BR112013029504B1

BR112013029504B1 - Método para produzir uma solução de acrilamida aquosa

Info

Publication number: BR112013029504B1
Application number: BR112013029504-0A
Authority: BR
Inventors: Makoto Kanou; Norifumi Hagiya
Original assignee: Mitsubishi Chemical Corporation
Priority date: 2011-05-19
Filing date: 2012-05-21
Publication date: 2020-10-06
Also published as: KR101894617B1; EP2711355B1; EP2711355A4; AU2012256709B2; JP6098510B2; US20140106415A1; WO2012157777A1; BR112013029504A2; US9102590B2; EP2711355A1; CN103687844B; JPWO2012157777A1; CN103687844A; KR20140024002A

Abstract

método para produzir uma solução de acrilamida aquosa a invenção diz respeito a um método para produzir uma solução de acrilamida aquosa gerando acrilamida hidratando uma composição contendo acrilonitrila, caracterizado pelo fato de que a composição contendo acrilonitrila contém 20 a 80 mg de metacrilonitrila para cada total de 1 kg da composição contendo acrilonitrila. a presente invenção pode fornecer um método de produção que obtém uma solução de acrilamida aquosa estável e que suprimir a polimerização da acrilamida sem causar uma diminuição na qualidade.

Description

CAMPO TÉCNICO

[0001] A presente invenção diz respeito a um método para produzir uma solução de acrilamida aquosa.

[0002] O presente pedido de patente reivindica prioridade para o pedido de patente Japonês No. 2011-112429, que foi depositado no Japão em 19 de maio de 2011, que está aqui incorporado pela referência na íntegra.

FUNDAMENTOS DA TECNOLOGIA

[0003] Acrilamida tem muitas aplicações, tais como agentes de floculação, agentes de recuperação de petróleo, intensificadores da resistência de papel na indústria de produção de papel e espessantes para fabricação de papel e é uma substância usada como uma matéria-prima para polímeros.

[0004] Entre processos industriais para produção de acrilamida um processo de hidrólise de ácido sulfúrico é usado há muito tempo que consiste na etapa de aquecer acrilonitrila junto com ácido sulfúrico e água para obter uma solução aquosa de sais de sulfato de acrilamida. Este processo então foi substituído por um processo catalisado por cobre em que acrilonitrila reage com água na presença de um catalisador de cobre (por exemplo, cobre metálico, cobre reduzido, cobre de Raney ou similares) para obter uma solução aquosa de acrilamida. Além do mais, recentemente, como um processo de produção com poucos subprodutos, produção industrial a base de um método de biocatalisador também é realizada como um método de biocatalisador para obter uma solução aquosa de acrilamida usando um biocatalisador, tais como nitrila hidratase derivada de micro-organismos (por exemplo, Documentos patentes 1 a 4).

[0005] Como no caso de muitos monômeros insaturados, acrilamida é fácil de polimerizar pela ação da luz ou calor e também tem uma propriedade de muito facilmente polimerizar particularmente mediante contato com a superfície do ferro, de maneira tal que uma solução aquosa de acrilamida seja difícil de estavelmente manusear, uma vez que a polimerização de acrilamida facilmente ocorre durante cada etapa de sua produção ou durante sua conservação.

[0006] Um método de usar vários estabilizantes foi proposto como um método para estabilização suprimindo polimerização de acrilamida. Exemplos dos estabilizantes incluem tioureia, rodanida de amônio, nitrobenzol (Documento patente 5), ferron (Documento patente 6), furil dioxima (Documento patente 7), composto complexo de cianida de cromo (Documento patente 8), p-nitrosodifenil hidroxiamina (Documento patente 9) e assim em diante. Os estabilizantes são usados para evitar polimerização durante um processo de produzir acrilamida ou para estabilização de uma solução aquosa de acrilamida. LISTA DE CITAÇÃO Documento patente Documento patente 1: JP 56-17918 B Documento patente 2: JP 59-37951 B Documento patente 3: JP 02-470 UM Documento patente 4: WO 2009/113654 A Documento patente 5: JP 39-10109 B Documento patente 6: JP 40-7171 B Documento patente 7: JP 40-7172 B Documento patente 8: JP 41-1773 B Documento patente 9: JP 45-11284 B

DESCRIÇÃO DA INVENÇÃO PROBLEMA A SER RESOLVIDO PELA INVENÇÃO

[0007] Os estabilizantes descritos anteriormente todos correspondem aos inibidores de polimerização. Estabilizantes com um pequeno efeito estabilizante, isto é, efeito que inibe polimerização, têm problemas de menor qualidade da acrilamida, tais como descoloração e menor pureza de acrilamida, em virtude de eles poderem ser adicionados em grandes quantidades à acrilamida. Por outro lado, estabilizantes com um alto efeito que inibe polimerização podem afetar adversamente as operações de polimerização durante produção de polímeros de acrilamida, tais como tendo uma dificuldade para obter polímeros de alto peso molecular ou menor taxa de polimerização desejados, mesmo quando usados em pequenas quantidades.

