JP3930070B2 - Purification method of acrylamide aqueous solution - Google Patents
Purification method of acrylamide aqueous solution Download PDFInfo
- Publication number
- JP3930070B2 JP3930070B2 JP19473296A JP19473296A JP3930070B2 JP 3930070 B2 JP3930070 B2 JP 3930070B2 JP 19473296 A JP19473296 A JP 19473296A JP 19473296 A JP19473296 A JP 19473296A JP 3930070 B2 JP3930070 B2 JP 3930070B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- acrylamide
- aqueous solution
- solution
- exchange resin
- salt
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Landscapes
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、アクリルアミド水溶液の精製方法に関するものであり、より詳しくは、アクリロニトリルの接触水和法により得られるアクリルアミド水溶液より不純物を除去して高度に精製する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
アクリルアミドは、通常、金属銅触媒、たとえばラネー銅または還元銅の存在下において、アクリロニトリルと水とを反応させることにより、その水溶液の形態として容易に得ることができる。
【０００３】
上記反応により得られるアクリルアミド水溶液は、一般に、▲１▼未反応アクリロニトリル、▲２▼原料アクリロニトリル中に含まれる不純物、▲３▼反応副生物、▲４▼触媒から溶出した銅などの金属イオン、または、▲５▼場合により装置の汚れ、などが含まれたものとして得られるのが通常である。これらのうち、未反応アクリロニトリル分は減圧蒸留などの操作により比較的容易に分離・除去することができる。
【０００４】
上記したアクリルアミド水溶液は、これを用い比較的低分子量、たとえば数十万程度の分子量をもつ、紙力増強剤などの分野に使用されるようなアクリルアミド重合体を製造する場合には通常は問題を生ずることが少ない。
【０００５】
しかしながら、たとえば高分子凝集剤の分野に使用されるような、分子量が数百万ないしは一千万以上のアクリルアミド重合体を得ようとする場合は非常に困難となる。すなわち、不純物、反応副生物、または金属イオンなどが含まれるアクリルアミド水溶液は、上記した用途などに適するようなアクリルアミド重合体を得ようとした場合において、所望とする分子量のものが得られないのみならず、しばしば重合完結時間を変動させることから、アクリルアミド重合体を製造する上で影響が生ずる。また、得られるアクリルアミド重合体は、水に対する溶解性が悪くかつ凝集能も低下したものとなり、良品質のものが得られない。
【０００６】
これらの原因として、アクリロニトリルの接触水和反応時に副生する3,3-ニトリロトリスプロピオンアミドなどの還元性物質などのような種々の不純物が重合反応において影響を与えているとされている。また、水溶性悪化および凝集能を低下させる原因としては、反応時に副生したジアクリルイミドなどの架橋性物質が影響を与えていると考えられている。
【０００７】
そこで、これらの不純物は重合に先立ち、予め除去し精製しておく必要があるが、従来より知られている代表的な精製方法として、たとえば特開昭52-91819号公報には、アクリルアミド水溶液を強酸性陽イオン交換樹脂で処理した後、さらに弱塩基性陰イオン交換樹脂で処理する方法が開示されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、本発明者らの研究によれば、上記したような、アクリロニトリルの接触水和法により得られたアクリルアミド水溶液を、単に強酸性陽イオン交換樹脂および弱塩基性陰イオン交換樹脂で処理する方法では、未だアクリルアミド水溶液中の不純物を十分に除去することが困難である。
【０００９】
本発明では、アクリロニトリルの接触水和法により得られるアクリルアミド水溶液を、従来知られている方法にも増してさらに高度に精製することのできる方法を提供するとともに、さらには、精製操作に伴い生ずる廃液を、たとえば活性汚泥法により処理するような場合においても、菌の働きを阻害するようなことがなく、環境的にも極めて好ましいアクリルアミド水溶液の精製方法を提供することを目的とするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、アクリロニトリルの接触水和法により得られるアクリルアミド水溶液について、それに含まれる不純物、反応副生物、および金属イオンなどを高度に除去する方法につき、鋭意研究および検討を重ねてきた。
【００１１】
その結果、上記方法により得られるアクリルアミド水溶液にアミノ酸またはその塩を添加した後、これを陽イオン交換樹脂および陰イオン交換樹脂と接触させることにより、アクリルアミド水溶液を極めて高度に精製し得ることがわかり、前記した問題点が解決できることを見出した。
【００１２】
さらには、アミノ酸またはその塩の添加に加え、アルカリ金属水酸化物および／またはアンモニアをも添加した後に、イオン交換樹脂と接触させる方法を採用する場合は、さらにより好ましくアクリルアミド水溶液が精製し得るものであることをも見出し、本発明を完成するに至った。
【００１３】
すなわち、本発明は、▲１▼アクリロニトリルの接触水和法により得られるアクリルアミド水溶液を、アミノ酸またはその塩を添加した後、イオン交換樹脂と接触させることを特徴とするアクリルアミド水溶液の精製方法を開示するものであり、さらには、▲２▼アミノ酸またはその塩の添加に加え、アルカリ金属水酸化物をも添加した後にイオン交換樹脂と接触させる▲１▼に記載の方法、▲３▼アミノ酸またはその塩の添加に加え、アンモニアをも添加した後にイオン交換樹脂と接触させる▲１▼に記載の方法、▲４▼アクリロニトリルの接触水和法により得られるアクリルアミド水溶液を、アミノ酸またはその塩、アルカリ金属水酸化物およびアンモニアを添加した後、イオン交換樹脂と接触させることを特徴とするアクリルアミド水溶液の精製方法、▲５▼アクリルアミド水溶液にアミノ酸またはその塩を添加する若しくは添加した際に、該水溶液中に酸素または酸素含有ガスを存在させることを特徴とする、上記▲１▼〜▲４▼いずれかに記載のアクリルアミド水溶液の精製方法、▲６▼アクリルアミド水溶液へのアミノ酸またはその塩の添加、および該水溶液のイオン交換樹脂との接触を連続的に行わせる、上記▲１▼〜▲５▼いずれかに記載のアクリルアミド水溶液の精製方法、および、▲７▼アミノ酸がグリシンまたはアラニンである、上記▲１▼〜▲６▼いずれかに記載のアクリルアミド水溶液の精製方法を開示するものである。
【００１４】
