微生物法丙烯酰胺工艺的精制过程优化

论文摘要

微生物法是继骨架铜催化剂生产丙烯酰胺(AM)的第三代技术，具有高转化率(≥99.99％)、高选择性、高活性和高收率的特点，是目前许多厂家正在致力生产丙烯酰胺单体的生产工艺。由于微生物法技术国内应用时间较短，丙烯酰胺后处理过程存在的诸多问题，严重影响了产品的稳定性和质量，制约了微生物法生产丙烯酰胺技术的发展。本论文研究了丙烯酰胺精制工艺和精制方法，通过室内试验研究了离心机类型以及离心工艺参数对离心分离效果的影响；研究了超滤膜的结构，截留分子量以及压力、进料浓度、流速、污染等工艺条件对超滤效果的影响；研究了离子交换树脂类型以及流速、压力等参数对精制效果的影响。在实验研究的基础上对丙烯酰胺精制方法进行优化，确定了最佳工艺条件，并对优化前后进行了对比。实验研究结果表明：①通过对工艺路线的优化，降低了整个工艺过程的能耗，减少了丙烯酰胺损耗，提高了丙烯酰胺的稳定性和质量。②选择分离因数较高的碟片式离心机、截留分子量小于3000的卷式超滤膜以及大孔型离子交换树脂，各设备在最佳工艺条件下操作时，能够最大程度的去除丙烯酰胺中各种有机、无机杂质，使丙烯酰胺单体满足生产抗盐型聚丙烯酰胺的质量要求。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 创新点摘要
• 前言
• 1.1 丙烯酰胺的性质及应用
• 1.1.1 丙烯酰胺的性质
• 1.1.2 丙烯酰胺的应用
• 1.1.3 丙烯酰胺国内生产及消费情况
• 1.2 丙烯酰胺生产工艺及技术进展
• 1.2.1 硫酸水合法
• 1.2.2 铜催化水合法
• 1.2.3 微生物法
• 1.3 微生物法生产丙烯酰胺单体杂质的来源
• 1.3.1 生化法丙烯酰胺生产工艺
• 1.3.2 生化法丙烯酰胺杂质的来源
• 1.4 生化法丙烯酰胺的精制
• 第二章 实验部分
• 2.1 实验思路
• 2.2 实验样品、药品及仪器设备
• 2.2.1 实验样品
• 2.2.2 生化法丙烯酰胺成分分析药品及仪器设备
• 2.2.3 研究生化法丙烯酰胺杂质成分及对聚合影响的药品及仪器设备
• 2.2.4 研究丙烯酰胺杂质的去除药品及仪器设备
• 2.3 检测方法及内容
• 2.3.1 生化法丙烯酰胺成分分析检测方法
• 2.3.2 生化法丙烯酰胺杂质成分及对聚合的影响检测方法
• 2.3.3 丙烯酰胺杂质的去除研究检测内容及方法
• 2.4 丙烯酰胺工艺概况及原工艺路线
• 2.5 丙烯酰胺精制原理及试验方法
• 2.5.1 离心分离
• 2.5.2 超滤系统
• 2.5.3 离子交换系统
• 2.6 精制效果的测试手段
• 第三章 结果与讨论
• 3.1 丙烯酰胺杂质成分及对聚合产品质量的影响
• 3.1.1 乙醛对聚丙烯酰胺质量的影响
• 3.1.2 甲醛对聚丙烯酰胺质量的影响
• 3.1.3 双氧水对聚丙烯酰胺质量的影响
• 3.1.4 丙烯酸对聚丙烯酰胺质量的影响
• 3.1.5 对苯二酚对聚丙烯酰胺质量的影响
• 3.1.6 乙腈对聚丙烯酰胺质量的影响
• 3.1.7 氨基酸等蛋白对聚丙烯酰胺质量的影响
• 3.1.8 糖对聚丙烯酰胺质量的影响
• 3.2 精制工艺流程优化
• 3.3 离心分离过程的研究
• 3.3.1 离心机的选择
• 3.3.2 离心分离工艺的优化
• 3.3.3 离心分离试验结果与讨论
• 3.4 超滤膜系统的研究
• 3.4.1 超滤膜截流分子量的选择
• 3.4.2 超滤系统工艺优化
• 3.4.3 膜分离试验结果与讨论
• 3.5 离子交换系统的研究
• 3.5.1 离子交换树脂的选择
• 3.5.2 离子交换系统工艺优化
• 3.5.3 离子交换树脂精制试验结果与讨论
• 3.6 优化前后物耗、能耗及质量情况对比
• 结论
• 参考文献
• 发表文章目录
• 致谢
• 详细摘要