CN101370942B - （甲基）丙烯酰胺的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供利用含有腈水合酶的微生物催化剂等有效地制造高品质的(甲基)丙烯酰胺的方法。本发明涉及以下二种制造(甲基)丙烯酰胺的方法，即，在反应器内的水溶液中由(甲基)丙烯腈制造(甲基)丙烯酰胺的方法，该方法包括(A)向反应器中添加含有腈水合酶的微生物菌体或其菌体处理物的步骤，(B)向反应器中添加碱的步骤以及(C)向反应器中添加(甲基)丙烯腈的步骤，并且(A)步骤中使用的添加管线、(B)步骤中使用的添加管线及(C)步骤中使用的添加管线是分别不同的添加管线；以及在反应器内的含有碱和产生腈水合酶的微生物菌体或其菌体处理物的水溶液中，由上述反应器的添加管线添加(甲基)丙烯腈或(甲基)丙烯腈和水的混合物，利用产生腈水合酶的微生物菌体或其菌体处理物，由(甲基)丙烯腈制造(甲基)丙烯酰胺的方法。

Description

(甲基)丙烯酰胺的制造方法

技术领域

本发明涉及制造(甲基)丙烯酰胺的方法，更具体而言，涉及利用含有腈水合酶(nitrile hydratase)的微生物菌体等有效地水合(甲基)丙烯腈，制造品质优良的(甲基)丙烯酰胺的方法。 

背景技术

作为(甲基)丙烯酰胺的主要制造方法，可以举出使(甲基)丙烯腈发生水合反应的方法，例如，已知利用阮内铜等金属铜催化剂进行水合反应的方法，或以含有腈水合酶的微生物菌体及其菌体处理物等作为催化剂进行水合反应的方法。 

其中，以含有腈水合酶的微生物菌体等作为催化剂的(甲基)丙烯酰胺的制造方法与以往的利用金属铜催化剂等进行水合反应的方法相比，(甲基)丙烯腈的转化率及选择率高，故作为工业制造方法受到关注(例如参见专利文献1)。 

为了以该含有腈水合酶的微生物菌体等作为催化剂有效地制造高品质的(甲基)丙烯酰胺，必须尽可能地提高水合反应的反应效率。另外，必须尽可能有效地使用作为原料的(甲基)丙烯腈。 

专利文献1：特开2001-340091 

发明内容

本发明的目的在于提供利用含有腈水合酶的微生物催化剂等有效地制造高品质的(甲基)丙烯酰胺的方法。 

本发明人等研究了上述课题，发现在反应器内的含有碱的水溶液中，利用含有腈水合酶的微生物菌体或其菌体处理物，使(甲基)丙烯腈发生水合反应制造(甲基)丙烯酰胺时，通过以特定方法添加使 用的(甲基)丙烯腈等，能制造高品质的(甲基)丙烯酰胺，进而完成了本发明。 

即，本发明的(甲基)丙烯酰胺的第一制造方法是在反应器内的水溶液中，由(甲基)丙烯腈制造(甲基)丙烯酰胺的方法，该方法包括以下步骤， 

(A)向反应器中添加含有腈水合酶的微生物菌体或其菌体处理物的步骤， 

(B)向反应器中添加碱的步骤，及 

(C)向反应器中添加(甲基)丙烯腈的步骤， 

其特征在于，(A)步骤中使用的添加管线(introduction line)、(B)步骤中使用的添加管线及(C)步骤中使用的添加管线是分别不同的添加管线。 

本发明的(甲基)丙烯酰胺的第二制造方法的特征在于，向反应器内的含有碱以及产生腈水合酶的微生物菌体或其菌体处理物的水溶液中，由该反应器的添加管线添加(甲基)丙烯腈和水的混合物，利用含有腈水合酶的微生物菌体或其菌体处理物，由(甲基)丙烯腈制造(甲基)丙烯酰胺。 

根据本发明，能够利用含有腈水合酶的微生物催化剂等由(甲基)丙烯腈有效地制造高品质的(甲基)丙烯酰胺。 

具体实施方式

以下详细地说明本发明。 

首先，对本发明的(甲基)丙烯酰胺的制造方法中使用的原料等进行说明。 

〔(甲基)丙烯腈〕 

本发明中使用的(甲基)丙烯腈没有特别限定，优选使用除去了杂质的(甲基)丙烯腈。 

作为从(甲基)丙烯腈中除去杂质的方法，例如，可以举出通过蒸馏精制、利用碱水溶液进行的洗涤、阳离子交换树脂、阴离子交换 树脂等离子交换树脂除去杂质的方法，利用活性炭除去杂质的方法等。 

