你不知道的：丙烯酰胺的生产工艺和技术发展，中国的技术也很了不起了

聚丙烯酰胺属于有机高分子聚合物，在石油开采、水处理、选矿、造纸等领域应用广泛。聚丙烯酰胺由丙烯酰胺单体聚合而成。因此丙烯酰胺生产在聚丙烯酰胺生产流程中的重要性不言而喻。

聚丙烯酰胺单体丙烯酰胺生产技术，无论哪一种生产方法，他们的原料均为丙烯腈，在催化剂作用下水合生成丙烯酰胺单体的粗产品，精制后得精丙烯酰胺单体，此单体即为聚丙烯酰胺的生产原料。反应流程大概如下：

　　　　　丙烯腈+(水催化剂/水) →合→丙烯酰胺粗品→→精丙烯酰胺

根据反应催化剂的类型和发展历史来分，丙烯酰胺单体生产技术可分为化学法和生物法两类：

一、化学法生产技术按阶段可分为两代

化学法第一代技术采用硫酸催化水合技术，此技术的缺点是丙烯腈转化率低，丙稀酰胺产品收率低、副产品低，给精制带来很大负担，此外由于催化剂硫酸的强腐蚀性，使设备造价高，增加了生产成本；

化学法第二代生产技术为二元或三元骨架铜催化生产技术，该技术的缺点是因为化学生产丙烯酰胺过程中，有铜离子的交换过程，因此最终产品中引入了影响聚合的金属铜离子，从而增加了后处理精制的成本；

二、微生物法丙烯酰胺的生产技术

微生物法采用生物酶作催化剂,将丙烯腈、水和生物催化剂调配成水合溶液, 在催化反应后分离出废催化剂就可得到丙烯酰胺产品。与铜催化水合法相比,其特点是:丙烯腈单程转化率极高, 某12年论文介绍为99.99%:无需分离回收未反应丙烯腈:酶的特异性能使选择性极高,为99.98%,无副反应。又因无需离子交换处理，无需铜分离工段, , 使分离精制操作大为简化。生物法获得的产品浓度高,无需提浓操作，特别适合于生产高粘度的超高相对分子质量的聚丙婚酰胺。

到目前为止，微生物法已经发展出以下三种具体工艺技术：

(1)应用膜技术的微生物法:

包含的工序有微生物菌体培养，菌体重悬液的制备。用游离菌体作生物催化剂进行丙婚腈水合反应，分离反应所得的丙烯酰胺水合液。其特征是用微滤膜来洗涤净化发酵液中的菌体以制备菌体重悬液，用超滤膜来分离丙烯酰胺水合液及生物杂质。采用该工艺生产丙烯酰胶可以明显提高生产效率和菌体利用率,同时水合液产品中的生物杂质含量降低,得到的丙烯酰胺质量好、纯度高。

(2)微生物连续催化法：

通过发酵生产含有腈水合酶的丙酸棒杆菌或其诱变株细胞, 然后用游离细胞法或固定化细胞法催化丙烯腈水合成丙烯酰胺，然后处理得到高纯度的丙烯酰胺。

(3)使用经丙烯酸水溶液洗涤的微生物催化剂：

先用丙烯酸水溶液洗涤微生物催化剂，然后将经洗涤的微生物催化剂用于转化反应来制备丙烯酰胺。

国外微生物法技术是首先由日本日东公司开发时。该公司于1984年在日本横滨建成一套4000t/a微生物法内烯酰胶生产装置，1992年将装置的生产能力提高到2万t/a。日东微生物法生产丙烯酰胺技术仍以丙烯腈为原料，在多级连续平流型反应器内进行水合反应, 反应物经泡沫分离和过滤直接得到50%的丙烯酰胺单体溶液,其技术的先进性表现在腈水合酶催化剂选择性好，收率高，产品杂质少，副产物少,反应在常温、常压下进行,省去了产品提浓和丙烯腈回收等工段,使工艺过程得到简化。正因为生物法生产丙烯酰胺单体有着这么多的优点，20世纪90年代日本和俄罗斯迅速相继建立了万吨级微生物催化丙烯酰胺装置。

中国是继日、俄之后，世界上第三个拥有此技术的国家。经三个“五年计划”期间的种子培养得到的腈水合酶，代号为Norcardia-163，该技术现已在多家地区先后投产，质量上乘，已达到了超高相对分子质量聚丙烯酰胺的质量指标。标志着我国微生物催化丙烯酰胺技术已经达到了国际先进水平。

随着生物法生产丙烯酰胺单体技术持续发展，想信我国的丙烯酰胺技术发展也会成为大国重器，国家的骄傲。了不起我的国！