本发明涉及一种丙烯腈，特别涉及一种适用于生物法制备丙烯酰胺的丙烯腈及其制备方法。
背景技术：
丙烯腈是合成纤维、合成橡胶和合成树脂的重要单体。由丙烯腈制得的聚丙烯腈纤维，即“腈纶”，性能极似羊毛；丙烯腈与丁二烯共聚制得的丁腈橡胶，具有良好的耐油性、耐寒性、耐磨性和电绝缘性能；丙烯腈与丁二烯、苯乙烯共聚制得abs树脂，具有质轻、耐寒、抗冲击性能好等优点；丙烯腈水解可制得丙烯酰胺和丙烯酸及其酯类，它们是重要的有机化工原料；丙烯腈还可电解加氢偶联制得己二腈，由己二腈加氢又可制尼龙66的原料己二胺。近年来随着丙烯腈下游产品丙烯腈纤维、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯塑料、丁腈橡胶、丁腈胶乳、丙烯酰胺和己二胺等方面的发展特别是下游精细化工新产品的不断开发和应用，世界丙烯腈的需求量在不断增加。现今全球95％以上的丙烯腈都采用sohio法生产。该工艺以化学级丙烯和肥料级氨及空气按物质的量比1.0∶(1.15～1.25)∶(9.3～10)送入流化床催化反应器中。催化剂采用二氧化硅负载的磷钼酸铋。在生成丙烯腈的同时，还副产氢氰酸、乙腈、丙腈、丙酮、乙醛、乙酸等副产物。丙烯腈装置主要由反应、回收、精制三个系统组成。反应系统的中心是硫化床催化反应器，在催化剂作用下反应生成丙烯腈、乙腈、氢氰酸等；回收系统用来回收丙烯腈及其它有机物，同时中和未反应的氨生成硫酸铵；精制系统用来对丙烯腈进行精制，制备得到最终的丙烯腈成品。在丙烯腈回收过程中会产生大量的泡沫，一般会在回收系统中加入一个捕沫器进行捕沫，但是仍然会有部分泡沫进入到吸收塔内，使得吸收塔内泡沫增多，严重时会产生液泛及冲塔，影响吸收塔的操作及丙烯腈的吸收。因此，一般通过向吸收塔内加入消泡剂，以消除这部分的影响。根据文献内容，消泡剂在生产中一般用来降低表面张力，抑制泡沫产生或者消除已经产生的泡沫。现有的消泡剂有很多种类，最常用的主要有酰胺类、有机硅类、高碳脂肪醇类和聚醚类等。与聚醚类消泡剂相比，其他几种消泡剂存在高温下容易发生分层、消泡速度慢、抑泡性较差等问题。因此，在高温条件下，一般采用聚醚类消泡剂。专利cn101780383中提到一种聚醚类消泡剂的制备方法，此制备方法采用聚醚消泡剂和其他物质复配的方法，其主要用于水基涂料和油墨体系等。而在丙烯腈回收过程中，由于操作温度较高，只能采用耐高温的聚醚类消泡剂，但是又由于丙烯腈的高极性，导致其在水中溶解度很低，因此，一般只单独采用聚醚消泡剂，不加其他助剂。现在丙烯腈装置上采用聚醚类消泡剂进行消泡时存在消泡能力差，易残留等问题，从而使得丙烯腈的产品质量较差，而采用此类丙烯腈进行生物法丙烯酰胺制备时会产生反应批次短等问题，同时也会导致最终制备的聚丙烯酰胺的分子量变低，溶解性变差。根据文献及实验结果推断，这可能是由于聚醚类消泡剂的端基种类不同造成的，聚醚类消泡剂的端基不同，会导致其浊点，酸度等指标的不同，从而导致其消泡能力及特性有较大差别，因此，本专利通过选择具有特定端基的聚醚消泡剂来降低消泡剂残留对丙烯腈质量的影响。技术实现要素：针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种适用于生物法制备丙烯酰胺的丙烯腈，通过选择合适的消泡剂，平稳丙烯腈回收操作跳进，制备出消泡剂残余量在可控范围内的丙烯腈，适用于丙烯酰胺的生成，并制备得到分子量及溶解性能都在要求范围类的高品质的聚丙烯酰胺；本发明还提供其制备方法。