如果使用上述(甲基)丙烯腈，则能够更有效地得到品质更优良的(甲基)丙烯酰胺。 

本发明中，将(甲基)丙烯腈制成水溶液后添加到反应器中时，对其浓度没有特别限定，但是，如果向反应器中供给大大过量的(甲基)丙烯腈，则为了结束反应而需要大量的催化剂、具有超大容积的反应器，以及为了除去热量而需要超大的热交换器等，设备方面的经济负担变大。因此，作为(甲基)丙烯腈的供给浓度，在丙烯腈的情况下，使该丙烯腈全部变成对应的丙烯酰胺时，优选丙烯酰胺相对于反应器中反应水溶液的总重量的理论生成液浓度达到40～80重量％的范围而进行添加，更具体而言，优选相对于1重量份水在0.4～1.5重量份的范围添加丙烯腈。 

另外，在甲基丙烯腈的情况下，使该甲基丙烯腈全部变成对应的甲基丙烯酰胺时，优选相对于反应器中反应水溶液的总重量的甲基丙烯酰胺的理论生成液浓度达到10～40重量％的范围而进行添加，更具体而言，优选相对于1重量份上述混合物中的水，在0.08～0.5重量份的范围添加甲基丙烯腈。 

〔含有腈水合酶的微生物菌体等〕 

本发明通过在水溶液中以上述(甲基)丙烯腈为原料，以含有腈水合酶的微生物菌体或其菌体处理物(以下也称为“微生物菌体等”)为催化剂，进行水合反应，能够得到本发明的(甲基)丙烯酰胺。 

本发明中的腈水合酶是指具有水解腈化合物生成对应的酰胺化合物的能力的酶。此处，作为含有腈水合酶的微生物，只要是产生具有水解腈化合物生成对应的酰胺化合物的能力的腈水合酶且在丙烯酰胺水溶液中保持腈水合酶活性的微生物即可，没有特别限定。 

作为优选例，可以具体举出诺卡氏菌(Nocardia)属、棒杆菌(Corynebacterium)属、芽孢杆菌(Bacillus)属、嗜热性芽孢杆菌属、假单胞菌(Pseudomonas)属、微球菌(Micrococcus)属、以紫红红 球菌(rhodochrous)种为代表的红球菌(Rhodococcus)属、不动杆菌(Acinetobacter)属、黄色杆菌(Xanthobacter)属、链霉菌(Streptomyces)属、根瘤菌(Rhizobium)属、克雷伯氏菌(Klebsiella)属、肠杆菌(Enterobacter)属、欧文氏菌(Erwinia)属、气单胞菌(Aeromonas)属、柠檬酸杆菌(Citrobacter)属、产碱菌(Achromobacter)属、土壤杆菌(Agrobacterium)属或以嗜热菌(thermophila)种为代表的假诺卡氏菌(Pseudonocardia)属的微生物。 

另外，在任意宿主中表达由该微生物克隆的腈水合酶基因得到的转化体也包括在本发明的微生物中。需要说明的是，此处所谓的任意宿主，可以列举大肠杆菌(Escherichia coli)作为代表例，但并不特别限定于大肠杆菌，还包括枯草杆菌(Bacillus subtilis)等芽孢杆菌属菌、酵母或放线菌等其他微生物菌株。作为上述微生物的例子，可以举出MT-10822(该菌株基于国际承认的用于专利程序的微生物保藏布达佩斯条约，于1996年2月7日保藏在茨城县筑波市东1段1番3号的通商产业省工业技术院生命工学工业技术研究所(现茨城县筑波市东1-1-1筑波中心中央第6独立行政法人产业技术综合研究所专利生物保藏中心)中，保藏编号为FERM BP-5785)。另外，本发明的微生物中还包括表达下述变异型腈水合酶的转化体，所述变异型腈水合酶通过使用重组DNA技术，用其他氨基酸置换、缺失、删除或插入1个或2个以上构成该酶的氨基酸，能够进一步提高丙烯酰胺耐性或丙烯腈耐性、温度耐性。 

