黄绣川[1]2004年在《丙烯腈催化水合合成丙烯酰胺的研究》文中指出本文使用了 Rhodococcus rhodochrous J1 腈水合酶和共沉淀铜两种催化剂用于丙烯腈催化水合合成丙烯酰胺反应, 采用了催化蒸馏法对工艺进行了改进 。 通过正交实验得出了该水合酶反应的最佳条件, 即: pH 为7.0~8.0, 温度为 28~30℃, 菌体稀释 5 倍, AN 浓度为 7%反应时间为 120s, 然后在该条件下进行了酶稳定性测试,结果显示酶的稳定性很高. 在本文优化条件下, 酶活比现行值高 600u/ml 左右, 具有很好的经济效益 . 对一系列铜基催化剂的制备方法进行了研究, 发现共沉淀铜基催化剂具有很好的催化活性, 于是讨论了加料方式 、Cu/Al 对AN 转化率和 AM 选择性的影响, 得到了最好的催化剂制备条件, 即采用碱单流加料, Cu/Al 为 40/60, 此时, 催化剂活性最好 ,最高AN 转化率可达 90.9%, 最高 AM 选择性为 99.1%;采用 XRD 和TPR 对一系列共沉淀铜基催化剂进行了表征, 对其催化性能进行 i
李晶明, 杨博, 周贵林, 谢筱帆, 李圭甲[2]1995年在《Cu－Cr_2O_3催化合成丙烯酰胺中铬的助催化作用》文中研究说明Ｃｕ－Ｃｒ_２Ｏ_３催化合成丙烯酰胺中铬的助催化作用李晶明，杨博，周贵林，谢筱帆，李圭甲（中国科学院长春应用化学研究所长春１３００２２）关键词Ｃｕ－Ｃｒ＿２Ｏ＿３催化剂，丙烯腈，丙烯酰胺，催化水合，反应机理在还原铜催化剂中加铬可提高丙烯腈（ＡＮ）催化水...
吴健伟, 王德成, 韩祖宏[3]1996年在《丙烯腈悬浮床催化水合制备丙烯酰胺的条件》文中指出用新型的喷雾冷却法制备的雷尼铜作催化剂，研究了丙烯腈悬浮床催化水合制备丙烯酰胺的各种工艺条件对反应结果的影响，确定了合适的合成条件为：温度７０—１１０℃；原料丙烯腈含量１３％—１５％（ｍ）；催化剂合金∶丙烯腈（ｍ）０．５—１．５∶１；反应时间在２４０ｍｉｎ之内。本文还进行了连续化悬浮床反应试验，结果表明，该催化剂强度较高，性能稳定，能适应悬浮床连续反应的要求。为本催化剂和悬浮床工艺的工业化，提供了初步依据。
蒋忠平[4]2007年在《腈水合酶产生菌株的酶反应条件优化及细胞固定化的研究》文中研究表明丙烯酰胺是一种用途广泛的精细化学品。微生物法生产丙烯酰胺具有反应条件温和、丙烯腈转化率高和生产成本低等突出的优点,近年来成为丙烯酰胺生产的研究热点。腈水合酶是丙烯酰胺生物法生产的催化剂,因此腈水合酶的高效表达是提高丙烯酰胺生产效率的关键。本文利用前期研究中从化工废水活性污泥中分离并选育的腈水合酶产生菌株Rhodococcus sp.HUST-1,进行了丙烯酰胺的检测方法、腈水合酶的反应条件优化和动力学、腈水合酶的分离以及细胞固定化技术等方面的研究,以下为主要研究成果:1.通过研究分别确定了溴化法、气相色谱法和反相高效液相色谱法检测丙烯酰胺的最佳检测条件,并通过对叁种检测方法的比较分析,确定了丙烯酰胺的检测方案:采用反相高效液相色谱法进行丙烯酰胺定性分析,采用溴化法进行丙烯酰胺含量的测定。2.通过酶反应条件的优化,确定最佳底物浓度为40g/L,反应温度为28℃,反应体系pH为7.0,在最佳条件下的比酶活为119U/(mg干细胞重)。菌体最高加入量为15mL,比酶活达1218U/mg。菌株HUST-1产生的腈水合酶米氏常数km=6.124g/L,表观活化能为Ea=47.8kJ/mol。失活动力学方程为:lnk1=0.9391 0.0548-(1334.3 38.7)/T。