これら本発明の方法を採用する場合は、アクリルアミド水溶液中の不純物、反応副生物、および金属イオンなどを極めて高度に除去することが可能であり、この結果、高分子凝集剤などの用途に好適な高分子量アクリルアミド重合体を得ることも非常に容易となる。したがって、特にアクリルアミド重合体の製造を行う場合はもちろんのこと、その応用面でも極めて有利となる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明の方法に用いられるアクリルアミド水溶液の種類については特に限定はなく、広い範囲の方法で製造されたものが使用できる。通常、アクリルアミド水溶液は、ラネー銅または還元銅などの金属銅触媒の存在下、アクリロニトリルを液相で水和反応させることにより合成される。金属銅触媒は、通常は懸濁状で用いられ、流通式または回分式の反応型式が採られるが、商業的規模でアクリルアミド水溶液を製造する場合などは、流通式撹拌槽型式の反応器を使用するのが一般的である。
【００１６】
触媒としての金属銅は、主たる成分が銅からなるものであればよく、たとえば、ラネー銅合金をアルカリ水溶液で展開したラネー銅触媒、あるいは銅塩を水溶液中でホルムアルデヒド、ヒドラジン、ホウ水素化ナトリウムなどで還元して得られた還元銅触媒が使用できる。これら金属銅触媒は、その活性低下および使用中における副生成物を抑制するため、使用前はもとより、使用中でも酸素または酸素を含有するガスとの接触を避けるのが通常である。
【００１７】
また、アクリロニトリルの接触水和反応は、副反応の抑制および重合物の生成を防止する点から、アクリロニトリル：水との仕込みを重量比で50：50〜５：95の範囲とするのが通常である。反応温度は、通常30〜200 ℃で可能であり、より好ましくは50〜150 ℃の範囲である。反応時間は通常は 0.5〜20時間の範囲、より好ましくは１〜３時間の範囲である。
【００１８】
反応により得られるアクリルアミド水溶液の濃度は反応条件により当然異なるが、通常は50重量％以下である。反応後は、触媒を濾別するなどして分離した後、反応液を減圧蒸留するなどにより未反応アクリロニトリル分を除去する。
【００１９】
本発明の方法では、上記により得られるアクリルアミド水溶液にアミノ酸あるいはその塩、またはこれに加え、さらにアルカリ金属水酸化物および／またはアンモニアをも添加するが、アミノ酸の種類としては水に溶解するものであれば特に制限はなく、広い範囲のものを使用することができる。たとえば、グリシン、アラニン、β−アラニン、バリン、ロイシン、イソロイシン、アスパラギン酸、グルタミン酸、セリン、トレオニン、システィン、メチオニン、フェニルアラニン、チロシン、ヒスチジン、トリプトファン、プロリン、リジン、アルギニン、γ−アミノ酪酸などが挙げられ、これらは一種のみばかりではなく、二種以上が用いられても何ら構わない。本発明ではこれらのうち、本方法において顕著にキレート能力が発揮されるα−アミノ酸、具体的にはグリシンまたはアラニンを用いるのがより好ましい。
【００２０】
本発明では上記アミノ酸はその塩を用いることも可能であり、この場合の塩としては特に制限はないが、好ましくはアミノ酸のアルカリ金属塩であり、たとえばナトリウム塩またはカリウム塩が挙げられる。さらには、アクリルアミド水溶液にアミノ酸およびアルカリ金属水酸化物を加えることにより、系内でアミノ酸塩を生じさせることもでき、このような態様においても本発明の範疇に含まれるものである。アミノ酸を塩にするためのアルカリ金属水酸化物の量は、アミノ酸中のカルボキシル基に対し0.01〜1.01倍モルの範囲で用いるのがよい。
【００２１】
本発明の方法では、アクリルアミド水溶液中に、上記したごとくアミノ酸またはその塩を添加することにより、後工程のイオン交換処理において該アクリルアミド水溶液を高度に精製することが可能となるものであるが、より好ましい態様として、上記アミノ酸またはその塩の添加に加えて、さらにアルカリ金属水酸化物および／またはアンモニアをも添加するという方法が挙げられ、この方法を採用する場合は、含まれている銅の酸化、および副生物であるジアクリルイミドなどのような架橋性物質の分解がより十分に、しかもより短時間のうちに行うことが可能となる。この場合のアルカリ金属水酸化物としては、水酸化ナトリウムまたは水酸化カリウムが挙げられ、使用に際してのこれら、およびアンモニアの濃度は特に限定がなく、任意のものを用いることが可能である。
【００２２】
本発明において、アクリルアミド水溶液へのアミノ酸またはその塩、アルカリ金属水酸化物および／またはアンモニアの添加する方法については特に限定がなく、たとえばアクリルアミド水溶液上部の気相中へ添加してもよいし、あるいは液中に添加される方法であってもよい。この場合、アンモニアは液状およびガス状のいずれでもよく、さらには水溶液であってもよいし、濃度に限定されるようなこともない。
【００２３】
本発明において、アミノ酸またはその塩、さらにはこれに加えてアルカリ金属水酸化物および／またはアンモニアを添加する場合、アクリルアミド水溶液のｐＨが８〜14となるように添加することが好ましい。通常、アクリロニトリルの水和反応により得られるアクリルアミド水溶液には、反応時に溶出した銅イオンを10〜200 ppm 程度含有しているが、添加したアミノ酸またはその塩は一部、銅イオンにイオン結合ないしは配位結合をすると考えられる。したがって、添加するアミノ酸またはその塩については、含有する銅イオンに対し0.01〜20倍モル、より好ましくは 0.5〜10倍モルの範囲で添加するのがよい。
【００２４】
また、アミノ酸またはその塩の添加に加え、さらにアルカリ金属水酸化物および／またはアンモニアをも添加する場合、これらアルカリ金属水酸化物および／またはアンモニアは、含まれている銅イオンに対し0.01〜20倍モル、より好ましくは0.01〜10倍モルの範囲で添加するのがよい。通常、含まれる銅イオンに対し、アミノ酸のみを１倍モル未満で添加する場合では溶液のＰＨが５〜８を呈することが多く、溶液中に存在するジアクリルイミドなどのような架橋性物質を分解する能力が低下することになってしまい、またこれが20倍モルを越えるような使用量であっては、ジアクリルイミドなどを分解する能力は高まるものの、次工程における陽イオン交換樹脂との接触において、添加されたアミノ酸またはその塩を吸着・除去するなどの負荷が極度に増大するため、好ましくはない。
【００２５】
アミノ酸あるいはその塩、またはこれに加えアルカリ金属水酸化物および／またはアンモニアをアクリルアミド水溶液に添加し処理を行うには、流通式または回分式などのいずれの型式でも可能であるが、本発明の方法は回分式のみならず、連続的にアクリルアミド水溶液の処理を行うことが十分に可能である。そしてより効率よく連続的にアクリルアミド水溶液を精製する上では、流通式攪拌槽型式を採用するのが好適である。
【００２６】
また、本発明の方法では、アミノ酸またはその塩や、さらにはこれに加えてアルカリ金属水酸化物および／またはアンモニアの添加を行う場合、その添加中または添加後にアクリルアミドの重合防止および含有する銅イオンの酸化を十分に行わせるため、酸素または空気などのような酸素含有ガスをアクリルアミド水溶液中に存在させることが好ましい。具体的には、アミノ酸またはその塩の添加前、添加中もしくは添加した後に、酸素または酸素含有ガスをアクリルアミド水溶液中に通気するのが好ましい。酸素または空気を用い、酸化を行う場合に必要とするその量は、処理するアクリルアミド水溶液に対し、通常 0.1〜10容量倍である。
【００２７】
アクリルアミド水溶液にアミノ酸またはその塩や、さらにはこれに加えてアルカリ金属水酸化物および／またはアンモニアを添加し処理を行うに際しては、アクリルアミドの変質しない60℃以下の温度であることが好ましく、通常は攪拌下で行われる。また、その処理時間には特に制限はないが、極端な長時間処理ではアクリルアミドの一部が加水分解を受け、アクリル酸などになったりするため、通常は１〜20時間、より好ましくは２〜６時間の範囲である。