使用上述微生物制造酰胺化合物时，通常使用该微生物菌体或菌体处理物。微生物菌体可以通过分子生物学、生物工程学、基因工程学领域中公知的一般方法进行制造。例如，可以举出在LB培养基或M9培养基等通常的液体培养基中接种该微生物后，在适当的培养温度(通常为20℃～50℃，但在嗜热菌的情况下可以为50℃以上)下生长，然后，通过离心分离从培养液中分离、回收得到该微生物的方法。 

本发明中使用的微生物的菌体处理物是指上述微生物菌体的提取物或磨碎物、分离精制该提取物或磨碎物的腈水合酶活性馏分得到 的分离物、使用适当的载体将该微生物菌体或该微生物菌体的提取物、磨碎物、分离物固定得到的固定化物等，上述物质只要具有腈水合酶的活性，就相当于本发明中使用的菌体处理物。上述物质可以单独使用一种，也可以同时或交替使用二种以上不同形态的物质。 

作为向反应器供给上述微生物菌体等的方法没有特别限定，可以使上述微生物菌体等溶解或悬浮于水中后添加到反应器中。或者也可以在反应前预先供给微生物菌体等。可以根据悬浮床、固定床、移动床等反应形式，自由组合上述供给方法。 

上述微生物菌体等的使用量依赖于反应条件、催化剂的种类及其形态，通常以该微生物菌体等的干燥重量进行换算，相对于反应器中的反应液的总重量，为10～50000重量ppm，优选为50～30000重量ppm。 

〔碱〕 

本发明在丙烯酰胺的制造中使用碱。作为上述碱，只要是溶解于水时显示碱性的物质即可，没有特别限定，可以举出氢氧化钠、氢氧化钾等碱金属的氢氧化物；氢氧化钙等碱土类金属的氢氧化物；碳酸钠等碱金属的碳酸盐；氨；甲基胺等胺类等。 

从水溶性高、工业上能够容易获得的观点考虑，上述碱中优选氢氧化钠。 

向反应器中添加碱时，例如，可以直接添加碱，或者将碱溶解于水，调节成适当浓度的碱水溶液，进行添加。 

作为水溶液添加时，通常可以调制成0.01～20重量％加以添加。 

〔其他添加物〕 

以调节pH为目的，本发明中还可以添加硫酸或硝酸、盐酸等强酸、及羧酸或磷酸等弱酸，以及磷酸盐等缓冲剂，硫酸盐或碳酸盐等无机盐，酰胺化合物等。 

作为向反应器中添加上述物质的方法没有特别限定，例如可以直接向反应器中添加上述物质，也可以将上述物质溶解或悬浮于水中后添加到反应器中。 

〔添加步骤(1)〕 

在本发明的第一方案中，向反应器中添加上述(甲基)丙烯腈、微生物菌体等、碱、水等，在水溶液中，利用上述微生物菌体等使(甲基)丙烯腈发生水合反应。并且，在本发明中，向反应器中添加上述物质时，该添加方法具有下述特征。 

即，本发明制造(甲基)丙烯酰胺的第一方法包括以下步骤， 

(A)向反应器中添加含有腈水合酶的微生物菌体等的步骤， 

(B)向反应器中添加碱的步骤，及 

(C)向反应器中添加(甲基)丙烯腈的步骤， 

其特征在于，添加微生物菌体等的步骤(A)、添加碱的步骤(B)及添加(甲基)丙烯腈的步骤(C)中使用的添加管线分别不同。 

此处，所谓添加管线不同是指不仅向反应器中添加上述物质的添加口不同，而且连接上述添加物质的储存罐等和添加口的配管(pipe)等也不相同。 

目前，通常共用添加口，而且根据情况的不同，共用一部分配管等添加管线，向反应器中添加上述(甲基)丙烯腈等物质进行(甲基)丙烯腈的水合反应。因此，在添加微生物菌体等的步骤中，同时添加微生物菌体等和碱时，导致微生物菌体等在被添加到反应器中以前，在该添加管线中与碱或高浓度碱水溶液直接接触。另外，即使不同时添加，有时也导致与残留在添加管线的碱或碱水溶液接触。因此，存在上述碱损害微生物菌体等本来具有的催化作用的问题。 

