專利名稱：一種丙烯酰胺晶體的生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于生物化工領(lǐng)域，具體地說(shuō)涉及丙烯酰胺晶體的生產(chǎn)方法。
技術(shù)背景丙烯酰胺(Acrylamide，分子式為C3H5NO，結(jié)構(gòu)式為H2C-CHCONH2)是一 種重要的化工原料。丙烯酰胺單體聚合后可以合成各種類型的聚丙烯酰胺 (PAM)，在三次采油、水處理、造紙、采礦、洗煤和制造高吸水性樹(shù)脂等工業(yè) 生產(chǎn)中具有非常廣泛的應(yīng)用。丙烯酰胺的生產(chǎn)一般是由丙烯腈水合生成丙烯酰胺水溶液后，再通過(guò)冷卻 降溫的方法制備丙烯酰胺晶體。如日本三井東壓化學(xué)株式會(huì)社的專利《丙烯酰 胺晶體的制備方法》(專利號(hào)ZL86103400)，江西昌九公司的專利《一種丙烯 酰胺晶體的制造方法》(專利號(hào)ZL98126463.8)，山東寶莫生物化工有限公司 的專利《生產(chǎn)丙烯酰胺晶體的方法》(專利號(hào)ZL200610043896.7)，清華大學(xué) 的專利申請(qǐng)《一種丙烯酰胺晶體的制備方法》(申請(qǐng)?zhí)?00710122048.x)等。 這些方法都屬于自發(fā)成核(初級(jí)成核)結(jié)晶方法，是由丙烯酰胺分子構(gòu)成的運(yùn) 動(dòng)單元互相碰撞結(jié)合成晶胚線體，繼而自發(fā)形成晶核；自發(fā)成核的晶核是瞬間 大量產(chǎn)生的。成核發(fā)生后，晶體快速生長(zhǎng)，如果不能對(duì)冷卻速率進(jìn)行有利于晶 體生長(zhǎng)的有效控制，很快將有部份晶體沉積在結(jié)晶器底部，形成晶疤，進(jìn)一步 惡化晶體的生長(zhǎng)環(huán)境。隨著晶體的增多，懸浮液在結(jié)晶器中的循環(huán)流動(dòng)將變得 更加不均勻。飽和度的波動(dòng)較大，導(dǎo)致結(jié)晶過(guò)程中包裹體和異形晶體量增加， 出現(xiàn)偽晶或溶晶，造成晶體質(zhì)量的降低和產(chǎn)量的下降；晶體粒度大小分布很不 均勻。晶體不僅外觀較差，而且對(duì)后序干燥過(guò)程造成不利影響，致使晶粒受熱 不均。小晶粒干燥時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，易發(fā)生聚合；大晶粒干燥時(shí)間不夠含水量過(guò)高， 有時(shí)甚至導(dǎo)致產(chǎn)品結(jié)塊導(dǎo)致最后生成的晶體粒度低且分布不均勻。二次成核方法是指在結(jié)晶過(guò)程中外加晶種的結(jié)晶方法。該方法可以有效解 決初級(jí)成核結(jié)晶過(guò)程中出現(xiàn)的各種問(wèn)題。二次成核方法已在葡萄糖、蔗糖、谷 氨酸等晶體的制備過(guò)程中應(yīng)用。如廣東茂名學(xué)院的專利《一種葡萄糖結(jié)晶操作