【００２８】
本発明の方法では、上記した処理において、アクリルアミド水溶液がアルカリ雰囲気下になるにもかかわらず、残存する銅イオンが水酸化銅などとして析出することがなく、水溶性の銅錯イオンとして溶解しており、次工程において、そのまま陽イオン交換樹脂および陰イオン交換樹脂に通液し精製操作を行うことが可能であり、工業的にも非常に有利である。
【００２９】
本発明では、上記により処理されたアクリルアミド水溶液を、次に陽イオン交換樹脂および陰イオン交換樹脂と接触させて精製処理を行う。これに用いることのできる陽イオン交換樹脂としては、上記にて処理されたアクリルアミド水溶液中の銅イオンとイオン交換可能なものであればいずれでも用い得るが、中でもより好適に用いられるものとしては、強酸性陽イオン交換樹脂であるアンバーライトIR-200C 、同IR-120B （以上、東京有機化学（株）社製）、レバチットSP 112、同S100（以上、バイエル社製）など、弱酸性陽イオン交換樹脂であるダイヤイオンWK10、同WK20（以上、三菱化学（株）社製）、レバチットCNP 80（バイエル社製）などの商品名で市販されているものが挙げられる。これらの中でも強酸性陽イオン交換樹脂は非常に好ましく用いられる。そして、対イオンとしては、Na+ イオンやＫ+ イオンなどでもイオン交換は不可能ではないが、これらはイオン交換の選択性の関係から銅イオンの交換効率の低下があることや、これらイオンの製品への混入が避けられないため、通常はＨ+ イオンを用いるのが好ましい。
【００３０】
一方、陰イオン交換樹脂としては、反応副生成物であるアクリル酸などの有機酸とイオン交換可能なものであればいずれでも用い得るが、より好適に用いられるものとしては、強塩基性陰イオン交換樹脂であるダイヤイオンPA 304、同PA 306、同PA 404、同PA 408（以上、三菱化学（株）社製）、レバチットMP 500（バイエル社製）など、弱塩基性陰イオン交換樹脂であるダイヤイオンWA30、同WK20（以上、三菱化学（株）社製）、レバチットMP62（バイエル社製）などの商品名で市販されているものを挙げることができる。これらの中でも弱塩基性陰イオン交換樹脂は非常に好ましく用いられる。そして、対イオンとしてはOH- イオンを用いるのが好ましい。また、強塩基性陰イオン交換樹脂にあっては、水溶液中にアクリルアミドが存在する場合にその一部が加水分解を受け、少量のアクリル酸を副生することがあるため、弱塩基性陰イオン交換樹脂を用いる方がより好ましい。これらの現象は、強酸性陽イオン交換樹脂でも同様に起きやすいため、アクリルアミド水溶液の通液順序としては、陽イオン交換樹脂に接触させた後に、陰イオン交換樹脂に接触させることが好ましい。
【００３１】
また、これらと接触させる際のアクリルアミド水溶液の温度は、陽イオン交換樹脂および陰イオン交換樹脂の耐用温度以下で、しかもアクリルアミドの変質しない温度であればよく、通常は60℃以下であることが好ましい。
【００３２】
本発明のアクリルアミド水溶液の精製方法におけるイオン交換樹脂との接触操作としては、通常はイオン交換樹脂はカラムなどに充填され、その中にアクリルアミド水溶液を通液する操作で行われる。この場合におけるアクリルアミド水溶液の通液方向は、充填塔の上方より下方に流すダウンフロー式を採ることが好ましい。また、通液流速は、空間速度（以下、ＳＶという）で通常１〜50hr-1の範囲にあればよく、より好ましくは３〜10hr-1の範囲である。
【００３３】
また、アクリルアミド水溶液の精製に使用したイオン交換樹脂の再生方法としては、強酸性陽イオン交換樹脂を再生するのであれば、通常、３〜10重量％の塩酸を総交換容量に対し１〜10倍の塩酸量で接触させることにより可能である。一方、弱塩基性陰イオン交換樹脂は、２〜８重量％の水酸化ナトリウム水溶液を総交換容量の１〜６倍の量で接触させることにより再生することが可能である。再生操作時の通液速度はいずれの場合もＳＶで１〜40hr-1の範囲で行うことが好ましく、これにより吸着した銅イオンなどのカチオン成分、有機酸などのアニオン成分を回収することができる。また、これら処理したイオン交換樹脂は繰り返し使用することが十分可能である。
【００３４】
【実施例】
以下、本発明のアクリルアミド水溶液の精製方法を実施例によりさらに詳細に説明する。以下において、「％」および「ppm 」は全て重量基準である。
【００３５】
製造例１
内容積１リットルの４つ口フラスコに、ラネー銅触媒（商品名CDT-60：川研ファインケミカル（株）社製）20ｇを窒素雰囲気下に装入し、これにあらかじめ窒素ガスを通気して溶存酸素を除去したアクリロニトリル 250ｇおよびイオン交換水 250ｇを加え70℃で２時間反応させ、アクリルアミド81ｇを生成させた。反応液中より触媒をフィルターにより濾別した後、減圧蒸留して濃縮し、粗アクリルアミド水溶液を得た。この水溶液のアクリルアミド濃度は33％であり、アクリロニトリルの残存濃度は0.01％以下、銅イオン濃度は75ppm であった。
【００３６】
製造例２
内容積１リットルの４つ口フラスコに、還元銅触媒15ｇを窒素雰囲気下に装入し、これにあらかじめ窒素ガスを通気して溶存酸素を除去したアクリロニトリル 250ｇおよびイオン交換水 250ｇを加え80℃で３時間反応させ、アクリルアミド75ｇを生成させた。反応液中より触媒をフィルターにより濾別した後、減圧蒸留して濃縮し、粗アクリルアミド水溶液を得た。この水溶液のアクリルアミド濃度は31％であり、アクリロニトリルの残存濃度は0.01％以下、銅イオン濃度は75ppm であった。
【００３７】
実施例１
前記製造例１で得られた粗アクリルアミド水溶液 245ｇを、撹拌機、酸素ガス導入管および温度計を備えた内容積 0.5リットルの４つ口フラスコに入れ、これに99％グリシン0.0877ｇと1N−ＮａＯＨ1.73mlを添加した後、液中に酸素ガスを流量２リットル／hrで通気しながら20℃で５時間攪拌下においた。撹拌機の回転数は300rpmであり、また、この場合における溶液はｐＨが10〜13にあり、青紫色を呈していた。
次に、上記溶液を、アンバーライト IR-200C（商品名；東京有機化学（株）社製）のＨ型強酸性陽イオン交換樹脂を充填したカラム中にＳＶ＝３hr-1で通液し、銅イオン、グリシン、ナトリウムイオンその他カチオン成分を除去する操作を行った。この結果、ＥＤＴＡによるキレート滴定法での溶液中の銅イオン濃度は0.05ppm 以下となり、またガスクロマトグラフィー法によるグリシン濃度は１ppm 以下となった。次いで、この溶液を、レバチット MP-62（商品名；バイエル（株）社製）のOH型弱塩基性陰イオン交換樹脂を充填したカラム中に連続的に通液し、アクリル酸などのアニオン成分を除去する操作を行った。
上記イオン交換樹脂との接触操作におけるポリマー生成の有無確認を、上記処理水溶液５mlにメタノール45mlを混合し行ってみたが、アクリルアミド重合体の生成は全く認められなかった。
【００３８】
・重合評価試験
上記処理により得られたアクリルアミド水溶液を用い、下記した方法により重合反応させ、得られた重合物を評価する試験を行った。