但是，如果如上述本发明第一方案所述，使添加微生物菌体等的步骤(A)中使用的添加管线和添加碱的步骤(B)中使用的添加管线为不同的添加管线，则不存在添加的碱损害催化作用的问题，从而在反应器中的反应体系内最大限度地发挥微生物菌体等本来具有的催化作用。 

另外，同时添加(甲基)丙烯腈和微生物菌体等时，有时导致在添加到反应器中的反应水溶液中以前，(甲基)丙烯腈与添加的微生物菌体等本身直接接触。另外，即使不同时添加，有时也导致微生物菌体等与残留的(甲基)丙烯腈接触。因此，与(甲基)丙烯腈本身 的接触使微生物菌体的催化活性降低，有时导致不进行反应。 

但是，如果如上述第一方案所述，使添加微生物菌体等的步骤(A)中使用的添加管线和添加(甲基)丙烯腈的步骤(C)中使用的添加管线为不同的添加管线，则不存在添加的(甲基)丙烯腈损害催化作用的问题，从而能够在反应器中的反应体系内最大限度地发挥微生物菌体等本来具有的催化作用。 

另外，共用添加(甲基)丙烯腈的管线和添加碱的管线时，有时导致(甲基)丙烯腈本身与添加的碱直接接触，因此，有时导致在添加管线中进行(甲基)丙烯腈的聚合等副反应，副反应产物作为杂质混入反应器中的反应水溶液中，并且有时在添加管线中形成聚合产物，堵塞配管。 

但是，如果如本发明所述，使添加碱的步骤(B)及添加(甲基)丙烯腈的步骤(C)中使用的添加管线为分别不同的添加管线，则在反应器中的反应水溶液中不混入杂质，而且添加管线不被聚合产物堵塞。因此，不损失用作原料的(甲基)丙烯腈，而且，不损坏催化剂本来具有的腈水合酶催化活性，进而能够有效地制造高纯度的(甲基)丙烯酰胺。 

利用(甲基)丙烯腈和水的混合物添加上述(C)的(甲基)丙烯腈时，具有下述倾向，即由(甲基)丙烯腈聚合等产生的杂质不会混入反应器中，且更不会发生添加管线的堵塞，从而能有效地制造更高纯度的(甲基)丙烯酰胺。 

需要说明的是，在上述(甲基)丙烯腈和水的混合物中有时还含有微量的副产物等，但优选在该混合物中不含有产生腈水合酶的微生物菌体或其菌体处理物。使用这样的混合物时，具有能够抑制由于微生物菌体等和高浓度的(甲基)丙烯腈接触而导致的微生物菌体的催化活性降低等的倾向。 

〔添加步骤(2)〕 

在本发明的第二方案中，向反应器中添加上述(甲基)丙烯腈、微生物菌体等、碱、水等，在水溶液中，利用上述微生物菌体等使(甲 基)丙烯腈发生水合反应。而且在第二方案中，向反应器中添加(甲基)丙烯腈的方法具有特征。 

即，本发明制造(甲基)丙烯酰胺的第二方法的特征在于，向反应器中添加(甲基)丙烯腈时，由反应器的添加管线添加(甲基)丙烯腈和水的混合物。 

此处，本发明的添加管线是指添加上述物质的反应器的添加口以及从(甲基)丙烯腈和水的混合物的储存罐等开始并与添加口连接的配管。 

以往，从储存罐向反应器中添加原料(甲基)丙烯腈时，通常不特别稀释(甲基)丙烯腈而进行添加。 

但是，从反应器中不混入杂质、且通过抑制添加管线中的(甲基)丙烯腈的聚合来防止添加管线的堵塞、避免原料(甲基)丙烯腈损失方面考虑，优选如上述第二方案所述，在向反应器中添加(甲基)丙烯腈时，由添加管线添加(甲基)丙烯腈和水的混合物。 

需要说明的是，在上述(甲基)丙烯腈和水的混合物中有时还含有微量的副产物等，但优选在该混合物中不含有产生腈水合酶的微生物菌体或其菌体处理物。使用这样的混合物时，具有能够抑制由于微生物菌体等和高浓度的(甲基)丙烯腈接触而导致的微生物菌体的催化活性降低等的倾向。 

