丙烯酰胺晶体的制备和丙烯酰胺的应用

发布日期:2021/8/25 13:08:53

背景及概述^[1]

丙烯酰胺是一种短链α‑β不饱和羰基化合物，极易溶于水、乙醇和甲醇等极性溶剂，在酸中稳定，在碱中易分解，紫外光照射易发生聚合。丙烯酰胺作为一种常用的有机合成单体，大量用于生产聚丙烯酰胺及其他共聚化合物；作为各种助剂广泛用于造纸业(造纸助剂)、石油业(油田采油助剂)、纺织业(染料、色素成分)、塑胶业、化工业；作为絮凝剂处理饮用水和污水，吸附除去水中杂质。

2005年2月，联合国粮农组织和世界卫生组织联合食品添加剂专家委员会对食品中的丙烯酰胺进行了系统的危险性评估，其神经毒性、生殖发育毒性和遗传毒性均得到证实，并被国际癌症研究机构列为2A类致癌物。

制备^[2]

①如图1所示，低浓度的丙烯酰胺原液(重量百分比为25％)从原液罐出来后依次经过缓冲罐(图中无显示)、预热器4，经过预热器4后温度保持为75℃～85℃，以80℃为；预热后的丙烯酰胺原液由泵5打入到蒸发器1中，然后将获得热量的丙烯酰胺原液再通入到分离器2中，蒸发器1温度控制在75℃～85℃，优选80℃，丙烯酰胺原液进入分离器2后，分离出蒸汽和浓缩液，蒸汽从分离器2的蒸汽出口出来经压缩机3蓄能形成二次蒸汽，二次蒸汽温度控制在83℃～93℃，以88℃为，压缩机工作时，真空度为40～60Kpa。二次蒸汽回到蒸发器1的蒸汽进口，在蒸发器1内进行换热，换热后的冷凝水经过预热器4，对进入预热器4的丙烯酰胺原液进行预热，预热后形成蒸馏水；分离器2中丙烯酰胺的重量百分比达60％的浓缩液，进入结晶步骤；没有达到要求的浓缩液回流到蒸发器1的原液进口重新蒸发分离。其中，预热器4采用板式换热，而蒸发器1采用列管式换热，蒸发器1采用升膜或降膜方式进行蒸发。

首先要在蒸发器1中打入一部分鲜蒸汽对丙烯酰胺原液进行热交换，然后等整个蒸发分离系统达到热平衡，此时不需要继续补入鲜蒸汽进行加热，只需要压缩机3来维持整个蒸发分离系统的热平衡。整个蒸发分离系统都有PLC控制实现，所有输出和输入信号机系统操作由计算机完成，自动化程度大大提高。

②丙烯酰胺的重量百分比达60％的浓缩液由泵6进入结晶罐后经‑9℃冷冻盐水冷却至4℃～6℃，形成丙烯酰胺晶浆，然后将丙烯酰胺晶浆转入到晶浆釜中，固液重量比达到9∶1以上的晶浆从晶浆釜转入离心机，离心后取下层湿料落入螺旋输送机并送至干燥床进行干燥，湿料中含水重量百分比不超过5％，湿料在干燥床内与热空气充分接触沸腾流化进行脱水干燥后，即得丙烯酰胺晶体，最后由下料管送至自动包装机包装，待出品。

应用^[3]

一种食品级聚丙烯酰胺的制备方法，属于功能高分子领域，特别涉及在饮用水、食品、医药行业中使用的丙烯酰胺残留单体含量小于0.025%的聚丙烯酰胺聚合物，以丙烯酰胺和丙烯酸两种单体在助溶剂存在条件下，通过低温分段复合引发剂共聚制备而成，该复合引发剂体系具有延长反应时间，使丙烯酰胺单体充分反应的特点，并在造粒阶段加入抗毒剂，进一步减少残留丙烯酰胺单体含量。采用本方法制备的食品级聚丙烯酰胺具有聚合产品质量稳定、丙烯酰胺残留单体含量小于0.025%(符合国家标准)、产品分子量高(1800万以上)、水溶性好的优点。