まず、上記実施例１により得られたアクリルアミド水溶液 240ｇに、純水を加え総量を 980ｇとした後、窒素導入管および温度計を備えた２リットルの反応容器に入れ、０℃に保ちながら窒素ガスを10リットル／分の流量で１時間通じ、溶液中の溶存酸素を除いた。次いで、これに0.03％過硫酸アンモニウム水溶液10ｇおよび0.03％硫酸第一鉄アンモニウム水溶液10ｇをほぼ同時に添加した。これらの添加より約 1.5時間後に反応温度は90℃の頂点に達した。さらにその時点より１時間放置した後、生成した重合物を取り出した。得られた重合物をミートチョッパーにより破砕した後、85℃で２時間乾燥させ、粉砕機で粉砕して粉末状のアクリルアミド重合体を得た。これを篩にかけて30〜60メッシュのものを分取し試験サンプルとした。
【００３９】
・アクリルアミド重合体の評価方法
得られたアクリルアミド重合体について、水溶性試験、分子量測定、および凝集性能試験を以下の通りに行った。
▲１▼水溶性試験； 500mlビーカーに純水を 400ml入れ、常温下スクリュー型撹拌羽根にて撹拌しながら、これに得られた重合体粉末 0.4ｇ（水分を除いた重合体純分の重量）を添加し、400rpmで 1.5時間撹拌した後、この液を 150メッシュの網で濾過し、不溶解分の有無を目視にて判定した。なお、判定の結果は下記のように示した。
◎・・・・・不溶解分全くなし
○・・・・・不溶解分わずかにあり
△・・・・・不溶解分多量にあり
▲２▼分子量の測定；上記で得られた濾液中に、塩化ナトリウムを濃度１規定となるように添加した後、ウベローデ粘度計を用いて粘度を測定し、その値より換算して求めた。
▲３▼凝集性能；凝集能はクラフトパルプ廃水に硫酸バンド400ppmを加え、ｐＨ６でポリアクリルアミドを１ppm 添加して、ジャーテスタで常法により凝集させ、このとき生成するフロックの大きさを判定し評価した。なお、判定の結果は下記のように示した。
○・・・・・フロック径 ３〜４mm
△・・・・・フロック径 １〜３mm
×・・・・・フロック径 １mm未満
以上、これらの結果を表１に示す。
【００４０】
実施例２
実施例１において、グリシンに代えて99％アラニン0.104gを添加して行ったほかは全て同様に操作した。この場合における溶液のｐＨは10〜14で、溶液は青紫色を呈し、また陽および陰イオン交換樹脂との接触処理操作後における溶液中のポリマー生成の有無確認でもアクリルアミド重合体の生成は全く認められなかった。得られたアクリルアミド水溶液について、実施例１同様の重合試験を行った。結果を表１に示す。
【００４１】
実施例３
実施例１において、99％グリシン 0.033ｇ、1N−ＮａＯＨ0.87ml及び26％アンモニア水溶液0.038gを添加して行ったほかは全て同様に操作した。この場合における溶液のｐＨは10〜14で、溶液は青紫色を呈し、また陽および陰イオン交換樹脂との接触処理操作後における溶液中のポリマー生成の有無確認でもアクリルアミド重合体の生成は全く認められなかった。得られたアクリルアミド水溶液について、実施例１同様の重合試験を行った。結果を表１に示す。
【００４２】
実施例４
実施例１において、グリシンおよびＮａＯＨの添加に代え、99％アラニン0.052 ｇ、1N−ＮａＯＨ1.16mlおよび26％アンモニア水溶液 0.038ｇを添加して行ったほかは全て同様に操作した。この場合における溶液のｐＨは10〜14で、溶液は青紫色を呈しており、また陽および陰イオン交換樹脂との接触処理操作後における溶液中のポリマー生成の有無確認でもアクリルアミド重合体の生成は全く認められなかった。得られたアクリルアミド水溶液について、実施例１同様の重合試験を行った。結果を表１に示す。
【００４３】
実施例５
実施例１において、99％グリシン 0.033ｇ、1N−ＮａＯＨ0.43mlおよび26％アンモニア水溶液0.0756ｇを添加して行ったほかは全て同様に操作した。この場合におけるｐＨは９〜13で溶液は青紫色を呈し、また、陽および陰イオン交換樹脂との接触処理後における溶液中のポリマー生成の有無確認でもアクリルアミド重合体の生成は全く認められなかった。得られたアクリルアミド水溶液について、実施例１同様の重合試験を行った。結果を表１に示す。
【００４４】
実施例６
前記製造例２で得られた粗アクリルアミド水溶液を用い、以下、実施例１に記載した方法と全く同様に操作し、さらに得られたアクリルアミド水溶液について実施例１同様の重合試験を行った。結果を表１に示す。
【００４５】
実施例７
前記製造例１で得られた粗アクリルアミド水溶液 245ｇを攪拌機、酸素ガス導入管および温度計を備えた内容積 0.5リットルの４つ口フラスコに入れ、液中に酸素ガスを流量２リットル／hrで通気しながら20℃で１時間攪拌した。次に、この溶液を５リットル／hrで、および99％グリシン 0.033ｇ、1N−ＮａＯＨ1.59ml、26％アンモニア水溶液 0.038ｇを含有する水溶液14.7ｇを 0.3リットル／hrの速度で連続的に混合し、続いてこの混合液を、ラシヒリングを充填したカラム、陽イオン交換樹脂（アンバーライトIR−200C）を充填したカラム、陰イオン交換樹脂（レバチットMP−62）を充填したカラムの順に連続的にＳＶ＝ 2.7hr-1で通液した。ただし、ラシヒリングを充填したカラムは、カラム中の溶液の滞留時間が３時間になるように設定した。得られたアクリルアミド水溶液について実施例１同様の重合試験を行った結果、アクリルアミド重合体の重量平均分子量は11730000であり、水溶性試験も不溶解分は見られなかった。
【００４６】
比較例１
実施例１において、グリシンおよび1NのＮａＯＨ水溶液を添加することなく行ったほかは、全て同様に操作した。得られたアクリルアミド水溶液について、同様に重合試験を行った。結果を表１に示す。
【００４７】
比較例２
製造例２で得られた粗アクリルアミド水溶液について、上記比較例１同様、直接陽イオン交換樹脂および陰イオン交換樹脂に接触させて精製処理操作を行った。得られたアクリルアミド水溶液について同様に重合試験を行い、その結果を表１に示す。
【００４８】
【表１】
参考例１
前記実施例１において、アクリルアミド水溶液を接触処理した後の陽イオン交換樹脂を５％塩酸水溶液にて再生した洗浄液をｐＨ＝７に中和し、この洗浄液の希釈液（グリシン57ppm 含有）について、ＢＯＤ処理菌であるズーグリア菌を用い、その阻害性を調べた。その結果、この希釈液により菌の働きが阻害されるような現象は全くみられなかった。
【００５０】
【発明の効果】
アクリロニトリルの接触水和により得られるアクリルアミド水溶液を、アミノ酸またはその塩、あるいはさらにアルカリ金属水酸化物および／またはアンモニアをも添加した後に、イオン交換樹脂と接触させることによる本発明の精製方法によれば、従来にも知られる方法にも増して、さらにアクリルアミド水溶液を高度に精製することのできることが、実施例の結果からも明らかである。
また、本発明により精製されたアクリルアミド水溶液を用い、アクリルアミド重合体とした際には水への不溶解分がほとんどなく、しかも1100万〜1200万程度の分子量をもつ重合体を容易に得ることが可能である。
さらには、精製操作に伴って生ずる廃液を活性汚泥法により処理するにしても、本発明による方法であれば菌への阻害性を与えることがないため、環境的にも極めて好ましい方法であると言える。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for purifying an acrylamide aqueous solution, and more particularly to a method for highly purifying by removing impurities from an acrylamide aqueous solution obtained by a catalytic hydration method of acrylonitrile.
