JPWO2015190067A1 - アクリルアミドの製造方法及び製造装置 - Google Patents
アクリルアミドの製造方法及び製造装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JPWO2015190067A1 JPWO2015190067A1 JP2015541354A JP2015541354A JPWO2015190067A1 JP WO2015190067 A1 JPWO2015190067 A1 JP WO2015190067A1 JP 2015541354 A JP2015541354 A JP 2015541354A JP 2015541354 A JP2015541354 A JP 2015541354A JP WO2015190067 A1 JPWO2015190067 A1 JP WO2015190067A1
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- reactor
- reaction
- reaction liquid
- amount
- liquid
- 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.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
- C12M23/00—Constructional details, e.g. recesses, hinges
- C12M23/58—Reaction vessels connected in series or in parallel
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
- C12M1/00—Apparatus for enzymology or microbiology
- C12M1/36—Apparatus for enzymology or microbiology including condition or time responsive control, e.g. automatically controlled fermentors
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
- C12M21/00—Bioreactors or fermenters specially adapted for specific uses
- C12M21/18—Apparatus specially designed for the use of free, immobilized or carrier-bound enzymes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
- C12M41/00—Means for regulation, monitoring, measurement or control, e.g. flow regulation
- C12M41/44—Means for regulation, monitoring, measurement or control, e.g. flow regulation of volume or liquid level
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
- C12P13/00—Preparation of nitrogen-containing organic compounds
- C12P13/02—Amides, e.g. chloramphenicol or polyamides; Imides or polyimides; Urethanes, i.e. compounds comprising N-C=O structural element or polyurethanes
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Zoology (AREA)
- Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
- Genetics & Genomics (AREA)
- Biotechnology (AREA)
- Microbiology (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Clinical Laboratory Science (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)
- Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
Abstract
生体触媒を用いてアクリロニトリルからアクリルアミドを製造する方法において、生産量に応じて反応液量を制御して当該生産量に適した反応器内の滞留時間を簡便に実現することができ、これによって生体触媒の使用量を抑制することが可能な技術を提供する。直列に連結された2以上の反応器を用い、該反応器内における生体触媒を用いた連続反応によってアクリロニトリルからアクリルアミドを製造する方法において、一の反応器Aと、反応器Aと上流側で連結された反応器Bとが、両反応器内の反応液の液面よりも下方で連通されており、反応器A内において、反応液の水位を、反応器Bとの連通口の配設位置と満水位置との間で制御することにより、反応器B内の反応液の液量を制御する工程を含むことを特徴とする製造方法を提供する。
Description
本発明は、生体触媒を用いてアクリロニトリルからアクリルアミドを製造するための方法及び装置に関する。
生体触媒を利用して目的の化合物を製造する方法は、反応条件が穏和であること、副生物が少なく反応生成物の純度が高いこと、製造プロセスを簡略化できること等の利点がある。アミド化合物の製造においては、ニトリル化合物をアミド化合物に変換する酵素であるニトリルヒドラターゼが見出されて以来、当該生体触媒が広く利用されている。
生体触媒を利用して工業的にアクリルアミドを製造する方法として、原料および生体触媒を反応器に連続的または間欠的に供給しつつ、生成したアクリルアミドの水溶液を反応器から全量取り出すことなく連続的または間欠的に取り出す、いわゆる連続反応が広く用いられている。
生体触媒を用いてアクリルアミドを連続的に製造する方法として、例えば、反応器内の液量を一定量とし、原料および生体触媒を反応器へ一定流量で供給し、生成したアクリルアミド水溶液を反応器から一定流量で取り出す方法がある(特許文献1〜3参照)。また、反応器内の液量を一定量とし、反応器への原料および生体触媒の供給流量および反応器から取り出すアクリルアミド水溶液の流量を変動させる方法が特許文献4に記載されている。
工業的には、アクリルアミドの生産量は、需要に応じて変動する。連続反応の反応液量を一定量とする特許文献1〜4に記載の方法では、アクリルアミドの生産量が変動すると反応器内の反応混合物の滞留時間が変動する。すなわち、アクリルアミドの生産量が増加すると反応混合物の反応器内での滞留時間は短くなり、逆にアクリルアミドの生産量が減少すると、反応混合物の反応器内での滞留時間は長くなる。反応混合物に含まれる生体触媒は経時的に劣化するので、滞留時間が長くなると触媒の活性は低下する。その結果、アクリルアミドを生産するのに低下した触媒活性を補うためより多くの触媒を使用することになる。
一方、反応混合物の反応器内での滞留時間が短くなると、触媒と基質であるアクリロニトリルとの反応時間が短くなるので、目的とする量のアクリルアミドを生産するためには反応時間の短縮を補うためにより多くの触媒を使用することになる。滞留時間が長くても短くても、目的とする量のアクリルアミドを得るためには、触媒の使用量が増えてしまい、結果としてアクリルアミドの製造コストが増加するので工業的には不利である。
また、アクリルアミドの生産量が長期にわたり変動しない、または変動が少ない場合でも、連続反応の反応液量を一定量に固定しても、その生産量に対する反応器内の滞留時間が生体触媒の使用量を削減する観点から最適な時間になっていることは稀である。
さらに、連続反応時の反応混合物の滞留時間を生産量に合わせて変動させるために、各反応器に原料を送る供給ポンプや反応液を反応器から取り出す排出ポンプをそれぞれ設置して反応器内の反応液量を調節する方法では、操作が煩雑となるだけでなく設備コストが大きく増加するため工業的には好ましくない。
そこで、本発明は、生体触媒を用いてアクリロニトリルからアクリルアミドを製造する方法において、生産量に応じて反応液量を制御して当該生産量に適した反応器内の滞留時間を簡便に実現することができ、これによって生体触媒の使用量を抑制することが可能な技術を提供することを主な目的とする。
上記課題解決のため、本発明は、以下の[1]〜[8]を提供する。
[1]直列に連結された2以上の反応器を用い、該反応器内における生体触媒を用いた連続反応によってアクリロニトリルからアクリルアミドを製造する方法において、
一の反応器Aと、反応器Aと上流側で連結された反応器Bとが、両反応器内の反応液の液面よりも下方で連通されており、