本发明所述的适用于生物法制备丙烯酰胺的丙烯腈，采用丙烯、液氨、氧气作为原料在催化剂的作用下反应，向反应液中加水蒸馏，蒸馏过程中加入消泡剂，得到丙烯腈；其中：消泡剂为以丙三醇为端基的甘油聚醚。水添加量没有特别要求，消泡剂添加量为480-520ppm，优选500ppm。蒸馏温度为88-92℃，优选90℃。采用丙烯、液氨、氧气作为原料在催化剂的作用下反应得到丙烯腈为现有工艺，丙烯、液氨、氧气的质量比为1:1.05-1.10:8.50-9.50；催化剂为磷酸钼类催化剂。本发明向反应液中加水蒸馏，在蒸馏过程中加入消泡剂，然后经精制，得到丙烯腈。甘油聚醚的数均分子量为1000-3000。甘油聚醚的浊点为17-21℃。甘油聚醚的ph值为5-7。甘油聚醚的色泽≤20。加入消泡剂后，控制体系的ph值为3-5，通过加入硫酸，降残留的液氨中合成硫酸铵，控制ph值。加入消泡剂后，控制体系的温度为85-95℃。本发明采用聚醚类消泡剂，相比常用的酰胺类、有机硅类、高碳脂肪醇类等消泡剂，具有高温下不容易发生分层、消泡速度快、抑泡性较好等优势。且更适合高温条件。本发明在研究中发现，进行丙烯腈水合反应制备丙烯酰胺时，如果丙烯腈中含有一定端基结构类型的聚醚类消泡剂，则会对丙烯腈产品质量产生影响，从而对后续的丙烯酰胺水合及聚丙烯酰胺聚合造成影响。本发明通过选择具有特定端基结构的聚醚类消泡剂，且选择合适的分子量、浊点、ph值等指标，同时在生产过程中控制消泡过程中体系的酸度等指标，使其消泡能力达到一个最佳值，降低消泡剂残留，平稳丙烯腈回收操作跳进，这样可以制备出消泡剂残余量在可控范围内的丙烯腈，从而使其能够用于进行生物法丙烯酰胺的生产。由本发明所述的丙烯腈制备丙烯酰胺的方法，将水合酶及去离子水混合，调节温度至16-20℃，将丙烯腈滴加到混合溶液中，混合溶液的ph为7.5-8.5，丙烯腈滴加速度为1ml/min-2ml/min，反应得到丙烯酰胺水溶液，反应时控制温度为20-23℃。本发明所述的适用于生物法制备丙烯酰胺的丙烯腈的制备方法，采用丙烯、液氨、氧气作为原料在催化剂的作用下反应，向反应液中加水蒸馏，蒸馏过程中加入消泡剂，得到丙烯腈；其中：消泡剂为以丙三醇为端基的甘油聚醚。综上所述，本发明具有以下优点：(1)本发明通过选择具有特定端基结构的聚醚类消泡剂，且选择合适的分子量、浊点、ph值等指标，同时在生产过程中控制消泡过程中体系的酸度等指标，使其消泡能力达到一个最佳值，降低消泡剂残留，平稳丙烯腈回收操作跳进，这样可以制备出消泡剂残余量在可控范围内的丙烯腈，从而使其能够用于进行生物法丙烯酰胺的生产，同时可以制备得到分子量及溶解性能都在要求范围类的聚丙烯酰胺。(2)本发明是一种适合于生物法丙烯酰胺的丙烯腈产品，改善在使用中出现的腈水合酶活性降低，水合反应批次减少，丙烯酰胺质量波动较大，导致最终制备的聚丙烯酰胺出现分子量变低，溶解性变差等问题。具体实施方式下面结合实施例对本发明做进一步说明。实施例1消泡剂种类选择为甘油聚醚，其端基结构为丙三醇，数均分子量为3000±100，浊点为21℃，ph为7，色泽≤20。采用丙烯、液氨、氧气作为原料在催化剂的作用下反应，向反应液中加水蒸馏，蒸馏过程中加入消泡剂，加硫酸控制体系中的ph为5，温度为95℃，通过后续回收、提纯工艺得到最终的丙烯腈，将得到的丙烯腈用于生物法丙烯酰胺及聚丙烯酰胺的制备。实施例2消泡剂种类选择为甘油聚醚，其端基结构为丙三醇，数均分子量为1000±100，浊点为17℃，ph为5，色泽≤20。采用丙烯、液氨、氧气作为原料在催化剂的作用下反应，向反应液中加水蒸馏，蒸馏过程中加入消泡剂，加硫酸控制体系中的ph为3，温度为85℃，通过后续回收、提纯工艺得到最终的丙烯腈，将得到的丙烯腈用于生物法丙烯酰胺及聚丙烯酰胺的制备。实施例3消泡剂种类选择为甘油聚醚，其端基结构为丙三醇，数均分子量为1500±100，浊点为19℃，ph为6，色泽≤20。采用丙烯、液氨、氧气作为原料在催化剂的作用下反应，向反应液中加水蒸馏，蒸馏过程中加入消泡剂，加硫酸控制体系中的ph为4，温度为85℃，通过后续回收、提纯工艺得到最终的丙烯腈，将得到的丙烯腈用于生物法丙烯酰胺及聚丙烯酰胺的制备。实施例4消泡剂种类选择为甘油聚醚，其端基结构为丙三醇，数均分子量为2000±100，浊点为20℃，ph为5，色泽≤20。采用丙烯、液氨、氧气作为原料在催化剂的作用下反应，向反应液中加水蒸馏，蒸馏过程中加入消泡剂，加硫酸控制体系中的ph为3，温度为95℃，通过后续回收、提纯工艺得到最终的丙烯腈，将得到的丙烯腈用于生物法丙烯酰胺及聚丙烯酰胺的制备。实施例5消泡剂种类选择为甘油聚醚，其端基结构为丙三醇，数均分子量为2500±100，浊点为18℃，ph为5，色泽≤20。采用丙烯、液氨、氧气作为原料在催化剂的作用下反应，向反应液中加水蒸馏，蒸馏过程中加入消泡剂，加硫酸控制体系中的ph为5，温度为90℃，通过后续回收、提纯工艺得到最终的丙烯腈，将得到的丙烯腈用于生物法丙烯酰胺及聚丙烯酰胺的制备。实施例6消泡剂种类选择为甘油聚醚，其端基结构为丙三醇，数均分子量为2000±100，浊点为21℃，ph为3，色泽≤20。采用丙烯、液氨、氧气作为原料在催化剂的作用下反应，向反应液中加水蒸馏，蒸馏过程中加入消泡剂，加硫酸控制体系中的ph为3，温度为85℃，通过后续回收、提纯工艺得到最终的丙烯腈，将得到的丙烯腈用于生物法丙烯酰胺及聚丙烯酰胺的制备。对比例1消泡剂种类选择为聚醚，其端基结构为氨类，数均分子量为1000±100，浊点为12℃，ph为7，色泽≤20。采用丙烯、液氨、氧气作为原料在催化剂的作用下反应，向反应液中加水蒸馏，蒸馏过程中加入消泡剂，加硫酸控制体系中的ph为3，温度为85℃，通过通过后续回收、提纯工艺得到最终的丙烯腈，将得到的丙烯腈用于生物法丙烯酰胺及聚丙烯酰胺的制备。对比例2消泡剂种类选择为聚醚，其端基结构为直链类，数均分子量为1000±100，浊点为15℃，ph为7，色泽≤20。采用丙烯、液氨、氧气作为原料在催化剂的作用下反应，向反应液中加水蒸馏，蒸馏过程中加入消泡剂，加硫酸控制体系中的ph为3，温度为85℃，通通过后续回收、提纯工艺得到最终的丙烯腈，将得到的丙烯腈用于生物法丙烯酰胺及聚丙烯酰胺的制备。采用实施例1-6和对比例1-2生产的丙烯腈进行生物法制备丙烯酰胺，再由丙烯酰胺制备聚丙烯酰胺，反应批次及聚丙烯酰胺的分子量及溶解性对比见表1。表1编号丙烯酰胺反应批次聚丙烯酰胺分子量聚丙烯酰胺溶解性实施例142300好实施例252350好实施例352250好实施例462310好实施例552400好实施例652370好对比例122060有不溶物对比例221970有不溶物当前第1页12