[0002]
[Prior art]
Acrylamide can usually be easily obtained in the form of an aqueous solution thereof by reacting acrylonitrile with water in the presence of a metal copper catalyst such as Raney copper or reduced copper.
[0003]
The aqueous acrylamide solution obtained by the above reaction is generally composed of (1) unreacted acrylonitrile, (2) impurities contained in the raw material acrylonitrile, (3) reaction by-products, (4) metal ions such as copper eluted from the catalyst, or (5) It is usual that the device is obtained as if it contains contamination of the device. Of these, unreacted acrylonitrile can be separated and removed relatively easily by operations such as vacuum distillation.
[0004]
The acrylamide aqueous solution described above is usually a problem when it is used to produce an acrylamide polymer having a relatively low molecular weight, for example, a molecular weight of about several hundred thousand, and used in the field of paper strength enhancers. Less likely to occur.
[0005]
However, it is very difficult to obtain an acrylamide polymer having a molecular weight of several million to 10 million or more as used in the field of polymer flocculants, for example. That is, an acrylamide aqueous solution containing impurities, reaction by-products, or metal ions can only be obtained with a desired molecular weight when trying to obtain an acrylamide polymer suitable for the above-mentioned use. However, since the polymerization completion time is often fluctuated, an influence is produced in producing the acrylamide polymer. In addition, the acrylamide polymer obtained has poor water solubility and reduced aggregation ability, and cannot be of good quality.
[0006]
As these causes, it is said that various impurities such as reducing substances such as 3,3-nitrilotrispropionamide, which are by-produced during the catalytic hydration reaction of acrylonitrile, influence the polymerization reaction. Moreover, it is thought that crosslinkable substances, such as a diacrylimide by-produced at the time of reaction, have influence as a cause which reduces water solubility and coagulation ability.
[0007]
Therefore, these impurities must be removed and purified in advance prior to the polymerization. As a typical purification method conventionally known, for example, JP-A-52-91819 discloses an acrylamide aqueous solution. A method of treating with a weakly basic anion exchange resin after treating with a strongly acidic cation exchange resin is disclosed.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
However, according to the study by the present inventors, a method of simply treating an acrylamide aqueous solution obtained by the catalytic hydration method of acrylonitrile as described above with a strong acidic cation exchange resin and a weakly basic anion exchange resin. However, it is still difficult to sufficiently remove impurities in the aqueous acrylamide solution.
[0009]
The present invention provides a method capable of purifying the acrylamide aqueous solution obtained by the catalytic hydration method of acrylonitrile to a higher degree than the conventionally known method, and further, a waste liquid generated by the purification operation. For example, even in the case of treatment by an activated sludge method, an object of the present invention is to provide a method for purifying an acrylamide aqueous solution that does not inhibit the function of bacteria and is extremely environmentally preferable.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
The present inventors have intensively studied and studied a method for highly removing impurities, reaction byproducts, metal ions, and the like contained in an aqueous acrylamide solution obtained by a catalytic hydration method of acrylonitrile.
[0011]
As a result, it was found that after adding an amino acid or a salt thereof to the acrylamide aqueous solution obtained by the above method, the acrylamide aqueous solution can be purified to a very high degree by contacting it with a cation exchange resin and an anion exchange resin. It has been found that the above problems can be solved.
[0012]
Furthermore, in the case of adopting a method of contacting with an ion exchange resin after adding an alkali metal hydroxide and / or ammonia in addition to addition of an amino acid or a salt thereof, an acrylamide aqueous solution can be purified even more preferably. The present invention was also found and the present invention was completed.
[0013]
That is, the present invention discloses (1) a method for purifying an aqueous acrylamide solution, wherein an aqueous acrylamide solution obtained by a catalytic hydration method of acrylonitrile is contacted with an ion exchange resin after adding an amino acid or a salt thereof. Furthermore, in addition to (2) addition of an amino acid or a salt thereof, addition of an alkali metal hydroxide, followed by contact with an ion exchange resin, (3) an amino acid or a salt thereof In addition to the addition of ammonia, ammonia is also added and then contacted with an ion exchange resin. (4) An aqueous acrylamide solution obtained by the catalytic hydration method of (4) acrylonitrile is converted into an amino acid or a salt thereof, an alkali metal hydroxide. Acrylamide water characterized by contacting with ion exchange resin after addition of ammonia and ammonia (5) A method for purifying a solution, characterized in that, when an amino acid or a salt thereof is added to or added to an acrylamide aqueous solution, oxygen or an oxygen-containing gas is present in the aqueous solution. The method for purifying an acrylamide aqueous solution according to any one of the above, {circle around (6)}, wherein the addition of an amino acid or a salt thereof to the aqueous acrylamide solution and the contact of the aqueous solution with an ion exchange resin are continuously performed. The method for purifying an acrylamide aqueous solution according to any one of the above, and (7) the method for purifying an acrylamide aqueous solution according to any one of (1) to (6) above, wherein the amino acid is glycine or alanine.
[0014]
When these methods of the present invention are employed, impurities, reaction by-products, metal ions, and the like in the acrylamide aqueous solution can be removed to a very high degree. It is also very easy to obtain a high molecular weight acrylamide polymer. Therefore, it is extremely advantageous not only when the acrylamide polymer is produced, but also in its application.
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
There is no limitation in particular about the kind of acrylamide aqueous solution used for the method of this invention, The thing manufactured by the method of the wide range can be used. Usually, an aqueous acrylamide solution is synthesized by hydrating acrylonitrile in the liquid phase in the presence of a metallic copper catalyst such as Raney copper or reduced copper. The copper metal catalyst is usually used in a suspended state, and a flow-type or batch-type reaction type is adopted. However, when producing an aqueous acrylamide solution on a commercial scale, a flow-type stirred tank type reactor is used. It is common to do.
[0016]
Metallic copper as a catalyst only needs to be composed mainly of copper, for example, a Raney copper catalyst obtained by developing a Raney copper alloy with an alkaline aqueous solution, or a copper salt in an aqueous solution such as formaldehyde, hydrazine, sodium borohydride, etc. A reduced copper catalyst obtained by reduction with the above can be used. These metal copper catalysts usually avoid contact with oxygen or oxygen-containing gas not only before use but also during use in order to suppress the reduction of activity and by-products during use.
[0017]
In addition, in the catalytic hydration reaction of acrylonitrile, it is usual that the weight ratio of acrylonitrile: water is 50:50 to 5:95 in order to suppress side reactions and prevent the formation of a polymer. is there. The reaction temperature can usually be 30 to 200 ° C, more preferably 50 to 150 ° C. The reaction time is usually in the range of 0.5 to 20 hours, more preferably in the range of 1 to 3 hours.
[0018]
The concentration of the acrylamide aqueous solution obtained by the reaction naturally varies depending on the reaction conditions, but is usually 50% by weight or less. After the reaction, the catalyst is separated by filtering, etc., and the unreacted acrylonitrile content is removed by distillation under reduced pressure.
[0019]
In the method of the present invention, an amino acid or a salt thereof, or in addition to this, an alkali metal hydroxide and / or ammonia is also added to the acrylamide aqueous solution obtained as described above. If there is no particular limitation, a wide range can be used. For example, glycine, alanine, β-alanine, valine, leucine, isoleucine, aspartic acid, glutamic acid, serine, threonine, cysteine, methionine, phenylalanine, tyrosine, histidine, tryptophan, proline, lysine, arginine, γ-aminobutyric acid, etc. These are not limited to only one type, and two or more types may be used. Among these, in the present invention, it is more preferable to use an α-amino acid, particularly glycine or alanine, which exhibits a chelating ability remarkably in the present method.