反応器A内において、反応液の水位を、反応器Bとの連通口の配設位置と満水位置との間で制御することにより、反応器B内の反応液の液量を制御する工程を含むことを特徴とする製造方法。
[2]反応器Aが、反応液を循環させる循環ラインと、反応液を排出する排出ラインとを備え、
反応器Aから排出される反応液の液量及び/又は反応器Aへの循環戻り反応液の液量を調節することにより反応器A内の反応液の水位を制御する、[1]記載の製造方法。
[3]前記2以上の反応器のうち最も下流に位置する反応器における反応液の水位を制御することにより、上流側に位置する他の1以上の反応器内の反応液の液量を制御する、[1]又は[2]記載の製造方法。
[4]前記2以上の反応器のうち最も下流に位置する反応器における反応液の液量に対して、上流側に位置する他の1以上の反応器内の反応液の液量が0.9〜1.2倍量である、[1]〜[3]のいずれかに記載の製造方法。
[1]直列に連結された2以上の反応器を用い、該反応器内における生体触媒を用いた連続反応によってアクリロニトリルからアクリルアミドを製造する方法において、
一の反応器Aと、反応器Aと上流側で連結された反応器Bとが、両反応器内の反応液の液面よりも下方で連通されており、
反応器A内において、反応液の水位を、反応器Bとの連通口の配設位置と満水位置との間で制御することにより、反応器B内の反応液の液量を制御する工程を含むことを特徴とする製造方法。
[2]反応器Aが、反応液を循環させる循環ラインと、反応液を排出する排出ラインとを備え、
反応器Aから排出される反応液の液量及び/又は反応器Aへの循環戻り反応液の液量を調節することにより反応器A内の反応液の水位を制御する、[1]記載の製造方法。
[3]前記2以上の反応器のうち最も下流に位置する反応器における反応液の水位を制御することにより、上流側に位置する他の1以上の反応器内の反応液の液量を制御する、[1]又は[2]記載の製造方法。
[4]前記2以上の反応器のうち最も下流に位置する反応器における反応液の液量に対して、上流側に位置する他の1以上の反応器内の反応液の液量が0.9〜1.2倍量である、[1]〜[3]のいずれかに記載の製造方法。
[5]直列に連結された2以上の反応器を備え、該反応器内における生体触媒を用いた連続反応によってアクリロニトリルからアクリルアミドを製造する装置において、
反応器A内における反応液の水位を検出する検出部と、
反応器Aから排出される反応液の液量及び/又は反応器Aへの循環戻り反応液の液量を調節する制御部と、を備え、
一の反応器Aと、反応器Aと上流側で連結された反応器Bとが、両反応器内の反応液の液面よりも下方に配設された連通口を有することを特徴とする製造装置。
[6]前記制御部は、前記検出部からの信号の入力を受けて、反応器Aから排出される反応液の液量及び/又は循環戻り反応液の液量を調節し、反応器A内における反応液の水位を、反応器Bとの連通口の配設位置と満水位置との間で制御する、[5]記載の製造装置。
[7]反応器Aが、反応液を循環させる循環ラインと、反応液を排出する排出ラインとを備え、
前記制御部は、排出ライン及び/又は循環ラインに設けられたポンプ又は弁である、[5]又は[6]記載の製造装置。
[8]前記連通口は、反応器を連結するラインの接続口、又は、反応器を仕切る隔壁の空隙若しくは間隙である、[5]〜[7]のいずれか一項に記載の製造装置。
反応器A内における反応液の水位を検出する検出部と、
反応器Aから排出される反応液の液量及び/又は反応器Aへの循環戻り反応液の液量を調節する制御部と、を備え、
一の反応器Aと、反応器Aと上流側で連結された反応器Bとが、両反応器内の反応液の液面よりも下方に配設された連通口を有することを特徴とする製造装置。
[6]前記制御部は、前記検出部からの信号の入力を受けて、反応器Aから排出される反応液の液量及び/又は循環戻り反応液の液量を調節し、反応器A内における反応液の水位を、反応器Bとの連通口の配設位置と満水位置との間で制御する、[5]記載の製造装置。
[7]反応器Aが、反応液を循環させる循環ラインと、反応液を排出する排出ラインとを備え、
前記制御部は、排出ライン及び/又は循環ラインに設けられたポンプ又は弁である、[5]又は[6]記載の製造装置。
[8]前記連通口は、反応器を連結するラインの接続口、又は、反応器を仕切る隔壁の空隙若しくは間隙である、[5]〜[7]のいずれか一項に記載の製造装置。
また、本発明は、他の一側面において、以下の[9]〜[14]を提供する。
[9]生体触媒を用いてアクリロニトリルからアクリルアミドを製造する方法において、