酶失活反应的表观活化能为85.9kJ/mol。3.采用甲苯、丙酮、Triton X-100、溶菌酶和自溶法等非机械破碎法对菌株Rhodococcus sp.HUST-1进行细胞破碎,结果表明,溶菌酶具有较好的细胞破碎效果。在1g湿菌体中加入7mg溶菌酶,破碎时间为10h的条件下,菌株HUST-1细胞破碎后的腈水合酶酶活为1308U,比破碎前提高了29.2%。4.采用海藻酸钙包埋法、聚乙烯醇交联法和联合包埋法进行腈水合酶产生菌株HUST-1的细胞固定化研究。研究结果表明,采用海藻酸钙、聚乙烯醇和活性炭的联合包埋法进行细胞固定化的效果最佳,使固定化细胞的相对酶活达115.7%,联合固定化的应用显着提高了反应体系中单位体积内的生物量,可使单位体积内的固定化小球酶活比自由细胞酶活提高15.7%,比未加入活性炭前的最高酶活提高了28.5%。
陈万忠[5]2009年在《生化法生产丙烯酰胺单体中杂质控制及精制》文中研究说明聚丙烯酰胺(PAM)是性能优良的一类高分子化合物,具有增稠、絮凝、降阻、分散等特性而广泛地应用于石油开采、水处理、造纸、矿冶、纺织、煤炭、地质、建筑等行业。随聚丙烯酰胺应用日益广泛,对它的研究也在逐步深入,但基本局限于聚合引发配方的研究,对其主要原料-丙烯酰胺,尤其是生化法丙烯酰胺的杂质研究尚不够深入,因此,在分析聚丙烯酰胺产品质量超标时,往往没有合适的解释。游离化细胞水合生产工艺在生产过程中不可避免地在丙烯酰胺水溶液中带入杂质,同时生物培养过程中的不确定因素也会导致丙烯酰胺生产中出现副反应,这些杂质的存在,必将降低单体活性或引起聚丙烯酰胺产品交联,导致产品质量下降。本文通过对生化法聚丙烯酰胺产品的工业化生产进行研究,首先认真研究了丙烯酰胺水溶液中甲醛、乙腈、丙烯酸等杂质对聚合产品质量的影响,其后通过对生化法丙烯酰胺的精制处理方案优化、离子交换树脂选择实验、膜过滤及离心机参数控制等过程,逐步降低杂质对产品品质的影响,提高产品质量标准。结果表明:①合理调节温度、环境pH、溶氧度等指标,可以控制丙烯腈水合酶的生长、代谢以及产物的合成,获得最佳水合反应用酶。②离心机及膜过滤系统参数的科学化,可以有效去除大分子杂质,减少离子交换树脂的有机污染。③大孔型离子交换树脂因其独有的毛细孔结构,有利于处理生化法丙烯酰胺水溶液中的杂质,从而提高聚丙烯酰胺产品质量。
孙旭东[6]2004年在《膜生物反应器游离细胞催化体系生产丙烯酰胺的研究》文中研究说明丙烯酰胺是一种应用广泛的基础化工原料,随着其市场的不断拓展,对丙烯酰胺的需求不断增长。在丙烯酰胺微生物转化的工业生产中,主要应用传统的固定化细胞批式反应工艺,存在着许多缺点,限制了工业化生产的进一步发展。本论文主要致力于研究和发展一种新的采用游离细胞膜生物反应的工艺及相应的多种过程,最终的目的是实现工业化应用。首先,针对现有的生产菌种,在进一步研究发酵过程规律的基础上,提出了调节pH值,补加葡萄糖和诱导剂的菌体优化培养方案。使发酵液腈水合酶的活力提高到6000U/mL以上,大大高于现有工业生产中的酶活。同时自主开发了的新诱导剂和诱导方案,使腈水合酶酶活进一步提高到7800U/mL以上,酶比活达到390 U/mg(DC)左右。对游离酶动力学行为进行了研究,在提出的双稳态假设的基础上,推导出了描述游离酶催化反应动力学和酶失活动力学的数学模型。同时提出了用微囊化固定化酶的概念来模拟游离细胞腈水合酶的设想,通过关联得到了游离细胞催化反应动力学和酶失活动力学模型。