[0020]
In the present invention, the above amino acid can be used as a salt thereof. In this case, the salt is not particularly limited, but is preferably an alkali metal salt of an amino acid, such as a sodium salt or a potassium salt. Furthermore, an amino acid salt can be generated in the system by adding an amino acid and an alkali metal hydroxide to an acrylamide aqueous solution, and such an embodiment is also included in the scope of the present invention. The amount of the alkali metal hydroxide for converting the amino acid into a salt is preferably 0.01 to 1.01 times the mole of the carboxyl group in the amino acid.
[0021]
In the method of the present invention, by adding an amino acid or a salt thereof as described above to an aqueous acrylamide solution, the aqueous acrylamide solution can be highly purified in an ion exchange treatment in a subsequent step. As a preferred embodiment, there is a method of adding an alkali metal hydroxide and / or ammonia in addition to the addition of the amino acid or a salt thereof. When this method is adopted, oxidation of contained copper is performed. , And by-products such as diacrylimide can be decomposed more sufficiently and in a shorter time. Examples of the alkali metal hydroxide in this case include sodium hydroxide and potassium hydroxide, and the concentration of these and ammonia in use is not particularly limited, and any one can be used.
[0022]
In the present invention, the method of adding an amino acid or a salt thereof, an alkali metal hydroxide and / or ammonia to an aqueous acrylamide solution is not particularly limited, and for example, it may be added to the gas phase above the aqueous acrylamide solution, or The method of adding in a liquid may be sufficient. In this case, ammonia may be either liquid or gaseous, and may be an aqueous solution, and is not limited to the concentration.
[0023]
In the present invention, when an amino acid or a salt thereof, and in addition to this, an alkali metal hydroxide and / or ammonia is added, it is preferably added so that the pH of the acrylamide aqueous solution is 8 to 14. Usually, acrylamide aqueous solution obtained by hydration reaction of acrylonitrile contains about 10-200 ppm of copper ions eluted during the reaction, but some of the added amino acids or their salts are ion-bonded or distributed to copper ions. It is thought that the unit is coupled. Therefore, the amino acid to be added or a salt thereof is added in an amount of 0.01 to 20 times mol, more preferably 0.5 to 10 times mol with respect to the contained copper ion.
[0024]
In addition to the addition of an amino acid or a salt thereof, when an alkali metal hydroxide and / or ammonia is also added, the alkali metal hydroxide and / or ammonia is 0.01 to 20 with respect to the contained copper ions. It is good to add in the range of a double mole, More preferably 0.01-10 times mole. Usually, when only an amino acid is added in less than 1 mole relative to copper ions contained, the pH of the solution often exhibits 5 to 8, and a crosslinkable substance such as diacrylimide present in the solution is used. If the amount used exceeds 20 times the mole, the ability to decompose diacrylimide will increase, but contact with the cation exchange resin in the next step will be reduced. However, the load such as adsorption and removal of the added amino acid or a salt thereof is extremely not preferable.
[0025]
In order to carry out the treatment by adding an amino acid or a salt thereof, or an alkali metal hydroxide and / or ammonia to the acrylamide aqueous solution in addition to this, any type such as a flow type or a batch type is possible. It is possible to perform not only a batch system but also a continuous treatment of an acrylamide aqueous solution. And in order to refine | purify acrylamide aqueous solution more efficiently and continuously, it is suitable to employ | adopt a flow-type stirring tank type.
[0026]
Further, in the method of the present invention, when an amino acid or a salt thereof, or in addition to this, an alkali metal hydroxide and / or ammonia is added, the polymerization of acrylamide is prevented during or after the addition, and copper ions contained It is preferable that an oxygen-containing gas such as oxygen or air is present in the aqueous acrylamide solution in order to sufficiently oxidize. Specifically, oxygen or an oxygen-containing gas is preferably passed through the aqueous acrylamide solution before, during or after the addition of the amino acid or salt thereof. The amount required for oxidation using oxygen or air is usually 0.1 to 10 times the volume of the aqueous acrylamide solution to be treated.
[0027]
When performing treatment by adding an amino acid or a salt thereof to an aqueous acrylamide solution, and further adding an alkali metal hydroxide and / or ammonia in addition to this, it is preferably at a temperature of 60 ° C. or less at which acrylamide does not deteriorate, Performed under stirring. In addition, the treatment time is not particularly limited, but in an extremely long time treatment, a part of acrylamide is hydrolyzed to become acrylic acid or the like, and therefore usually 1 to 20 hours, more preferably 2 to 2 hours. The range is 6 hours.
[0028]
In the method of the present invention, although the acrylamide aqueous solution is in an alkaline atmosphere in the above-described treatment, the remaining copper ions are not precipitated as copper hydroxide or the like, but dissolved as water-soluble copper complex ions. In the next step, it is possible to carry out the purification operation by directly passing the solution through the cation exchange resin and the anion exchange resin, which is very advantageous industrially.
[0029]
In the present invention, the acrylamide aqueous solution treated as described above is then contacted with a cation exchange resin and an anion exchange resin for purification. As the cation exchange resin that can be used for this, any one can be used as long as it is ion-exchangeable with the copper ion in the acrylamide aqueous solution treated as described above. Weakly acidic cations such as Amberlite IR-200C and IR-120B (above, manufactured by Tokyo Organic Chemical Co., Ltd.), Levacit SP 112, and S100 (above, manufactured by Bayer), which are strongly acidic cation exchange resins Examples thereof include those commercially available under trade names such as Diaion WK10 and WK20 (which are manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation) and Levacit CNP 80 (manufactured by Bayer) which are exchange resins. Among these, strong acid cation exchange resins are very preferably used. And as a counter ion, Na + Ion and K + Although ion exchange is not impossible even with ions, etc., these are usually HH because there is a decrease in the exchange efficiency of copper ions due to the selectivity of ion exchange, and mixing of these ions into the product is inevitable. + It is preferable to use ions.
[0030]
On the other hand, any anion exchange resin can be used as long as it is ion exchangeable with an organic acid such as acrylic acid which is a reaction by-product. Weakly basic anion exchange resins such as Diaion PA 304, PA 306, PA 404, PA 408 (Mitsubishi Chemical Corporation) and Lebatit MP 500 (Bayer) Examples include those commercially available under trade names such as certain Diaion WA30, WK20 (manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation), and Levacit MP62 (manufactured by Bayer). Among these, weakly basic anion exchange resins are very preferably used. And as counter ion OH - It is preferable to use ions. In addition, in the case of strong basic anion exchange resins, when acrylamide is present in an aqueous solution, a part of it may undergo hydrolysis, and a small amount of acrylic acid may be produced as a by-product. It is more preferable to use an exchange resin. Since these phenomena are likely to occur in the same manner even with a strongly acidic cation exchange resin, it is preferable that the aqueous solution of acrylamide be brought into contact with the anion exchange resin after being brought into contact with the cation exchange resin.
[0031]
Further, the temperature of the aqueous acrylamide solution when contacting with these is not higher than the service temperature of the cation exchange resin and the anion exchange resin, and may be a temperature at which the acrylamide does not deteriorate, and is usually preferably 60 ° C. or lower. .
[0032]
The contact operation with the ion exchange resin in the method for purifying an acrylamide aqueous solution of the present invention is usually performed by filling the ion exchange resin in a column or the like and passing the acrylamide aqueous solution therethrough. In this case, it is preferable that the flow direction of the acrylamide aqueous solution is a down flow type in which the acrylamide aqueous solution flows downward from above the packed tower. The liquid flow rate is usually 1 to 50 hr in space velocity (hereinafter referred to as SV). -1 In the range, more preferably 3 to 10 hr. -1 Range.