2つ以上の連結された反応器の下流側に位置する反応器中の反応液の量を制御することにより、上流側に位置する1つ以上の反応器の液量を制御することを特徴とする、アクリルアミドの製造方法。
[10]2つ以上の連結された反応器の最も下流に位置する反応器の反応液の量を制御することにより、上流側に位置する1つ以上の反応器中の反応液の量を制御することを特徴とする、[9]記載のアクリルアミドの製造方法。
[11]反応液の量を制御する下流側に位置する反応器が、1つ以上の反応液の循環ラインと1つ以上の反応液の送液ラインとを備え、当該送液ラインの送液流量を調整することにより上流側に位置する反応器中の反応液の量を制御することを特徴とする、[9]又は[10]記載のアクリルアミドの製造方法。
[12]反応液の量を制御する下流側に位置する反応器が、反応液の液面の高さを検出する装置を備え、当該液面の高さに応じて反応液の送液流量を調整することを特徴とする、[11]に記載のアクリルアミドの製造方法。
[13]反応液の量を制御する下流側に位置する反応器内の液量に対して、反応液の量が制御された上流側に位置する1つ以上の反応器内の反応液の液量が、0.9〜1.2倍量であることを特徴とする、[9]〜[13]のいずれかに記載のアクリルアミドの製造方法。
[9]生体触媒を用いてアクリロニトリルからアクリルアミドを製造する方法において、
2つ以上の連結された反応器の下流側に位置する反応器中の反応液の量を制御することにより、上流側に位置する1つ以上の反応器の液量を制御することを特徴とする、アクリルアミドの製造方法。
[10]2つ以上の連結された反応器の最も下流に位置する反応器の反応液の量を制御することにより、上流側に位置する1つ以上の反応器中の反応液の量を制御することを特徴とする、[9]記載のアクリルアミドの製造方法。
[11]反応液の量を制御する下流側に位置する反応器が、1つ以上の反応液の循環ラインと1つ以上の反応液の送液ラインとを備え、当該送液ラインの送液流量を調整することにより上流側に位置する反応器中の反応液の量を制御することを特徴とする、[9]又は[10]記載のアクリルアミドの製造方法。
[12]反応液の量を制御する下流側に位置する反応器が、反応液の液面の高さを検出する装置を備え、当該液面の高さに応じて反応液の送液流量を調整することを特徴とする、[11]に記載のアクリルアミドの製造方法。
[13]反応液の量を制御する下流側に位置する反応器内の液量に対して、反応液の量が制御された上流側に位置する1つ以上の反応器内の反応液の液量が、0.9〜1.2倍量であることを特徴とする、[9]〜[13]のいずれかに記載のアクリルアミドの製造方法。
[14]複数の反応器を有する生体触媒を用いたアクリルアミド製造用装置であって、
各反応器間が配管または仕切りの空隙部若しくは間隙部で連結されており、下流側に位置する反応器が、反応液を他の反応器に循環させる循環ラインと、反応液を反応器外に取り出す送液ラインとを備えたことを特徴とする、装置。
各反応器間が配管または仕切りの空隙部若しくは間隙部で連結されており、下流側に位置する反応器が、反応液を他の反応器に循環させる循環ラインと、反応液を反応器外に取り出す送液ラインとを備えたことを特徴とする、装置。
本明細書において、「上流側」とは、直列に連結された反応器の配列方向において、反応原料(アクリロニトリル、水及び生体触媒を含む)を最初に添加する反応器の位置する側をいう。上流側又は下流側とは反応器の相対的な位置関係を意味する。
本発明の製造方法によれば、生体触媒を用いてアクリロニトリルからアクリルアミドを製造する方法において、反応器内の反応液の量を制御することにより触媒の使用量を抑えることができ、アクリルアミドを簡便に低コストで製造することができる。
以下、本発明を実施するための好適な形態について図面を参照しながら説明する。なお、以下に説明する実施形態は、本発明の代表的な実施形態の一例を示したものであり、これにより本発明の範囲が狭く解釈されることはない。
本発明に係るアクリルアミドの製造方法は、原料(アクリロニトリル、水及び生体触媒を含む)を反応器へ連続的又は間欠的に供給し、反応器内の反応混合物(以下「反応液」ともいう)を、全量抜き出すことなく、連続的又は間欠的に取り出す反応(いわゆる連続反応)である。図1に、本発明に係るアクリルアミドの製造方法に用いられる装置の好適な実施形態を示す。連続反応装置12は、直列に連結された2以上の反応器(反応器1a〜1h)を備え、各反応器内における生体触媒を用いた連続反応によってアクリロニトリルと水からアクリルアミドを製造するものである。具体的には、連続反応装置12では、最も上流に位置する反応器1a及びこれに連結された反応器1bに初めて反応させる原料を添加して反応を開始させ、反応液を順次下流側に位置する反応器へ移動させながら反応を進行させる。そして、最も下流に位置する反応器1hから生成したアクリルアミドを含む反応液を回収する。