通过游离细胞的基础动力学实验,拟合得到合理的模型参数,从而得到了实用性强的游离细胞酶催化反应动力学和酶失活动力学模型,为后续的反应工艺过程的设计和计算机模拟与优化打下了基础。为进一步提高生物催化剂在反应过程中的稳定性,对现有的菌种开发了可以提高游离细胞酶反应稳定性的方法。通过某些有机酸和糖类物质的添加,能够起到提高酶稳定性的作用。通过摇瓶培养过程中加入酶催化反应的方法,进行菌体的驯化和筛选,使菌体的酶活稳定性和产物耐受性明显提高,最终的驯化菌体对产物的耐受浓度达到600g/L以上,和原始菌种相比,提高了85%以上。进而对游离细胞反应工艺的可行性和优越性进行了评价和验证,并开发了实现游离细胞反应过程的以反应与分离耦合的膜生物反应器为基础的工艺平台。经过分析和评价,选择聚砜或聚偏氟乙烯为膜材料的中空纤维超滤膜作为膜分离组件,并采用反应器和中空纤维膜组件串联的膜生物反应器形式,其优点是构成简单、可应用性强、利于现有生产装置的改造。
佚名[7]1981年在《丙烯腈催化水合制丙烯酰胺催化剂》文中提出丙烯腈催化水合制丙烯酰胺一般多用骨架铜催化剂,我国目前工业上使用的铜——铝二元催化剂,强度较差。为提高强度,我所研制了铜——铝——锌叁元骨架铜催化剂,并对其结构、制备工艺及使用条件等做了研究。催化剂的制备是在石墨坩埚内,按一定的比例与顺序加料,待溶化后搅拌均匀于常温下例入浅容器内,自然降温结晶,再经破碎后作为催化剂使用。该催化剂活性稳定,
邓林[8]2005年在《微生物降解丙烯腈及腈水合酶的研究》文中研究表明经过对长期被腈化物污染的土壤和废水的富集培养、初筛、复筛,从土壤中分离得到一株能够利用丙烯腈作为碳源、氮源和能源生长,并降解丙烯腈生成丙烯酰胺的细菌。经形态观察和生理生化指标的分析,初步鉴定为红球菌(Rhodococcus),编号为YL-1。 通过对菌株YL-1发酵生成腈水合酶,降解丙烯腈生成丙烯酰胺过程的分析,发现菌体的生长和酶活的表达是相偶联的,pH对于腈水合酶的合成具有显着的影响。因此,通过对pH的调控以及生物量的增加有望提高腈水合酶的发酵水平。 菌株YL-1降解丙烯腈的最佳条件是温度30℃,pH7.0,装液量25mL/250mL。菌株YL-1在最佳降解条件下培养30h后对φ(丙烯腈)=0.2%的降解率可达99.4%,40h后生物量可达10g/L,酶比活达54U/mg。 研究还发现菌株YL-1对其它一些腈化物(如甲腈、乙腈、丙腈、丙二腈、丁腈和丁二腈等)同样具有一定的降解能力,表明菌株YL-1具有广谱降解性,在污染环境修复以及污水处理中具有很好的应用前景。 分别检测了菌株YL-1发酵培养上清液和菌体的腈水合酶活性,结果发现菌体部分呈现较强的活性,而上清液部分则几乎测不出活性,且在无细胞提取液中检测到较强的酶活。这些现象说明,菌株YL-1产生的腈水合酶可能是胞内酶。从菌株YL-1完整细胞对底物的转化情况看到,即使该菌的腈水合酶为胞内酶,细胞对于底物丙烯腈和产物丙烯酰胺的通透性没有明显障碍。 通过逐渐增加培养基中丙烯腈的浓度重复继代培养的方法,成功的选育出一株酶活为79.8U/mg的腈水合酶高活力菌株,编号为YL-2。
