 內(nèi)有蓄積作用，主要影響神經(jīng)系統(tǒng)，急性中毒十分罕見(jiàn)。密切大量接 觸可出現(xiàn)亞急性中毒,中毒者表現(xiàn)為嗜睡、小腦功能障礙以及感覺(jué)

2、 運(yùn)動(dòng)型多發(fā)性周圍神經(jīng)病。長(zhǎng)期低濃度接觸可引起慢性中毒，中毒 者出現(xiàn)頭痛、頭暈、疲勞、嗜睡、手指刺痛、麻木感，還可伴有兩 手掌發(fā)紅、脫屑，手掌、足心多汗,進(jìn)一步發(fā)展可出現(xiàn)四肢無(wú)力、肌 肉疼痛以及小腦功能障礙等。1.2丙烯酰胺的合成方法1.2.1硫酸水合法19世紀(jì)末，由丙烯酰氯與氨首次合成了丙烯酰胺。1954年，美國(guó) Cyanamid公司采用丙烯睛硫酸水合法實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化生產(chǎn)，并被各國(guó) 廣泛應(yīng)用。丙烯睛在硫酸存在下水合成丙烯酰胺的硫酸鹽，然后用液氨中 和即生成丙烯酰胺和硫酸銨。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)增加副產(chǎn)物的收率，特別是聚合物和丙烯酸。必須嚴(yán)格 控制反應(yīng)物的比例，以便抑制副

3、反應(yīng)。從反應(yīng)混合物中回收丙烯酰 胺是整個(gè)過(guò)程中成本最高和最困難的一步。一般采用苯結(jié)晶提純 法和離子交換樹(shù)脂法。硫酸水合法投資大，丙烯睛等原料消耗定額 高，并產(chǎn)生大量含丙烯酰胺的硫酸鹽或硫酸廢液污染環(huán)境，從20世紀(jì) 60年代開(kāi)始，美國(guó)、日本等國(guó)積極研制開(kāi)發(fā)無(wú)公害的工藝路線。到 當(dāng)前為止，采用硫酸水合法制備丙烯酰胺的工藝已經(jīng)基本被淘汰。1.2.2銅催化法70年代初日本和美國(guó)同時(shí)開(kāi)發(fā)了以銅為主的各類催化水合法 生產(chǎn)丙烯酰胺，由于它合硫酸法比有很多優(yōu)越性，純度及轉(zhuǎn)化率都有 很大的提高，環(huán)境污染少，成本低，在70年代中期基本上取代了硫酸 水合法。流程圖如圖1-11.2.3微生物催化法采用微生物催化法效率

4、大大的提高了，生產(chǎn)工藝大為簡(jiǎn)化，除了 省去丙烯睛回收、除Cu等工段外，微生物催化法的其它工段的生 產(chǎn)工藝過(guò)程如脫色、濃縮、結(jié)晶、干燥等均合化學(xué)合成法相同。 微生物法的核心技術(shù)在于生產(chǎn)高效率的微生物催化劑。如圖1-2 濃縮圖1-2微生物催化法方塊流程圖當(dāng)前,世界各國(guó)生產(chǎn)丙烯酰胺的主要廠商、生產(chǎn)能力和生產(chǎn)方 法見(jiàn)表一。表一生產(chǎn)丙烯酰胺的主要廠商和生產(chǎn)能力和生產(chǎn)方法國(guó)別公司名稱生產(chǎn)能力（萬(wàn)噸/年）生產(chǎn)方法美國(guó)氤胺公司4. 54硫酸水合催化水合道化學(xué)公司4. 53硫酸水合催化水合納爾科公司0. 68催化水合小計(jì)9. 75西西德司道克豪生化學(xué)公司道化學(xué)公司0. 250. 55催化水合歐荷蘭氤胺公司2.

5、7催化水合英國(guó)同盟膠體制造公司0. 75催化水合小計(jì)4. 25日本二菱化成3. 0催化水合二井東壓1. 5催化水合日東2. 0微生物小計(jì)6. 51.3丙烯酰胺聚合物的發(fā)展歷史丙烯酰胺（AM）最早于1893年由Moureu首次合成成功，至今已 有一百多年的歷史。PAM在1983年由實(shí)驗(yàn)室制得。1954年首先 在美國(guó)實(shí)現(xiàn)商業(yè)化生產(chǎn)，初期的品種僅是單一的非離子型PAM。不 久開(kāi)發(fā)了堿性水解的陰離子型PAM和陰離子型PAM。PAM的優(yōu) 良的水溶性、增稠性、絮）疑性能和化學(xué)反應(yīng)活性顯示出了巨大的 市場(chǎng)潛力和廣闊的應(yīng)用前景。丙烯酰胺單體由丙烯睛經(jīng)硫酸催化 水合制取。20世紀(jì)70年代初美國(guó)和日本開(kāi)發(fā)了丙烯睛銅催化水合 法,1985年在日本又有丙烯睛酶催化水合法問(wèn)世。1.4中國(guó)丙烯酰胺的發(fā)展?fàn)顩r中國(guó)聚丙烯酰胺產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)始于五十年代末期，1962年上海天原 化工廠建成中國(guó)第一套聚丙烯酰胺生產(chǎn)裝置，生產(chǎn)水溶膠產(chǎn)品。當(dāng) 前國(guó)內(nèi)生產(chǎn)廠家有70多家,總生產(chǎn)能力約為65kt/a（折