工藝》(專利號(hào)為ZL200410026421.8)公開(kāi)了采用分步向葡萄糖漿中加入葡萄 糖晶種制備葡萄糖晶體的方法。有關(guān)二次成核方法在丙烯酰胺晶體制備方面的應(yīng)用尚未見(jiàn)報(bào)道。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明目的在于提供一種丙烯酰胺晶體的生產(chǎn)方法；該方法簡(jiǎn)單、成本低， 所形成的丙烯酰胺晶體質(zhì)量高。 實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的技術(shù)方案為一種丙烯酰胺晶體的生產(chǎn)方法，按照如下步驟進(jìn)行(1) 將濃度為400 650g/L、溫度為35 5(TC的丙烯酰胺水溶液通入帶冷 卻裝置的結(jié)晶釜，然后將丙烯酰胺水溶液冷卻至20 3(TC;(2) 按照0.05 1.0kg/n^的重量體積比向丙烯酰胺水溶液中加入晶種，攪 拌；在3 5h內(nèi)將丙烯酰胺水溶液冷卻至3 6t:;并在3 6。C保溫20 120min， 得丙烯酰胺結(jié)晶母液；(3) 將丙烯酰胺結(jié)晶母液進(jìn)行離心、干燥，即得丙烯酰胺晶體。 上述生產(chǎn)方法步驟(1)中所述的丙烯酰胺水溶液來(lái)自由丙烯腈水合生成的丙烯酰胺水溶液或者濃縮的丙烯酰胺水溶液。上述生產(chǎn)方法步驟(1)中所述的結(jié)晶釜是指攪拌式夾套結(jié)晶釜，如攪拌式 夾套錐底搪瓷結(jié)晶釜。上述生產(chǎn)方法步驟(2)中所述的晶種是指粒度大小為0.08 0.80mm的丙烯 酰胺晶體。上述生產(chǎn)方法步驟(1)或步驟(2)中所述的冷卻可通過(guò)夾套中的低溫冷 凍液體控制；所述的低溫冷凍液體的溫度為-9 (TC。所述的低溫冷凍液體是指 鹽水或液氨。上述生產(chǎn)方法步驟(3)中所述的離心所用設(shè)備可以是多級(jí)推料式離心機(jī)。 上述生產(chǎn)方法步驟(3)中所述的干燥所用設(shè)備可以是振動(dòng)流化床。 所述的攪拌式夾套結(jié)晶釜、多級(jí)推料式離心機(jī)和振動(dòng)流化床等設(shè)備均可自 市場(chǎng)上購(gòu)買。本發(fā)明優(yōu)點(diǎn)和有益效果(1)本發(fā)明方法所得丙烯酰胺晶體質(zhì)量高，所得 丙烯酰胺晶體的水含量低，平均粒度比過(guò)去的方法提高40%以上；(2)本發(fā)明 產(chǎn)量高，本發(fā)明提高了結(jié)晶能力，減少了小晶粒的損失，提高了丙烯酰胺晶體
的產(chǎn)量；(3)本發(fā)明方法簡(jiǎn)單、不用添加新的設(shè)備；(4)本發(fā)明方法成本低， 由于所得晶體結(jié)晶質(zhì)量高，減少了后續(xù)干燥工序的能耗，以及減少了小晶粒的 損失，因此降低了生產(chǎn)成本。


圖l本發(fā)明方法獲得的丙烯酰胺晶體顯微圖像(放大40倍)。 圖2原初級(jí)成核方法獲得的丙烯酰胺晶體顯微圖像(放大40倍)。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1丙烯酰胺晶體的制備及檢測(cè) (1 )將2000kg溫度為4(TC、濃度為630 g/L的丙烯酰胺水溶液通入容積為5m3的夾套式攪拌結(jié)晶釜中；夾套中通入溫度為-5'C的冷凍鹽水將丙烯酰胺水溶液進(jìn)行降溫至25°C;(2) 向丙烯酰胺水溶液中加入1.6kg粒度為0.2mm的丙烯酰胺晶體；繼續(xù) 降溫至6'C，并在6'C保溫30min，得丙烯酰胺結(jié)晶母液；(3) 將丙烯酰胺結(jié)晶母液打入兩級(jí)推料式離心機(jī)進(jìn)行離心；并將離心所得 產(chǎn)物于振動(dòng)流化床上干燥，得261 kg丙烯酰胺晶體。丙烯酰胺晶體的顯微觀測(cè)取離心后的丙烯酰胺晶體，迅速置于顯微鏡下 觀察，結(jié)果本發(fā)明所得丙烯酰胺晶體(見(jiàn)圖1)顆粒大，粒度均勻，形狀近似 為較規(guī)則的球體。