[其他]丙烯酰胺晶体的制备方法

说明书

丙烯酰胺被广泛地用作聚丙烯酰胺的起始单体，而聚丙烯酰胺具有多种用途，例如作为混凝剂和纸张强化剂。通常使用的丙烯酰胺是水溶液形式，其浓度为30-50%（重量）。当运输丙烯酰胺到遥远的目的地时，或将丙烯酰胺贮藏在一个低温区域时，或按丙烯酰胺的应用领域所需，通常需要提供晶体形式的丙烯酰胺。

晶体丙烯酰胺通常是通过浓缩和冷却丙烯酰胺水溶液使丙烯酰胺结晶出来而制得，然后将晶体过滤并干燥。因此贮藏不但要求对浓缩技术进行深入研究，而且对有效冷却技术也要研究。

如果人们试图通过使用装备有常规冷却器如蛇管、套管或类似的热交换器冷却丙烯酰胺水溶液使丙烯酰胺结晶出来，那么就导致丙烯酰胺晶体积垢沉积在冷却器表面，从而将可传递的热量降低到最小值，阻止了有效的冷却和结晶。

为了解决上述问题，到目前为止，大体上一直使用真空结晶方法，主要是降低丙烯酰胺水溶液的压力，使其中的水汽化，从而从溶液中带走潜在的汽化热，如此冷却这样的浓溶液，使丙烯酰胺结晶出来（参见日本专利公开第115410/1976号中实施例）。

通过本发明进行的研究，在日本专利公开第115410/1976号特许公告中推荐的通常条件下，即温度为5℃，压力为5～6毫米汞柱，氧分压为0.25毫米汞柱结晶时，不能足以阻止丙烯酰胺的聚合，而且合成聚合物还会堵塞结晶器，和/或使合成聚合物混入预定最终产物中，即丙烯酰胺晶体中。结晶器是一种真空装置，因此需要大量的基建投资。而且还发现该装置操作是非常麻烦的。

由于上述观点，已成为本发明人关心的是能否使用热交换器进行冷却和结晶的方法代替真空结晶方法以解决这些问题。

例如，根据日本东京马卢曾有限公司出版的化学工程手册（化学工程便览），修订本第三版，437页（1968），该页表明，为了有效地防止积垢在设备和循环系统中沉积，改善每一个冷却器表面的表面光洁度，降低冷却器的表面粗糙度，使用有机材料或类似材料作每一个冷却器表面的衬里。

根据本发明人进行的研究，对于防止积垢沉积，甚至当每一个试样表面的表面粗糙度Rmax（例如用JIS    B-0601-1982或ISO    R468-1966测量的）用下面手册中的抛光方法改进到0.9μ左右时，没有观测出更大的作用，所说的手册是日本东京三洋图书株式会社出版的“表面化学处理手册”新版本，手册中第110-115（1969）页，它阐述了当使用纸抛光轮或疏松的抛光轮使用＃100，＃150，＃300和＃400研磨剂进行抛光，最后用绿丹研磨剂进行镜面抛光的方法，抛光表面的结果是良好的。这里所用的术语“Rmax”意指用微米（μm）表示的材料的表面凸凹不平面积上底部和顶部之间的距离，如附图所示。该附图将在本说明书后部进行描述。此时已经发现即使表面粗糙度已降低也不能永远防止积垢沉积物。

关于用氯乙烯或它的类似单体防止聚合物沉积在聚合槽的内壁，日本专利公开第29889/1979号特许公报公开了用＃400或更精密抛光剂的抛光轮机械抛光内壁，然后用抛光剂如抛光绿丹镜面抛光前面已抛光过的内壁;或用＃300或更粗的研磨剂抛光轮机械地抛光内壁，然后，为了进行镜面抛光，使前面抛光过的内壁进行电解抛光。即上述方法的意图是通过抛光内壁或类似方法来降低内壁表面粗糙度以防止合成聚合物沉积。所使用的电解抛光是达到目的的方式之一。

最后着手用有机材料作衬里或类似物质的使用，当用酚树脂涂敷时通过观测几乎没有什么影响。即使使用氟塑料衬里时，也不可能防止积垢大量沉积。况且为此需要这样的衬里具有很小的热传递系数和非常大的冷却面积，使用这样的衬里在生产热交换器时常会发生某些问题。

本发明的一个目的是提供一种利用夹壁式或壳管式热交换器冷却、结晶丙烯酰胺晶体的方法，以取代用真空结晶制备丙烯酰胺晶体的常规方法。

本发明的另一个目的是形成一个冷却表面，在用电解抛光每一个冷却管内壁后，该表面可以免除丙烯酰胺晶体积垢。

本发明的上述目的可用以下的方法来达到：

在制备丙烯酰胺晶体的过程中，通过冷却溶液从丙烯酰胺水溶液中结晶出丙烯酰胺晶体。所改进的方法是使用了装备有一个或多个不锈钢冷却管且其内壁进行过电解抛光的夹壁式或壳管式热交换器，并使溶液和冷却剂分别流过所述的一个或多个冷却管的管外和管内。