[0033]
As a method for regenerating the ion exchange resin used for the purification of the acrylamide aqueous solution, if regenerating the strong acid cation exchange resin, usually 3 to 10% by weight hydrochloric acid is 1 to 10 times the total exchange capacity. This is possible by contacting with an amount of hydrochloric acid. On the other hand, the weakly basic anion exchange resin can be regenerated by bringing a 2 to 8% by weight sodium hydroxide aqueous solution into contact with it in an amount 1 to 6 times the total exchange capacity. In all cases, the recirculation speed during regeneration is 1 to 40 hours in SV. -1 In this range, it is possible to recover the adsorbed cation component such as copper ion and the anion component such as organic acid. Further, these treated ion exchange resins can be sufficiently used repeatedly.
[0034]
【Example】
Hereinafter, the method for purifying an acrylamide aqueous solution of the present invention will be described in more detail with reference to Examples. In the following, “%” and “ppm” are all based on weight.
[0035]
Production Example 1
20 g of Raney copper catalyst (trade name CDT-60: manufactured by Kawaken Fine Chemical Co., Ltd.) is charged in a nitrogen atmosphere in a 4-liter flask with an internal volume of 1 liter, and nitrogen gas is passed through it in advance to dissolve it. 250 g of acrylonitrile from which oxygen was removed and 250 g of ion-exchanged water were added and reacted at 70 ° C. for 2 hours to produce 81 g of acrylamide. The catalyst was filtered off from the reaction solution with a filter, and concentrated by distillation under reduced pressure to obtain a crude acrylamide aqueous solution. The aqueous solution had an acrylamide concentration of 33%, a residual acrylonitrile concentration of 0.01% or less, and a copper ion concentration of 75 ppm.
[0036]
Production Example 2
A 4-liter flask with an internal volume of 1 liter is charged with 15 g of reduced copper catalyst under a nitrogen atmosphere, and 250 g of acrylonitrile and 250 g of ion-exchanged water, which have been previously purged with nitrogen gas to remove dissolved oxygen, are added at 80 ° C. Reaction was performed for 3 hours to produce 75 g of acrylamide. The catalyst was filtered off from the reaction solution with a filter, and concentrated by distillation under reduced pressure to obtain a crude acrylamide aqueous solution. The acrylamide concentration of this aqueous solution was 31%, the residual concentration of acrylonitrile was 0.01% or less, and the copper ion concentration was 75 ppm.
[0037]
Example 1
245 g of the crude acrylamide aqueous solution obtained in Production Example 1 was put into a 0.5-liter four-necked flask equipped with a stirrer, an oxygen gas inlet tube and a thermometer, and 0.0877 g of 99% glycine and 1N-NaOH1 were added thereto. After adding .73 ml, oxygen gas was passed through the liquid at a flow rate of 2 liter / hr and stirred at 20 ° C. for 5 hours. The rotation speed of the stirrer was 300 rpm, and the solution in this case had a pH of 10 to 13 and had a bluish purple color.
Next, the above solution was placed in a column packed with H-type strongly acidic cation exchange resin of Amberlite IR-200C (trade name; manufactured by Tokyo Organic Chemical Co., Ltd.) at SV = 3 hr. -1 Then, the operation of removing copper ions, glycine, sodium ions and other cationic components was performed. As a result, the copper ion concentration in the solution in the chelate titration method using EDTA was 0.05 ppm or less, and the glycine concentration in the gas chromatography method was 1 ppm or less. Next, this solution was continuously passed through a column packed with OH type weakly basic anion exchange resin of Lebatit MP-62 (trade name; manufactured by Bayer Co., Ltd.), and an anionic component such as acrylic acid. An operation was performed to remove.
The presence or absence of polymer formation in the contact operation with the ion exchange resin was confirmed by mixing 45 ml of methanol with 5 ml of the treated aqueous solution, but no formation of acrylamide polymer was observed.
[0038]
・ Polymerization evaluation test
Using the acrylamide aqueous solution obtained by the above treatment, a polymerization reaction was conducted by the method described below, and a test for evaluating the obtained polymer was performed.
First, 240 g of the acrylamide aqueous solution obtained in Example 1 above was added with pure water to make a total amount of 980 g, and then put into a 2 liter reaction vessel equipped with a nitrogen introduction tube and a thermometer, and nitrogen gas was maintained at 0 ° C. For 1 hour at a flow rate of 10 liters / minute to remove dissolved oxygen in the solution. Next, 10 g of 0.03% ammonium persulfate aqueous solution and 10 g of 0.03% ammonium ferrous sulfate aqueous solution were added almost simultaneously. About 1.5 hours after these additions, the reaction temperature reached the top of 90 ° C. Further, after being allowed to stand for 1 hour from that point, the produced polymer was taken out. The obtained polymer was crushed with a meat chopper, dried at 85 ° C. for 2 hours, and pulverized with a pulverizer to obtain a powdery acrylamide polymer. This was sieved and a 30-60 mesh sample was taken as a test sample.
[0039]
・ Evaluation method of acrylamide polymer
About the obtained acrylamide polymer, the water solubility test, the molecular weight measurement, and the aggregation performance test were done as follows.
(1) Water solubility test: 400 ml of pure water was put into a 500 ml beaker and stirred with a screw type stirring blade at room temperature, and 0.4 g of the resulting polymer powder (weight of pure polymer excluding moisture) After stirring for 1.5 hours at 400 rpm, this solution was filtered through a 150 mesh screen, and the presence or absence of insoluble matter was visually determined. The result of the determination is shown as follows.
◎ …… No insoluble matter
○ …… Slightly insoluble
△ …… There is a large amount of insoluble matter
(2) Measurement of molecular weight: After adding sodium chloride to the filtrate obtained above so as to have a concentration of 1 N, the viscosity was measured using an Ubbelohde viscometer, and the value was calculated from the value.
(3) Agglomeration performance: Agglomeration ability was evaluated by adding 400 ppm sulfuric acid band to kraft pulp wastewater, adding 1 ppm polyacrylamide at pH 6 and aggregating with a jar tester in the usual way, and judging the size of the floc produced at this time did. The result of the determination is shown as follows.
○ ・ ・ ・ ・ ・ Flock diameter 3-4mm
△ ・ ・ ・ ・ ・ Flock diameter 1-3mm
× ・ ・ ・ ・ ・ Flock diameter less than 1mm
The results are shown in Table 1.
[0040]
Example 2
In Example 1, all operations were performed in the same manner except that 0.104 g of 99% alanine was added instead of glycine. In this case, the pH of the solution was 10 to 14, the solution was blue-purple, and the formation of acrylamide polymer was confirmed even when the presence or absence of polymer formation in the solution was confirmed after the contact treatment with the cation and anion exchange resin. I couldn't. The obtained acrylamide aqueous solution was subjected to the same polymerization test as in Example 1. The results are shown in Table 1.
[0041]
Example 3
The same operation as in Example 1 was carried out except that 0.033 g of 99% glycine, 0.87 ml of 1N NaOH and 0.038 g of 26% aqueous ammonia solution were added. In this case, the pH of the solution was 10 to 14, the solution was blue-purple, and the formation of acrylamide polymer was confirmed even when the presence or absence of polymer formation in the solution was confirmed after the contact treatment with the cation and anion exchange resin. I couldn't. The obtained acrylamide aqueous solution was subjected to the same polymerization test as in Example 1. The results are shown in Table 1.