〔反应条件〕 

本发明通过按照上述添加步骤向反应器内添加(甲基)丙烯腈、微生物菌体等、碱、水等，在反应器内的水溶液中进行反应，能够制造(甲基)丙烯酰胺。 

上述反应的反应时间也受催化剂使用量或温度等条件影响，但通常对于1个反应器在1～80小时的范围，优选在2～40小时的范围。 

水合反应通常在常压或接近常压下进行，为了提高腈化合物在水性介质中的溶解度，也可以在加压下进行。关于反应温度，只要在水性介质的冰点以上即可，没有特别限定，通常优选在0～50℃的范围，较优选在10～40℃的范围。另外，也可以在反应液中析出产物结晶的 浆液状态下进行反应。上述水合反应时反应液的pH只要能维持腈水合酶活性即可，没有特别限定，优选pH6～10的范围，较优选pH7～9的范围。 

〔(甲基)丙烯酰胺的精制方法〕 

作为由本发明中得到的(甲基)丙烯酰胺水溶液精制(甲基)丙烯酰胺的方法，例如可以用活性炭或离子交换树脂除去催化剂、杂质。例如，如特开2001-270857号公报中所记载的，在酸性条件下，使上述水溶液与活性炭接触，可容易地进行精制。 

〔(甲基)丙烯酰胺类聚合物的制造〕 

可以使用本发明的(甲基)丙烯酰胺均聚或共聚(甲基)丙烯酰胺，或将(甲基)丙烯酰胺与其他单体进行共聚。 

作为能与(甲基)丙烯酰胺共聚的其他单体，可以举出以下单体。 

丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸、马来酸、富马酸等不饱和羧酸及其盐； 

乙烯磺酸、苯乙烯磺酸、丙烯酰胺甲基丙磺酸以及它们的盐； 

N，N-二甲基氨基乙基甲基丙烯酸酯、N，N-二乙基氨基乙基甲基丙烯酸酯、N，N-二甲基氨基乙基丙烯酸酯丙烯酸等(甲基)丙烯酸的烷基氨基烷基酯或其季铵盐衍生物； 

N，N-二甲基氨基丙基甲基丙烯酰胺、N，N-二甲基氨基丙基丙烯酰胺等N，N-二烷基氨基烷基(甲基)丙烯酰胺或其季铵盐衍生物； 

丙酮丙烯酰胺(acetone acrylamide)、N，N-二甲基丙烯酰胺、N，N-二甲基甲基丙烯酰胺、N-乙基甲基丙烯酰胺、N-乙基丙烯酰胺、N，N-二乙基丙烯酰胺、N-丙基丙烯酰胺等亲水性丙烯酰胺； 

N-丙烯酰基吡咯烷、N-丙烯酰基哌啶、N-丙烯酰基吗啉； 

甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟丙酯、丙烯酸羟丙酯； 

甲氧基聚乙二醇(甲基)丙烯酸酯、N-乙烯基-2-吡咯烷酮；N，N-二正丙基丙烯酰胺、N-正丁基丙烯酰胺、N-正己基丙烯酰 胺、N-正己基甲基丙烯酰胺、N-正辛基丙烯酰胺、N-正辛基甲基丙烯酰胺、N-叔辛基丙烯酰胺、N-十二烷基丙烯酰胺、N-正十二烷基甲基丙烯酰胺等N-烷基(甲基)丙烯酰胺衍生物； 

N，N-二缩水甘油基丙烯酰胺、N，N-二缩水甘油基甲基丙烯酰胺、N-(4-环氧丙氧基丁基)丙烯酰胺、N-(4-环氧丙氧基丁基)甲基丙烯酰胺、N-(5-环氧丙氧基戊基)丙烯酰胺、N-(6-环氧丙氧基己基)丙烯酰胺等N-(ω-环氧丙氧基烷基)(甲基)丙烯酰胺衍生物； 

(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸月桂酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸缩水甘油酯等(甲基)丙烯酸酯衍生物； 

丙烯腈、甲基丙烯腈、乙酸乙烯酯、氯乙烯、1，1-二氯乙烯、乙烯、丙烯、丁烯等烯烃类、苯乙烯、α-甲基苯乙烯、丁二烯、异戊二烯等。 

上述其他单体可以单独使用一种，也可以并用二种以上。 

另外，可以将丙烯酰胺和甲基丙烯酰胺与上述其他单体共聚。 

共聚(甲基)丙烯酰胺和上述其他单体时的混合比率没有特别限定，通常相对于100摩尔(甲基)丙烯酰胺，其他单体为100摩尔以下，优选为50摩尔以下。 

作为聚合上述单体的方法，例如包括水溶液聚合、乳液聚合等。 

其中在采用水溶液聚合时，通常使(甲基)丙烯酰胺和根据需要添加的其他单体的总浓度为5～90重量％。 

作为聚合引发剂，例如可以使用自由基聚合引发剂。 

作为自由基聚合引发剂，可以举出以下物质。 

过硫酸钾、过硫酸铵、过氧化氢、过氧化苯甲酰等过氧化物； 

偶氮二异丁腈、2，2’-偶氮二(4-脒基丙烷)2盐酸盐、4，4’-偶氮二(4-氰基戊酸钠)等偶氮类游离基引发剂； 

并用上述过氧化物和亚硫酸氢钠、三乙醇胺、硫酸亚铁铵等还原剂的所谓氧化还原类催化剂。 

上述聚合引发剂可以单独使用一种，也可以并用二种以上。聚合引发剂的量通常相对于单体的总重量为0.001～5重量％的范围。 

聚合温度通常在-10～120℃的范围，较优选在0～90℃的范围。另外，通常聚合温度不必保持在固定的温度，可以随着聚合的进行适当地变化，但随着聚合的进行，通常产生聚合热，聚合温度有上升的倾向，所以，有时根据需要也进行冷却。 

对聚合时的气氛没有特别限定，但从快速进行聚合的观点考虑，优选在例如氮气等惰性气体气氛下进行聚合。 

对聚合时间没有特别限定，但通常为1～20小时的范围。 

另外，对聚合时水溶液的pH也没有特别限定，但可以根据需要调节pH进行聚合。作为此种情况下可以使用的pH调节剂，可以举出氢氧化钠、氢氧化钾、氨等碱；磷酸、硫酸、盐酸等无机酸；甲酸、乙酸等有机酸等。 

利用本发明得到的聚合物的分子量没有特别限定，但通常在10万～5000万的范围，优选在50万～3000万的范围。 

由于本发明得到的(甲基)丙烯酰胺的品质优良，所以如上所述得到的(甲基)丙烯酰胺类聚合物水溶性显著提高，而且能得到足够高的分子量，色调也优良。因此，该(甲基)丙烯酰胺类聚合物适合用作凝集剂、制纸用添加剂、石油回收剂等。 

实施例 

下面基于实施例对本发明进行具体说明，但本发明并不限定于此。 

[实施例1] 

(分别装入菌体、碱和丙烯腈) 

[含有腈水合酶的菌体的培养] 

根据特开2001-340091号的实施例1中记载的方法，得到No.3克隆菌体，同样，利用该实施例1的方法进行培养，得到含有腈水合酶的湿菌体。 

[丙烯酰胺的制造] 

作为第1反应器，准备装有搅拌器的1 L玻璃制烧瓶，作为第二反应器，准备内径5mm的20m特氟隆(注册商标)制管(tube)。预先在第一反应器中装入400g水。 

将利用上述培养方法得到的湿菌体悬浮于纯水中，使其浓度为12％。一边搅拌第1反应器内，一边以11g/h的速度连续加入该悬浮液。以31g/h的速度连续加入丙烯腈，以38g/h的速度连续加入纯水。再连续加入0.1M-NaOH水溶液，使反应pH达到7.5～8.5。利用单独的管线从各储存槽供给上述原料，直至加入到反应器内之前，不与其他原料接触。另外，为了保持第1反应器的液面水平一定，以80g/h的速度连续从第1反应器中抽出反应液，连续加入到第2反应器中，在第2反应器内进一步进行反应。 

将第1反应器及第2反应器都浸渍在温度为10～20℃的水浴中，控制温度，使各反应器内部的液温为15℃。 

开始运转后第二天从各反应器的反应液中取样，利用HPLC进行分析，结果为在第1反应器出口转化为丙烯酰胺的比率为93％，并且在第二反应器出口丙烯腈浓度在检测限以下(100重量ppm以下)。另外，即使连续运转4天，各反应器的转化率也基本不变，原料添加状态也无异常，能够稳定地运转。 

[实施例2] 