同樣，不外加晶種直接降溫制備丙烯酰胺晶體，得到的顆粒 粒度小、形狀較不規(guī)則(見(jiàn)圖2)，說(shuō)明本發(fā)明方法制備的丙烯酰胺晶體質(zhì)量高。丙烯酰胺粒度測(cè)量分別選取典型的22個(gè)丙烯酰胺晶粒，以已知尺寸的細(xì) 絲為參照，用精密直尺測(cè)算放大后計(jì)算機(jī)成像的晶體平均粒度。結(jié)果本發(fā)明所 得丙烯酰胺晶體的平均粒度達(dá)到1.44mm，而不外加晶體制得的丙烯酰胺晶體的 平均粒度為l.Olmm，本發(fā)明方法比現(xiàn)有方法所得的丙烯酰胺晶體的粒度提高了 42.6%，說(shuō)明本發(fā)明所得丙烯酰胺晶體的粒度高、質(zhì)量高。
權(quán)利要求
1、一種丙烯酰胺晶體的生產(chǎn)方法，按照如下步驟進(jìn)行(1)將濃度為400～650g/L、溫度為35～50℃的丙烯酰胺水溶液通入帶冷卻裝置的結(jié)晶釜，然后將丙烯酰胺水溶液冷卻至20～30℃；(2)按照0. 05～1.0kg/m3的重量體積比向丙烯酰胺水溶液中加入晶種，攪拌；在3～5h內(nèi)將丙烯酰胺水溶液冷卻至3～6℃；并在3～6℃保溫20～120min，得丙烯酰胺結(jié)晶母液；(3)將丙烯酰胺結(jié)晶母液進(jìn)行離心、干燥，即得丙烯酰胺晶體。
2、 按照權(quán)利要求l所述的生產(chǎn)方法，其特征在于其步驟(1)中所述的結(jié)晶 釜是攪拌式夾套結(jié)晶釜。
3、 按照權(quán)利要求1或2所述的生產(chǎn)方法，其特征在于其步驟(2)中所述的 晶種是丙烯酰胺晶體。
4、 按照權(quán)利要求3所述的生產(chǎn)方法，其特征在于所述的丙烯酰胺晶體的粒 度為0.08 0.80mm。
5、 按照權(quán)利要求4所述的生產(chǎn)方法，其特征在于其步驟(1)或步驟(2) 中所述的冷卻通過(guò)水浴或夾套中的低溫冷凍液體控制；所述的低溫冷凍液體的 溫度為-9 0。C。
6、 按照權(quán)利要求5所述的生產(chǎn)方法，其特征在于所述的低溫冷凍液體是指 鹽水或液氨。
7、 按照權(quán)利要求5所述的生產(chǎn)方法，其特征在于所述的低溫冷凍液體是鹽水。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種丙烯酰胺晶體的生產(chǎn)方法，屬于生物化工領(lǐng)域。本發(fā)明主要是將高濃度的丙烯酰胺水溶液在夾套攪拌結(jié)晶釜中進(jìn)行冷卻結(jié)晶，降溫到20～30℃后加入粒度大小為0.08～0.80mm丙烯酰胺細(xì)晶作為晶種，誘發(fā)丙烯酰胺晶體二次成核，繼續(xù)冷卻至3～6℃并養(yǎng)晶20-120min，再離心、干燥，即得丙烯酰胺晶體。本發(fā)明生產(chǎn)方法不需額外添加新設(shè)備、結(jié)晶過(guò)程中不易形成晶疤、晶體粒度高、質(zhì)量好、能耗損失小。
文檔編號(hào)C07C231/24GK101391967SQ200810224258
公開(kāi)日2009年3月25日 申請(qǐng)日期2008年10月14日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月14日
發(fā)明者于慧敏, 孫世良, 張曙良, 沈忠耀, 顧宏軍 申請(qǐng)人:清華大學(xué);浙江鑫甬生物化工有限公司