[0042]
Example 4
In Example 1, instead of adding glycine and NaOH, the same operation was carried out except that 0.052 g of 99% alanine, 1.16 ml of 1N-NaOH and 0.038 g of 26% aqueous ammonia were added. In this case, the pH of the solution is 10 to 14, the solution is blue-purple, and the formation of acrylamide polymer is also confirmed by the presence or absence of polymer formation in the solution after the contact treatment operation with the cation and anion exchange resin. It was not recognized at all. The obtained acrylamide aqueous solution was subjected to the same polymerization test as in Example 1. The results are shown in Table 1.
[0043]
Example 5
The procedure was the same as in Example 1, except that 0.033 g of 99% glycine, 0.43 ml of 1N NaOH and 0.0756 g of 26% aqueous ammonia were added. In this case, the pH was 9 to 13 and the solution was bluish purple. In addition, the formation of acrylamide polymer was not observed even when the presence or absence of polymer formation in the solution after the contact treatment with the cation and anion exchange resin was confirmed. . The obtained acrylamide aqueous solution was subjected to the same polymerization test as in Example 1. The results are shown in Table 1.
[0044]
Example 6
Using the crude acrylamide aqueous solution obtained in Production Example 2, the same procedure as described in Example 1 was followed, and the obtained acrylamide aqueous solution was subjected to the same polymerization test as in Example 1. The results are shown in Table 1.
[0045]
Example 7
245 g of the crude acrylamide aqueous solution obtained in Production Example 1 was put into a 0.5-liter four-necked flask equipped with a stirrer, an oxygen gas inlet tube and a thermometer, and oxygen gas was passed through the liquid at a flow rate of 2 liter / hr. The mixture was stirred at 20 ° C. for 1 hour. Next, this solution was continuously mixed at 5 liter / hr and 14.7 g of an aqueous solution containing 0.033 g of 99% glycine, 1.59 ml of 1N-NaOH and 0.038 g of 26% aqueous ammonia solution at a rate of 0.3 liter / hr. Subsequently, this mixed solution was continuously SV in the order of a column packed with Raschig rings, a column packed with a cation exchange resin (Amberlite IR-200C), and a column packed with an anion exchange resin (Levacit MP-62). = 2.7hr -1 The liquid was passed through. However, the column packed with Raschig rings was set so that the residence time of the solution in the column was 3 hours. As a result of conducting a polymerization test in the same manner as in Example 1 for the obtained aqueous acrylamide solution, the weight average molecular weight of the acrylamide polymer was 11730000, and no insoluble matter was found in the water solubility test.
[0046]
Comparative Example 1
The same operation as in Example 1 was performed except that glycine and 1N NaOH aqueous solution were not added. The obtained acrylamide aqueous solution was similarly subjected to a polymerization test. The results are shown in Table 1.
[0047]
Comparative Example 2
The crude acrylamide aqueous solution obtained in Production Example 2 was directly contacted with a cation exchange resin and an anion exchange resin in the same manner as in Comparative Example 1 to carry out a purification treatment operation. The obtained acrylamide aqueous solution was similarly subjected to a polymerization test, and the results are shown in Table 1.
[0048]
[Table 1]
Reference example 1
In Example 1, the cleaning solution obtained by regenerating the cation exchange resin after the contact treatment with the acrylamide aqueous solution with a 5% aqueous hydrochloric acid solution was neutralized to pH = 7, and the diluted solution (containing 57 ppm of glycine) The inhibitory activity was examined using the treated bacteria Zugria. As a result, no phenomenon was observed in which the function of the bacteria was inhibited by this diluted solution.
[0050]
【The invention's effect】
According to the purification method of the present invention, an aqueous acrylamide solution obtained by catalytic hydration of acrylonitrile is contacted with an ion exchange resin after addition of an amino acid or a salt thereof, or an alkali metal hydroxide and / or ammonia. It is clear from the results of the examples that the acrylamide aqueous solution can be further purified to a higher degree than the conventional methods.
In addition, when an acrylamide aqueous solution purified by the present invention is used to obtain an acrylamide polymer, there is almost no insoluble matter in water, and a polymer having a molecular weight of about 11 to 12 million can be easily obtained. Is possible.
Furthermore, even if the waste liquid generated by the refining operation is treated by the activated sludge method, the method according to the present invention does not give an inhibitory effect on bacteria, so that it is an extremely preferable method from the environmental viewpoint. I can say that.
Claims (6)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19473296A JP3930070B2 (en) | 1996-07-24 | 1996-07-24 | Purification method of acrylamide aqueous solution |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19473296A JP3930070B2 (en) | 1996-07-24 | 1996-07-24 | Purification method of acrylamide aqueous solution |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1036329A JPH1036329A (en) | 1998-02-10 |
| JP3930070B2 true JP3930070B2 (en) | 2007-06-13 |
Family
ID=16329320
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19473296A Expired - Fee Related JP3930070B2 (en) | 1996-07-24 | 1996-07-24 | Purification method of acrylamide aqueous solution |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3930070B2 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5048314B2 (en) * | 2006-12-07 | 2012-10-17 | ダイヤニトリックス株式会社 | Method for producing acrylamide aqueous solution |
-
1996
- 1996-07-24 JP JP19473296A patent/JP3930070B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH1036329A (en) | 1998-02-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2916256B2 (en) | Method for producing aminocarboxylate | |
| US5723662A (en) | Process for preparing a particularly pure glycolic acid | |
| CA2074486C (en) | Process for producing aminocarboxylic acid salt | |
| CN107434769B (en) | A kind of 4-aminodiphenylamine production desalination method | |
| JP3930070B2 (en) | Purification method of acrylamide aqueous solution | |
| JP3930090B2 (en) | Purification method of (meth) acrylamide aqueous solution | |
| CN1054121C (en) | Process for preparing acrylamide | |
| US4108893A (en) | Purification of an aqueous solution of acrylamide | |
| JP3234430B2 (en) | Purification method of acrylamide aqueous solution | |
| JP4662421B2 (en) | Organic acid separation and production method | |
| JP3234432B2 (en) | Purification method of acrylamide aqueous solution | |
| JP2569104B2 (en) | Method for recovering iodine from waste liquid containing organic iodine compound | |
| JPH0549928A (en) | Regeneration of active carbon | |
| JP3243891B2 (en) | Purification method of pyruvate | |
| JP2003212829A (en) | Method for purifying glycine | |
| JPS581108B2 (en) | Acrylonitrile purification method | |
| JPH0558972A (en) | Separation and purification of amino acid | |
| JP4476367B2 (en) | Purification method of acrylamide aqueous solution | |
| CN106187801A (en) | A kind of processing technique of L 2 amino-butanamide hydrochloride | |
| JP3732544B2 (en) | Method for producing acrylamide | |
| JPH07145123A (en) | Production of acrylamide | |
| JPH09208544A (en) | Production of acrylamide | |
| JPH11246498A (en) | Purification of aqueous solution of acrylamide and production of acrylamide polymer | |
| JP2003171319A (en) | Method for treating polychlorinated biphenyl | |
| JP3784561B2 (en) | Method for purifying bishydroxyalkyl terephthalate |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20050113 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050201 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20061114 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20070111 |
|
| RD02 | Notification of acceptance of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422 Effective date: 20070111 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20070213 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20070308 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110316 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120316 Year of fee payment: 5 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |