年產五千噸晶體丙烯酰胺工藝設計

1、年產五千噸晶體丙烯酰胺工藝設計第一章概述1.1丙烯酰胺的介紹丙烯酰胺(AM)是一種有機化合物，純品為結晶固體，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)性接觸主要見于丙烯酰胺生產和樹 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)也有接觸機會。日常生活中，丙烯酰胺可見于吸煙、經 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，對眼 睛和皮膚有一定的刺激作用，可經皮膚、呼吸道和消化道吸收，在體 內有蓄積作用，主要影響神經系統(tǒng)，急性中毒十分罕見。密切大量接 觸可出現亞急性中毒,中毒者表現為嗜睡、小腦功能障礙以及感覺

2、 運動型多發(fā)性周圍神經病。長期低濃度接觸可引起慢性中毒，中毒 者出現頭痛、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,進一步發(fā)展可出現四肢無力、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世紀末，由丙烯酰氯與氨首次合成了丙烯酰胺。1954年，美國 Cyanamid公司采用丙烯睛硫酸水合法實現了工業(yè)化生產，并被各國 廣泛應用。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。反應時，過長的停留時間和過高的反 應溫度都會增加副產物的收率，特別是聚合物和丙烯酸。必須嚴格 控制反應物的比例，以便抑制副

3、反應。從反應混合物中回收丙烯酰 胺是整個過程中成本最高和最困難的一步。一般采用苯結晶提純 法和離子交換樹脂法。硫酸水合法投資大，丙烯睛等原料消耗定額 高，并產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 60年代開始，美國、日本等國積極研制開發(fā)無公害的工藝路線。到 當前為止，采用硫酸水合法制備丙烯酰胺的工藝已經基本被淘汰。1.2.2銅催化法70年代初日本和美國同時開發(fā)了以銅為主的各類催化水合法 生產丙烯酰胺，由于它合硫酸法比有很多優(yōu)越性，純度及轉化率都有 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，生產工藝大為簡化，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 產工藝過程如脫色、濃縮、結晶、干燥等均合化學合成法相同。 微生物法的核心技術在于生產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前,世界各國生產丙烯酰胺的主要廠商、生產能力和生產方 法見表一。表一生產丙烯酰胺的主要廠商和生產能力和生產方法國別公司名稱生產能力（萬噸/年）生產方法美國氤胺公司4. 54硫酸水合催化水合道化學公司4. 53硫酸水合催化水合納爾科公司0. 68催化水合小計9. 75西西德司道克豪生化學公司道化學公司0. 250. 55催化水合歐荷蘭氤胺公司2.

5、7催化水合英國同盟膠體制造公司0. 75催化水合小計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年由實驗室制得。1954年首先 在美國實現商業(yè)化生產，初期的品種僅是單一的非離子型PAM。不 久開發(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）疑性能和化學反應活性顯示出了巨大的 市場潛力和廣闊的應用前景。丙烯酰胺單體由丙烯睛經硫酸催化 水合制取。20世紀70年代初美國和日本開發(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世。1.4中國丙烯酰胺的發(fā)展狀況中國聚丙烯酰胺產品的開發(fā)始于五十年代末期，1962年上海天原 化工廠建成中國第一套聚丙烯酰胺生產裝置，生產水溶膠產品。當 前國內生產廠家有70多家,總生產能力約為65kt/a（折