张云天[9]2008年在《利用膜生物反应器微生物转化丙烯酰胺的研究》文中研究指明丙烯酰胺是一种用途广泛的精细化学产品,相对传统的固定化细胞批式反应工艺而言,游离细胞膜生物反应器工艺具有工艺简单,成本低,菌体利用率高,无污染等优点。本文前期探讨了高效腈水合酶产生菌Rhodococcus sp.HUST-2培养条件的优化,然后设计和应用了一种新的游离细胞膜生物反应器的工艺,来取代传统的生产工艺,期待实现工业化应用。首先,通过研究菌体发酵过程中产酶的规律,提出了调节pH值,补加葡萄糖和诱导剂的菌体优化培养方案。使发酵液腈水合酶的活力提高到4000U/mL以上,比酶活达到224.7U/mg(DCW)左右,大大高于现有工业生产中的酶活。然后,通过对膜材料的截留性能、膜通量、膜抗污染性能和膜抗溶胀性能等方面性能评价,选择聚砜中空纤维超滤膜作为膜组件的膜材料。并采用反应器和中空纤维膜组件串联的膜生物反应器形式,它具有操作方便,结构简单合理,易于清洗等优点。还从水力学的角度对膜组件工作状态建立了数学模型和优化设计,这对工业化过程中膜组件的设计有重要的指导意义。最后在膜生物反应器工艺平台上开发设计了单级非稳态工艺和单级拟稳态工艺两种工艺过程,并进行了可行性研究。实验结果表明:这两种工艺过程各有特点,在生产效率和菌体利用率等方面都优于现有的固定化细胞生产方式。在单级非稳态工艺过程中,根据对产品浓度要求不同的情况。开发和验证了叁个不同反应批次单级非稳态工艺过程。生产效率均在0.02mol/L/min以上,6批次反应菌体利用率最高为0.7 gAM/mg。从生产效率和菌体利用率来看,应用单级非稳态过程的膜生物反应器比现有的固定化细胞催化生产方式更有优势。该工艺过程路线简洁,操作简单应该是日后丙烯酰胺小型工业化生产理想的选择。在单级拟稳态工艺过程中,从反应温度和菌体加入方式两个方面对单级拟稳态工艺过程进行了优化设计。结果发现单级拟稳态工艺过程在20℃下操作,菌体悬液以滴加的方式进入反应体系,会使生产效率和菌体利用率有较大程度的提高。最后还进行了单级拟稳态工艺的生产应用,整个生产过程持续了20小时,反应速率稳定,产品浓度为313.1g/L。该工艺过程很适合丙烯酰胺大型工业化生产的要求。
佚名[10]1984年在《丙烯腈催化水合制丙烯酰胺反应控制步骤的初步探讨》文中指出动力学实验采用等温固定床积分反应器进行,反应器由φ10×1.5毫米的不诱钢管及φ3×0.5毫米的热偶套管组成,反应温度可控制在±0.5℃范围内。试验证明,反应器流动状况与活塞流对比偏差不超过2％。动力学实验是在排除内、外扩散影响的条件下进行的。反应液中的丙烯酰胺由碘量法滴定分析,微量残余丙烯腈由SP—2305气相色谱仪分析测定。本实验以初始浓度为2.8～6.74％的丙烯腈水溶液为原料,以骨架铜为催化剂,反应温度70～110℃。本实验对丙烯腈催化水合制丙烯酰胺反
参考文献：
[1]. 丙烯腈催化水合合成丙烯酰胺的研究[D]. 黄绣川. 四川大学. 2004
[2]. Cu－Cr_2O_3催化合成丙烯酰胺中铬的助催化作用[J]. 李晶明, 杨博, 周贵林, 谢筱帆, 李圭甲. 应用化学. 1995
[3]. 丙烯腈悬浮床催化水合制备丙烯酰胺的条件[J]. 吴健伟, 王德成, 韩祖宏. 石油化工. 1996
[4]. 腈水合酶产生菌株的酶反应条件优化及细胞固定化的研究[D]. 蒋忠平. 哈尔滨理工大学. 2007
[5]. 生化法生产丙烯酰胺单体中杂质控制及精制[D]. 陈万忠. 大庆石油学院. 2009
[6]. 膜生物反应器游离细胞催化体系生产丙烯酰胺的研究[D]. 孙旭东. 清华大学. 2004
[7]. 丙烯腈催化水合制丙烯酰胺催化剂[J]. 佚名. 齐鲁石油化工. 1981
[8]. 微生物降解丙烯腈及腈水合酶的研究[D]. 邓林. 四川大学. 2005
[9]. 利用膜生物反应器微生物转化丙烯酰胺的研究[D]. 张云天. 哈尔滨理工大学. 2008
[10]. 丙烯腈催化水合制丙烯酰胺反应控制步骤的初步探讨[J]. 佚名. 齐鲁石油化工. 1984