[0008] A presente invenção é concebida em vista das circunstâncias anteriores e um objetivo da presente invenção é fornecer um método de produção com no qual é possível suprimir polimerização de acrilamida sem diminuir a qualidade e obter assim uma solução estável de acrilamida aquosa. MEIOS PARA

RESOLVER O PROBLEMA

[0009] Como um resultado de estudos intensivos para resolver os problemas estabelecidos anteriormente, os inventores da presente invenção observaram que quando acrilamida é produzida a partir de acrilonitrila contendo uma quantidade predeterminada de metacrilonitrila, polimerização de acrilamida durante sua produção e conservação pode ser suprimida sem diminuir a qualidade de acrilamida para assim significativamente melhorar sua estabilidade e a presente invenção é completada desta maneira.

[00010] A presente invenção tem os seguintes aspectos.

[00011] [1] Um método para produzir uma solução de acrilamida aquosa reagindo acrilonitrila com água para produzir acrilamida, caracterizado pelo fato de que acrilonitrila contendo 20 a 80 mg/kg de metacrilonitrila é usado como a acrilonitrila, (2] O método para produzir uma solução de acrilamida aquosa descrita em [1], caracterizado pelo fato de que a reação com água é realizada na presença de um biocatalisador, (3] O método para produzir uma solução de acrilamida aquosa descrita em [1] ou [2], caracterizado pelo fato de que o acrilonitrila também contém 2 a 20 mg/kg de acetonitrila, e (4] O método para produzir uma solução de acrilamida aquosa descrita em qualquer um de [1] a [3], caracterizado pelo fato de que a concentração da acrilamida na solução de acrilamida aquosa é 30 a 60 % em massa.

[00012] Especificamente, a presente invenção diz respeito ao seguinte.

[00013] (1) Um método para produzir uma solução de acrilamida aquosa incluindo reagir uma composição contendo acrilonitrila com água para produzir acrilamida, caracterizado pelo fato de que a composição contendo acrilonitrila contém 20 a 80 mg de metacrilonitrila por 1 kg do peso total da composição contendo acrilonitrila, (5] O método para produzir uma solução de acrilamida aquosa descrita em (1), caracterizado pelo fato de que o método inclui realizar a reação da composição contendo acrilonitrila com água na presença de um biocatalisador, (6] O método para produzir uma solução de acrilamida aquosa descrita em (1) ou (2), caracterizado pelo fato de que a composição contendo acrilonitrila também contém 2 a 20 mg/kg de acetonitrila por 1 kg do peso total da composição contendo acrilonitrila, e (7] O método para produzir uma solução de acrilamida aquosa descrita em qualquer um de (1) a (3), caracterizado pelo fato de que a concentração da acrilamida na solução de acrilamida aquosa é 30 a 60 % em massa com relação à massa total da solução de acrilamida aquosa.

EFEITO DA INVENÇÃO

[00014] De acordo com o método de produção da presente invenção, uma solução de acrilamida aquosa estável é obtida como polimerização de acrilamida pode ser suprimida sem diminuir a qualidade.

MELHOR MODO PARA REALIZAR A INVENÇÃO

[00015] Daqui em diante, modalidades da presente invenção serão descritas. As seguintes modalidades são meramente exemplos fornecidos para ilustrar a presente invenção e a presente invenção não deve se limitar a ela. A presente invenção pode ser realizada em várias modalidades sem fugir do escopo e espírito da presente invenção.

[00016] Todos os pedidos de patente citados nesta especificação, incluindo literaturas técnicas, pedidos de patente em aberto, pedidos de patente e outros documentos patentes, são incorporados aqui pela referência na íntegra.

[00017] A presente invenção diz respeito a um método para produzir uma solução de acrilamida aquosa reagindo acrilonitrila com água para produzir acrilamida. Exemplos do método de reagir acrilonitrila com água incluem um processo de hidratação de ácido sulfúrico que é o processo para produção industrial precoce de acrilamida, um processo catalisado por cobre que é um processo principal atual para a produção industrial e um processo de biocatalisador que é recentemente industrializado e qualquer método pode ser usado. Usando acrilonitrila específica para a reação com água, um efeito estabilizante de suprimir polimerização de acrilamida a ser produzida pode ser obtida com qualquer método. Ainda, a solução de acrilamida aquosa a ser obtida tem qualidade favorável e, desta forma, uma influência negativa em um processo de polimerização para produzir um polímero de acrilamida também não é apresentado.

[00018] A composição contendo acrilonitrila que é usada na presente invenção é uma mistura de acrilonitrila e metacrilonitrila; ou uma mistura de acrilonitrila, metacrilonitrila e acetonitrila.

[00019] A composição contendo acrilonitrila que é usada na presente invenção contém 20 a 80 mg e preferivelmente 30 a 60 mg de metacrilonitrila por 1 kg do peso total da composição contendo acrilonitrila. Quando acrilamida é produzida reagindo uma composição contendo acrilonitrila em que teor de metacrilonitrila é menor que 20 mg por 1 kg do peso total da composição contendo acrilonitrila com água, o efeito estabilizante de suprimir polimerização de acrilamida é dificilmente obtido. Por outro lado, quando o teor de metacrilonitrila é maior que 80 mg por 1 kg do peso total da composição contendo acrilonitrila, o efeito estabilizante é diminuído.

[00020] Em acrilonitrila como uma matéria-prima (isto é, a composição contendo acrilonitrila de acordo com a presente invenção), metacrilonitrila geralmente está presente como impurezas.

[00021] Quando o teor de metacrilonitrila em acrilonitrila como uma matéria-prima (por exemplo, acrilonitrila comercialmente disponível ou acrilonitrila sintetizada por um método conhecido na tecnologia) tem um valor desejado, a matéria-prima pode ser diretamente usada para a reação com água.

[00022] Quando o teor de metacrilonitrila em acrilonitrila como uma matéria-prima é menor que um valor desejado, é possível adicionar metacrilonitrila à matéria-prima para ter um valor desejado. Como para metacrilonitrila a ser adicionado, metacrilonitrila comercialmente disponível pode ser usada ou metacrilonitrila sintetizada por um método conhecido na tecnologia pode ser usada. Quando a quantidade de adição de metacrilonitrila é quantidade extremamente pequena com relação à acrilonitrila, um líquido de metacrilonitrila diluído também pode ser adicionado para facilidade de adição. A qualquer momento, como para o líquido para diluição, água pode ser usada. Entretanto, quando uma diminuição na concentração de acrilonitrila causada pela adição de líquido de metacrilonitrila diluído não é desejável, é possível que metacrilonitrila seja diluída em acrilonitrila a uma concentração desejada e o líquido diluído é adicionado à acrilonitrila.

[00023] Quando o teor de metacrilonitrila em acrilonitrila como uma matéria-prima é maior que um valor desejado, metacrilonitrila pode ser removida por purificação da matéria-prima. Exemplos do método de purificação para remover metacrilonitrila em uma composição contendo acrilonitrila incluem retificação. Retificação da composição contendo acrilonitrila pode ser realizada por um método conhecido, por exemplo, por um método descrito em JP 2010-222309 A.

[00024] O ajuste do teor de metacrilonitrila na composição contendo acrilonitrila também pode ser realizada misturando uma composição contendo acrilonitrila que contém metacrilonitrila em alto teor (por exemplo, maior que 80 mg/kg) e uma composição contendo acrilonitrila que contém metacrilonitrila em baixo teor (por exemplo, menor que 20 mg/kg). Ajustando o teor de metacrilonitrila em cada composição contendo acrilonitrila, sua razão de mistura ou similares, teor de metacrilonitrila desejado pode ser obtido.

[00025] É preferível que a composição contendo acrilonitrila que é usada na presente invenção também contém 2 a 20 mg e preferivelmente 5 a 15 mg de acetonitrila por 1 kg do peso total da composição contendo acrilonitrila. Quando acrilamida é produzida reagindo uma composição contendo acrilonitrila em que teor de acetonitrila é pelo menos 2 mg por 1 kg do peso total da composição contendo acrilonitrila com água, o efeito estabilizante de suprimir a polimerização de acrilamida é melhorado. Por outro lado, quando o teor de acetonitrila é maior que 20 mg por 1 kg do peso total da composição contendo acrilonitrila, o efeito estabilizante pode ser diminuído.

[00026] Similar à metacrilonitrila, acetonitrila está geralmente presente como impurezas em acrilonitrila como uma matéria-prima (isto é, a composição contendo acrilonitrila de acordo com a presente invenção).

[00027] O ajuste do teor de acetonitrila na composição contendo acrilonitrila pode ser realizado da mesma maneira que metacrilonitrila.

[00028] Cada um de teor de metacrilonitrila e o teor de acetonitrila na composição contendo acrilonitrila pode ser medido por análise de massa por cromatografia gasosa, análise de massa por cromatografia líquida ou similares.

[00029] Como para o método de reagir acrilamida com água na presente invenção, um método de biocatalisador é preferível em que acrilamida com alta pureza pode ser obtida com menor subprodutos de reação.

[00030] O método de biocatalisador é um método de produzir acrilamida reagindo acrilonitrila com água na presença de um biocatalisador e é descrito em muitas literaturas, por exemplo, JP 56-17918 B, JP 59-37951 B, JP 02-470 A e WO 2009/113654 A. Na presente invenção, exceto que uma acrilonitrila específica é usada para a reação com água, um método conhecido pode ser usado.

[00031] Aqui, o biocatalisador inclui células de animal, células de planta, organelas celulares ou corpos celulares de micro-organismos (corpos celulares de micro-organismos vivos ou mortos); ou produtos tratados destes, que contêm uma enzima que catalisa uma reação desejada (isto é, nitrila hidratase).

[00032] Tais produtos tratados incluem uma enzima (isto é, enzima bruta ou purificada) extraída das células de animal, células de planta, organelas celulares, corpos celulares de micro-organismos; ou células de animal, células de planta, organelas celulares, corpos celulares de micro- organismos, ou enzimas em si que são imobilizados em um carreador; ou similares.

[00033] Exemplos do método para imobilização incluem aprisionamento, reticulação e ligação ao carreador. Aprisionamento refere-se a uma técnica pela qual corpos celulares de micro-organismos ou enzimas são aprisionadas em uma matriz fina de polímero gel ou revestida com uma membrana semipermeável de polímero. Reticulação refere-se a uma técnica pela qual as enzimas são reticuladas com um reagente tendo dois ou mais grupos funcionais (isto é, um agente de reticulação multifuncional). Além disto, ligação ao carreador refere-se a uma técnica pela qual enzimas são ligadas a um carreador insolúvel em água.

[00034] Exemplos de um carreador (isto é, um carreador de imobilização) para uso na imobilização incluem contas de vidro, gel de sílica, poliuretano, poliacrilamida, polivinil álcool, carragenana, ácido algínico, ágar e gelatina.

[00035] Corpos celulares de micro-organismos ou produtos tratados destes são particularmente preferíveis como um biocatalisador.

[00036] Exemplos dos micro-organismos anteriores incluem micro- organismos que pertencem ao gênero Nocardia, gênero Corynebacterium, gênero Bacillus,gênero Pseudomonas,gênero Micrococcus,gênero Rhodococcus, gênero Acinetobacter, gênero Xanthobacter, gênero Streptomyces, gênero Rhizobium, gênero Klebsiella,gênero Enterobacter, gênero Erwinia,gênero Aeromonas, gênero Cilrobacter, gênero Achromobacter, gênero Agrobacterium e gênero Pseudonocardia ou similares.

[00037] Produção de uma solução de acrilamida aquosa usando um biocatalisador pode ser realizada por reação contínua, pela qual acrilamida é produzida de uma maneira contínua ou por reação em lote, pela qual acrilamida é produzida de uma maneira não contínua. Embora não limitado a isto é preferivelmente realizar por reação contínua.

[00038] Quando uma reação contínua é realizada, uma solução de acrilamida aquosa é produzida de uma maneira contínua sem coletar toda a mistura de reação no reator, mantendo ao mesmo tempo abastecimento contínuo ou intermitente de matérias-primas para a reação (contendo um biocatalisador, água como uma matéria-prima e acrilonitrila) ao reator e recuperação contínua ou intermitente da mistura de reação (contendo a acrilamida produzida) do reator.

[00039] Quando uma reação em lote é realizada, uma solução de acrilamida aquosa é produzida pela reação depois de fornecer uma quantidade total das matérias-primas para reação ao reator ou por reação com abastecimento contínuo ou intermitente da parte restante das matérias-primas para reação ao reator depois de injetar parte das matérias-primas para reação no reator.

[00040] Como para os tipos de reatores, reatores de vários tipos, tais como tipo tanque de agitação, tipo leito fixo, tipo leito fluido, tipo leito em movimento, tipo tubular ou tipo torre podem ser usados. É possível que somente um reator seja usado ou muitos reatores são usados em combinação. Quando muitos reatores são usados em combinação, concentração da acrilamida recuperada em uma mistura de reação é maior em um lado à jusante. Para tais razões, com base no número dos reatores, concentração de acrilamida em uma solução de acrilamida aquosa que é finalmente obtida pode ser controlada.

[00041] Realizando continuamente uma reação usando muitos reatores, o reator no qual o biocatalisador e acrilonitrila devem ser abastecidos não é limitado ao reator mais à montante e os materiais também podem ser introduzidos em um reator à jusante deste, desde que esteja em uma faixa em que eficiência da reação ou similares não são muito piorados.

[00042] Entre as matérias-primas para reação, água como uma matéria- prima é usada para a reação de acrilonitrila com água para produzir acrilamida. Exemplos da água como uma matéria-prima incluem água; ou uma solução aquosa contendo ácidos ou sais que são dissolvidos em água. Exemplos dos ácidos incluem ácido fosfórico, ácido acético, ácido cítrico e ácido bórico. Exemplos dos sais incluem sal de sódio, sal de potássio e sal de amónio dos ácidos. Exemplos específicos da água como uma matéria-prima incluem, embora não particularmente limitado a ele, água pura, água de torneira, solução tris tampão, solução tampão de fosfato, solução tampão de acetato, solução tampão de citrato e solução tampão de borato. pH da água como uma matéria-prima é preferivelmente entre 5 e 9 (25°C).

[00043] Embora a quantidade de uso do biocatalisador possa variar dependendo do tipo e forma do biocatalisador a ser usado, ela é preferivelmente ajustada de maneira tal que a atividade do biocatalisador a ser introduzida em um reator seja em torno de 50 a 500 U por mg de corpos celulares secos de micro-organismos a uma temperatura de reação de 10°C. A unidade “U (unidade)” anterior significa que um micromol de acrilamida é produzido por um minuto de acrilonitrila, que é medido usando acrilonitrila a ser usada para a produção.

[00044] Embora a quantidade de uso da composição contendo acrilonitrila possa variar dependendo do tipo e forma do biocatalisador a ser usado, ela é preferivelmente ajustada de maneira tal que a concentração de acrilonitrila nas matérias-primas para a reação seja em torno de 0,5 % a 15,0 % em massa com relação às matérias-primas para reação.

[00045] A temperatura de reação (isto é, temperatura da mistura de reação) é, embora não particularmente limitado, preferivelmente 10 a 50°C e mais preferivelmente 20 a 40°C. Quando a temperatura de reação é pelo menos 10°C, atividade da reação do biocatalisador pode ser suficientemente aumentada. Ainda, quando a temperatura de reação é 40 °C ou menor, desativação do biocatalisador pode ser facilmente suprimida.

[00046] O tempo de reação é, embora não particularmente limitado, preferivelmente 1 a 50 horas e mais preferivelmente a to 30 horas.

[00047] Quando produção da solução de acrilamida aquosa é realizada por reação contínua, taxa de fluido no tempo de coleta da mistura de reação do reator é determinada com base na taxa de adição de acrilonitrila e o biocatalisador, de maneira tal que a produção pode ser feita de uma maneira contínua sem coletar toda a mistura de reação no reator.

[00048] Para o propósito de facilitar a estabilização, pelo menos um sal de ácido monocarboxílico solúvel em água contendo dois ou mais átomos de carbono podem ser adicionados às matérias-primas para a reação usada para a reação de acrilonitrila com água ou à mistura de reação durante ou depois da reação com água.

[00049] O sal de ácido monocarboxílico solúvel em água pode ser qualquer um de um sal de um ácido monocarboxílico saturado ou um sal de um ácido monocarboxílico insaturado. Exemplos do ácido carboxílico saturado incluem ácido acético, ácido propiônico e ácido n-capróico. Exemplos do ácido carboxílico insaturado incluem ácido acrílico, ácido metacrílico ácido e vinil acético. Sais típicos são sais de sódio, sais de potássio e sais de amônio.

[00050] Quantidade de adição do ácido monocarboxílico solúvel em água é preferivelmente uma quantidade que é 20 a 5000 mg/kg como um ácido relativo à acrilamida na mistura de reação (solução de acrilamida aquosa) que é finalmente obtida.

[00051] Na presente invenção, concentração de acrilamida na solução de acrilamida aquosa é preferivelmente 30 a 60 % em massa, mais preferivelmente 35 a 55 % em massa e ainda mais preferivelmente 40 a 50 % em massa com relação ao peso total da solução de acrilamida aquosa.

[00052] Se a concentração de acrilamida for maior que 60 % em massa, cristais de acrilamida facilmente podem precipitar próximo à temperatura ambiente e assim um aparato de aquecimento é requerido, de maneira tal que somente custos de fabricação sejam aumentados, mas também controle de temperatura e outras operações serão complicadas. Para tais razões, a concentração da solução de acrilamida aquosa da presente invenção é, por exemplo, preferivelmente 60 % em massa ou menos, mais preferivelmente 55 % em massa ou menos e acima de tudo preferivelmente 50 % em massa ou menos, embora não seja particularmente limitado, desde que esteja na faixa onde cristais de acrilamida não precipitarão mesmo próximo à temperatura ambiente.

[00053] Nesse ínterim, se a concentração de acrilamida for menor que 30 % em massa, ela é economicamente desvantajosa do ponto de vista industrial em virtude de o volume do tanque usado para armazenamento ou manutenção ser excessivamente grande ou custos de transporte também serão aumentados. Assim, a concentração de acrilamida na solução de acrilamida aquosa é, por exemplo, preferivelmente 30 % em massa ou mais, mais preferivelmente 35 % em massa ou mais e acima de tudo preferivelmente 40 % em massa ou mais.

[00054] A concentração de acrilamida na solução de acrilamida aquosa pode ser ajustada pela concentração de acrilonitrila nas matérias-primas para a reação, tipo ou forma do biocatalisador a ser usado, ou a condição de reação (isto é, temperatura de reação, tempo de reação, ou número do reator) ou similares.

[00055] Acredita-se que, na solução de acrilamida aquosa obtida reagindo acrilonitrila contendo uma quantidade predeterminada de metacrilonitrila com água, metacrilonitrila ou seu produto de reação com água é contido. Entretanto, quase não há má influência na polimerização (por exemplo, dificuldade na obtenção de um polímero com peso molecular alto desejado, menor taxa de polimerização ou similares). Assim, a solução de acrilamida aquosa obtida pelo método de produção da presente invenção pode ser diretamente submetida, dependendo do uso daí em diante, a um processo de polimerização para obter um polímero de acrilamida desejado.

[00056] A presente invenção será ainda descrita em mais detalhe a título de exemplos, mas a presente invenção não é limitada a eles.

[00057] Em cada exemplo descrito a seguir, “%” representa “ % em massa”, a menos que especificamente descrito de outra maneira.

[00058] Como para o pH, valores a 25 °C foram medidos por um método de eletrodo de vidro.

[Exemplo 1] (Preparação de biocatalisador)

[00059] Cepa de Rhodococcus rhodochrous JI tendo atividade de nitrila hidratase (Número de acesso: PERM BP-1478; internacionalmente depositado no International Patent Organism Depositary, National Institute of Advanced Industrial Science and Technology (Chuo 6, Higashi 1-1-1, Tsukuba-shi, Ibaraki, Japan) em 18 de setembro de 1987) foi aerobicamente cultivado em um meio contendo 2 % de glicose, 1 % de ureia, 0,5 % de peptona, 0,3 % de extrato de levedura e 0,05 % de cloreto de cobalto (pH 7,0) a 30 °C. Usando uma centrífuga e tampão de fosfato 50 rnM (pH 7,0), a cultura obtida foi submetida para coletar e lavar, preparando assim uma suspensão de célula bacteriana como um biocatalisador (corpos celulares secos: 15 % em massa).

(Ajuste da concentração de metacrilonitrila)

[00060] Concentração de metacrilonitrila e concentração de acetonitrila em acrilonitrila (daqui em diante, “acrilonitrila A”) fabricado por Dia-Nitrix Co., Ltd. foram analisador por ‘cromatografia gasosa (coluna: capilar de sílica fundida No. 55 DB-225, tamanho da coluna: 25 m, temperatura do forno: temperatura foi aumentada de 50 °C para 200 °C, temperatura do detector: 250 °C, gás carreador: hélio, razão de divisão: 1/50, detector: FID e quantidade de injeção: 0,6 pL). Como um resultado, na acrilonitrila A, concentração de metacrilonitrila foi 12 mg/kg e concentração de acetonitrila foi 1 mg/kg.

[00061] Adicionando 1,02 g de metacrilonitrila (fabricado por Kanto Chemical Co., Inc., pureza de 98%) a 99 g de acrilonitrila A, 1 % de líquido de metacrilonitrila diluída foi pré-aquecido. Em seguida, adicionando 0,20 g do 1 % de líquido de metacrilonitrila diluída a 100 g da acrilonitrila A, acrilonitrila em que concentração de metacrilonitrila foi 20 mg/kg e concentração de acetonitrila foi 1 mg/kg foi obtida (daqui em diante, “acrilonitrila B”).

(Reação da acrilonitrila a acrilamida)

[00062] Com o seguinte método, acrilonitrila B reagiu com água para obter uma solução de acrilamida aquosa.

[00063] Reatores equipados com uma jaqueta tendo volume interno de 1 L (diâmetro interno de 10 cm) foram conectados em série para ter sete tanques. Ao primeiro tanque, solução tampão de fosfato 50 mM (pH 7) foi adicionada a 780 mL/hr, a acrilonitrila B foi adicionada a 175 mL/hr e suspensão dos corpos celulares foram adicionadas a 2,0 g/hr de uma maneira contínua. Ao segundo tanque, somente a acrilonitrila B foi adicionada a 175 mL/hr de uma maneira contínua. Ao terceiro tanque, somente a acrilonitrila B foi adicionada a 146 mL/hr de uma maneira contínua e ao quarto tanque, somente a acrilonitrila B foi adicionada a 88 mL/hr de uma maneira contínua. Cada tanque foi submetido à agitação. A temperatura de reação foi controlada usando água de resfriamento em jaqueta (10 °C), de maneira tal que a temperatura líquida do primeiro tanque ao sétimo tanque se torne 21, 22, 23, 23, 24, 25 e 25 °C, respectivamente.

[00064] Um dia depois, o líquido de reação descartado do sétimo tanque foi analisado por ‘cromatografia gasosa (coluna: fabricado por Waters, PoraPak-PS, 1 m, 180 °C, gás carreador: hélio, detector: FID). Como um resultado, somente acrilamida foi detectada e acrilonitrila não reagida não foi detectada. Concentração de acrilamida no líquido de reação foi 50 %.

(Avaliação de estabilidade da solução de acrilamida aquosa)

[00065] A solução de acrilamida aquosa foi tomada em uma quantidade de 30 g e introduzida em um recipiente de 50 mL de polipropileno (um produto da AS A Corporation, com o nome de garrafa de boca ampla Ai- BoyY

[00066] Um lavatório de aço inoxidável (SUS304, diâmetro interno: 9 mm, diâmetro externo: 18 mm) foi lavado com acetona e então com água pura, seguido por secagem. Depois da secagem, o lavatório foi introduzido no recipiente de 50 mL de polipropileno contendo a solução de acrilamida aquosa. Este recipiente de polipropileno foi mantido em um termostato mantido a 70 °C para medir o número de dias requerido até que a acrilamida na solução de acrilamida aquosa seja polimerizada (isto é, até que um produto polimerizado tipo pipoca fosse produzido).

[00067] Como um resultado, o produto polimerizado tipo pipoca foi produzido depois de 19 dias.

[Exemplo 2]

[00068] Adicionando 0,685 g de 1 % de líquido de metacrilonitrila diluída que foi preparada no exemplo 1 a 100 g da acrilonitrila A, acrilonitrila em que concentração de metacrilonitrila é 80 mg/kg e concentração de acetonitrila é 1 mg/kg foi obtida (daqui em diante, “acrilonitrila C”). A acrilonitrila C reagiu com água na mesma ordem que no exemplo 1 para obter uma solução de acrilamida aquosa.

[00069] Estabilidade da solução de acrilamida aquosa obtida foi avaliada na mesma ordem que no exemplo 1. Como um resultado, um produto polimerizado tipo pipoca foi produzido depois de 22 dias.

[Exemplo 3]

[00070] Adicionando 0,01 g de acetonitrila (fabricado por Kanto Chemical Co., Inc., pureza de 99%) a 99,9 g de acrilonitrila B, 0,01 % de líquido de acetonitrila diluída foi preparado. Em seguida, adicionando 1,02 g de 0,01 % de líquido de acetonitrila diluída a 100 g da acrilonitrila B, acrilonitrila em que concentração de metacrilonitrila foi 20 mg/kg e concentração de acetonitrila foi 2 mg/kg foi obtida (daqui em diante, “acrilonitrila D”). A acrilonitrila D reagiu com água na mesma ordem que no exemplo 1 para obter uma solução de acrilamida aquosa.

[00071] Estabilidade da solução de acrilamida aquosa obtida foi avaliada na mesma ordem que no exemplo 1. Como um resultado, um produto polimerizado tipo pipoca foi produzido depois de 33 dias.

[Exemplo 4]

[00072] Adicionando 0,2 g de acetonitrila (fabricado por Kanto Chemical Co., Inc., pureza de 99%) a 99 g de acrilonitrila B, 0,2 % de líquido de acetonitrila diluída foi preparado. Em seguida, adicionando 0,96 g de o 0,2 % de líquido de acetonitrila diluída to 100 g da acrilonitrila B, acrilonitrila em que concentração de metacrilonitrila foi 20 mg/kg e concentração de acetonitrila foi 20 mg/kg foi obtida (daqui em diante, “acrilonitrila E”). A acrilonitrila E reagiu com água na mesma ordem que no exemplo 1 para obter uma solução de acrilamida aquosa.

[00073] Estabilidade da solução de acrilamida aquosa obtida foi avaliada na mesma ordem que no exemplo 1. Como um resultado, um produto polimerizado tipo pipoca foi produzido depois de 34 dias.

[Exemplo 5]

[00074] Adicionando 1.47 g de o 0,2 % de líquido de acetonitrila diluída preparada no exemplo 4 a 100 g da acrilonitrila B, acrilonitrila em que concentração de metacrilonitrila foi 20 mg/kg e concentração de acetonitrila foi 30 mg/kg foi obtida (daqui em diante, “acrilonitrila F”). A acrilonitrila F reagiu com água na mesma ordem que no exemplo 1 para obter uma solução de acrilamida aquosa.

[00075] Estabilidade da solução de acrilamida aquosa obtida foi avaliada na mesma ordem que no exemplo 1. Como um resultado, um produto polimerizado tipo pipoca foi produzido depois de 18 dias.

[Exemplo comparativo 1 ]

[00076] A acrilonitrila A reagiu com água na mesma ordem que no exemplo 1 para obter uma solução de acrilamida aquosa.

[00077] Estabilidade da solução de acrilamida aquosa obtida foi avaliada na mesma ordem que no exemplo 1. Como um resultado, um produto polimerizado tipo pipoca foi produzido depois de 4 dias.

[Exemplo comparativo 2]

[00078] Adicionando 0,889 g de 1 % de líquido de metacrilonitrila diluída preparada no exemplo 1 a 100 g da acrilonitrila A, acrilonitrila em que concentração de metacrilonitrila foi 100 mg/kg e concentração de acetonitrila foi 1 mg/kg foi obtida (daqui em diante, “acrilonitrila G”). A acrilonitrila G reagiu com água na mesma ordem que no exemplo 1 para obter uma solução de acrilamida aquosa.

[00079] Estabilidade da solução de acrilamida aquosa obtida foi avaliada na mesma ordem que no exemplo 1. Como um resultado, um produto polimerizado tipo pipoca foi produzido depois de 7 dias. [Tabela 1]

[00080] Da forma descrita nos resultados anteriores, reagindo acrilonitrila contendo 20 a 80 mg/kg de metacrilonitrila, polimerização da acrilamida pode ser suprimida durante armazenamento, de maneira tal que a estabilidade da solução de acrilamida aquosa possa ser significativamente melhorada.

[00081] Além do mais, como um resultado da avaliação da aparência da solução de acrilamida aquosa (isto é, presença ou ausência de coloração), a taxa de polimerização na hora da produção de um polímero de acrilamida e o peso molecular do polímero de acrilamida obtido ou similares, resultados favoráveis foram obtidos de todos eles e nenhuma redução na qualidade da solução de acrilamida aquosa foi apresentada.

APLICABILIDADE INDUSTRIAL

[00082] De acordo com a presente invenção, uma solução de acrilamida aquosa pode ser convenientemente estabilizada sem diminuir a qualidade da acrilamida. Desta forma, a presente invenção é usada como um método para evitar a polimerização de acrilamida durante produção, armazenamento e/ou transporte da solução de acrilamida aquosa.

Claims

1. Método para produzir uma solução de acrilamida aquosa, caracterizadopelo fato de que o método compreende reagir uma composição incluindo acrilonitrila com água na presença de um biocatalisador a 10 a 50°C para produzir acrilamida, em que a composição incluindo acrilonitrila inclui 20 a 80 mg de metacrilonitrila por 1 kg do peso total da composição contendo acrilonitrila.

2. Método para produzir uma solução de acrilamida aquosa, de acordo com a reivindicação 1, caracterizadopelo fato de que a composição incluindo acrilonitrila também inclui 2 a 20 mg de acetonitrila por 1 kg do peso total da composição incluindo acrilonitrila.

3. Método para produzir uma solução de acrilamida aquosa, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizadopelo fato de que a concentração da acrilamida na solução de acrilamida aquosa é 30 a 60 % em massa com relação à massa total da solução de acrilamida aquosa.