实施例2中，向反应器中添加丙烯腈和水的混合物后，利用腈水合酶使丙烯腈发生水合反应。另外，分别装入菌体、碱以及丙烯腈和水的混合物。 

含有腈水合酶的菌体的培养与实施例1相同。 

[丙烯酰胺的制造] 

作为第1反应器准备装有搅拌器的2L玻璃制烧瓶，作为第二反应器准备内径6mm的30m不锈钢(SUS304)制管。预先向第一反应器中加入800g水。 

将利用上述培养方法得到的湿菌体悬浮于纯水中，使其浓度为12 ％。一边搅拌第1反应器内，一边以22g/h的速度连续加入该悬浮液。以62g/h的速度连续加入丙烯腈，以76g/h的速度连续加入纯水。需要说明的是，先混合上述丙烯腈和水，将该混合物添加到反应器中。再连续加入0.1M-NaOH水溶液，使反应pH为7.5～8.5。上述原料中丙烯腈和纯水利用同一管线供给，其他原料利用单独的管线从各储存槽供给。另外，为了保持第1反应器的液面水平一定，以160g/h的速度从第1反应器中连续抽出反应液，连续加入第2反应器中，在第2反应器内进一步进行反应。 

将第1反应器及第2反应器都浸渍在温度为10～20℃的水浴中，控制温度使各反应器内部的液温为15℃。 

开始运转后第二天从各反应器的反应液中取样，利用HPLC进行分析，结果为在第1反应器出口转化为丙烯酰胺的比率为92％，并且在第二反应器出口丙烯腈浓度在检测限以下(100重量ppm以下)。另外，即使连续运转20天，各反应器的转化率也基本不变，原料添加状态也无异常，能够稳定地运转。 

[比较例1] 

(利用同一管线装入菌体和碱) 

在实施例1中，除利用同一管线向反应器中供给2.5重量％-催化剂悬浮液和0.1M-NaOH水溶液之外，与实施例相同地操作。结果在第2天时第1反应器中丙烯腈的转化率为8％，基本上未进行反应。需要说明的是，反应液分离为丙烯腈相和水相二层。 

[比较例2] 

(利用同一管线装入菌体和丙烯腈) 

在实施例1中，除利用同一管线向反应器中供给2.5重量％-催化剂悬浮液和丙烯腈之外，与实施例相同地操作。结果在第2天时第1反应器中丙烯腈的转化率为11％，基本上未进行反应。需要说明的是，反应液分离为丙烯腈相和水相二层。 

[比较例3] 

(利用同一管线装入丙烯腈和碱) 

在实施例1中，除利用同一管线向反应器中供给丙烯腈和0.1M-NaOH水溶液之外，与实施例相同地操作。结果在第2天时第1反应器中丙烯腈的转化率为88％，但在添加管线可见附着物，第4天时确认管线堵塞。 

[参考例1] 

在参考例1中，直接向反应器中添加丙烯腈后利用腈水合酶使丙烯腈进行水合反应。 

在实施例2中，除分别利用管线供给丙烯腈和纯水之外，与实施例2相同地操作。结果在第2天时第1反应器中丙烯腈的转化率为93％，与实施例2基本相同，但从第7天开始在丙烯腈添加口可见附着物，在第10天发生堵塞。 

Claims (3)

1.(甲基)丙烯酰胺的制造方法，是在反应器内的水溶液中由(甲基)丙烯腈制造(甲基)丙烯酰胺的方法，包括以下步骤，

向反应器内预先加入水的步骤，

(A)向反应器中连续地添加含有腈水合酶的微生物菌体或其菌体处理物的步骤，

(B)向反应器中连续地添加碱的步骤，

(C)向反应器中连续地添加(甲基)丙烯腈的步骤，

其中，(A)步骤中使用的添加管线、(B)步骤中使用的添加管线及(C)步骤中使用的添加管线是分别不同的添加管线。

2.如权利要求1所述的(甲基)丙烯酰胺的制造方法，其特征在于，所述(C)(甲基)丙烯腈的添加通过(甲基)丙烯腈和水的混合物进行。

3.如权利要求2所述的(甲基)丙烯酰胺的制造方法，其特征在于，在所述(甲基)丙烯腈和水的混合物中不含有产生腈水合酶的微生物菌体或其菌体处理物。