年产五千吨晶体丙烯酰胺工艺设计

1、年产五千吨晶体丙烯酰胺工艺设计第一章概述1.1丙烯酰胺的介绍丙烯酰胺(AM)是一种有机化合物，纯品为结晶固体，易溶于 水、甲醇、乙醇、丙醇，稍溶于乙酸乙酯、氯仿，微溶于苯,在酸碱 环境中可水解成丙烯酸。职业性接触主要见于丙烯酰胺生产和树 脂、黏合剂等的合成，在地下建筑、改良土壤、油漆、造纸及服装 加工等行业也有接触机会。日常生活中，丙烯酰胺可见于吸烟、经 高温加工处理的淀粉食品及饮用水中。丙烯酰胺属中等毒类，对眼 睛和皮肤有一定的刺激作用，可经皮肤、呼吸道和消化道吸收，在体 内有蓄积作用，主要影响神经系统，急性中毒十分罕见。密切大量接 触可出现亚急性中毒,中毒者表现为嗜睡、小脑功能障碍以及感觉

2、 运动型多发性周围神经病。长期低浓度接触可引起慢性中毒，中毒 者出现头痛、头晕、疲劳、嗜睡、手指刺痛、麻木感，还可伴有两 手掌发红、脱屑，手掌、足心多汗,进一步发展可出现四肢无力、肌 肉疼痛以及小脑功能障碍等。1.2丙烯酰胺的合成方法1.2.1硫酸水合法19世纪末，由丙烯酰氯与氨首次合成了丙烯酰胺。1954年，美国 Cyanamid公司采用丙烯睛硫酸水合法实现了工业化生产，并被各国 广泛应用。丙烯睛在硫酸存在下水合成丙烯酰胺的硫酸盐，然后用液氨中 和即生成丙烯酰胺和硫酸铵。反应时，过长的停留时间和过高的反 应温度都会增加副产物的收率，特别是聚合物和丙烯酸。必须严格 控制反应物的比例，以便抑制副

3、反应。从反应混合物中回收丙烯酰 胺是整个过程中成本最高和最困难的一步。一般采用苯结晶提纯 法和离子交换树脂法。硫酸水合法投资大，丙烯睛等原料消耗定额 高，并产生大量含丙烯酰胺的硫酸盐或硫酸废液污染环境，从20世纪 60年代开始，美国、日本等国积极研制开发无公害的工艺路线。到 当前为止，采用硫酸水合法制备丙烯酰胺的工艺已经基本被淘汰。1.2.2铜催化法70年代初日本和美国同时开发了以铜为主的各类催化水合法 生产丙烯酰胺，由于它合硫酸法比有很多优越性，纯度及转化率都有 很大的提高，环境污染少，成本低，在70年代中期基本上取代了硫酸 水合法。流程图如图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，生产工艺大为简化，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 产工艺过程如脱色、浓缩、结晶、干燥等均合化学合成法相同。 微生物法的核心技术在于生产高效率的微生物催化剂。如图1-2 浓缩图1-2微生物催化法方块流程图当前,世界各国生产丙烯酰胺的主要厂商、生产能力和生产方 法见表一。表一生产丙烯酰胺的主要厂商和生产能力和生产方法国别公司名称生产能力（万吨/年）生产方法美国氤胺公司4. 54硫酸水合催化水合道化学公司4. 53硫酸水合催化水合纳尔科公司0. 68催化水合小计9. 75西西德司道克豪生化学公司道化学公司0. 250. 55催化水合欧荷兰氤胺公司2.

5、7催化水合英国同盟胶体制造公司0. 75催化水合小计4. 25日本二菱化成3. 0催化水合二井东压1. 5催化水合日东2. 0微生物小计6. 51.3丙烯酰胺聚合物的发展历史丙烯酰胺（AM）最早于1893年由Moureu首次合成成功，至今已 有一百多年的历史。PAM在1983年由实验室制得。1954年首先 在美国实现商业化生产，初期的品种仅是单一的非离子型PAM。不 久开发了碱性水解的阴离子型PAM和阴离子型PAM。PAM的优 良的水溶性、增稠性、絮）疑性能和化学反应活性显示出了巨大的 市场潜力和广阔的应用前景。丙烯酰胺单体由丙烯睛经硫酸催化 水合制取。20世纪70年代初美国和日本开发了丙烯睛铜催化水合 法,1985年在日本又有丙烯睛酶催化水合法问世。1.4中国丙烯酰胺的发展状况中国聚丙烯酰胺产品的开发始于五十年代末期，1962年上海天原 化工厂建成中国第一套聚丙烯酰胺生产装置，生产水溶胶产品。当 前国内生产厂家有70多家,总生产能力约为65kt/a（折