反応器の数は特には限定されず、反応条件等に応じて適宜選択することができる。例えば、2〜12個が好ましく、2〜10個がより好ましく、2〜8個がさらに好ましい。反応器には、必要に応じて並列的に連結されたものが存在してもかまわない。反応器は、それぞれが独立したものであってもよく、大きな反応器を隔壁により複数に仕切ったものであってもよい。隔壁により仕切られた反応器である場合、隔壁で分けられたそれぞれの空間を1つの反応器とみなす。
反応器の形式は、特には限定されず、例えば、撹拌型、固定層型、流動層型、移動層型、塔型及び管型等、種々の形式の反応器を用いることができる。これらの中でも、原料の分散及び混合を促進できる撹拌型が好ましい。形式の異なる反応器を組み合わせて連結することもできる。
撹拌装置としては撹拌翼が好ましい。撹拌翼の形状も特には限定されるものではなく、例えば、パドル、ディスクタービン、プロペラ、ヘリカルリボン、アンカー、ファウドラー等が挙げられる。
アクリロニトリルは、アクリロニトリル供給ライン2により最上流の反応器1a及びその下流に連結された反応器1bに供給される。また、水及び触媒は、それぞれ水供給ライン3及び触媒供給ライン4により、反応器1aに供給される。符号5は、反応器1a、1b、1cへのアルカリ添加ラインを示す。
原料の供給は、最も上流に位置する反応器1aに限定されず、それよりも下流側に位置する反応器(例えば反応器1b)にも供給することができる。
アクリロニトリルの種類は、特に限定されず、市販のものが使用できる。生体触媒の使用量を低減させるために、シアン濃度が3ppm以下であるアクリロニトリルを使用することが好ましい。
水(原料水)は、アクリルアミドを生成する際に、アクリロニトリルとの水和反応に利用されるものである。水としては、純水;酸、塩類等を水に溶解した水溶液等が挙げられる。酸としては、リン酸、酢酸、クエン酸、ホウ酸、アクリル酸、ギ酸等が挙げられる。塩類としては、前記酸のナトリウム塩、カリウム塩、アンモニウム塩等が挙げられる。水の具体例としては、特に限定されるものではないが、例えば、純水、超純水、市水等の水;トリス緩衝液、リン酸緩衝液、酢酸緩衝液、クエン酸緩衝液、ホウ酸緩衝液などの緩衝液が挙げられる。原料水のpH(20℃)は、5〜9が好ましい。
生体触媒には、目的とする反応を触媒する酵素を含有する動物細胞、植物細胞、細胞小器官、菌体(生菌体又は死滅体)もしくはその処理物が含まれる。処理物としては、細胞、細胞小器官又は菌体から抽出された粗酵素又は精製酵素、さらに動物細胞、植物細胞、細胞小器官、菌体(生菌体又は死滅体)又は酵素自体を包括法、架橋法、担体結合法等で固定化したものが挙げられる。
動物細胞としては、サル細胞COS−7、Vero、CHO細胞、マウスL細胞、ラットGH3、ヒトFL細胞等を挙げることができる。植物細胞としては、タバコBY−2細胞等を挙げることができる。
菌体としては、例えば、ノカルディア(Nocardia)属、コリネバクテリウム(Corynebacterium)属、バチルス(Bacillus)属、シュードモナス(Pseudomonas)属、ミクロコッカス(Micrococcus)属、ロドコッカス(Rhodococcus)属、アシネトバクター(Acinetobacter)属、キサントバクター(Xanthobacter)属、ストレプトマイセス(Streptomyces)属、リゾビウム(Rhizobium)属、クレブシエラ(Klebsiella)属、エンテロバクター(Enterobacter)属、エルウィニア(Erwinia)属、エアロモナス(Aeromonas)属、シトロバクター(Citrobacter)属、アクロモバクター(Achromobacter)属、アグロバクテリウム(Agrobacterium)属又はシュードノカルディア(Pseudonocardia)属に属する微生物等が挙げられる。
これらの動物細胞、植物細胞、細胞小器官又は菌体には、野生型のものだけでなく遺伝子が改変されたものも含まれる。
固定化の方法の1つである包括法とは、菌体又は酵素を高分子ゲルの微細な格子の中に包み込むか、半透膜性の高分子の皮膜によって被覆する方法である。架橋法とは、酵素を2個又はそれ以上の官能基を持った試薬(多官能性架橋剤)で架橋する方法である。担体結合法とは、水不溶性の担体に酵素を結合させる方法である。固定化に用いる固定化担体としては、例えば、ガラスビーズ、シリカゲル、ポリウレタン、ポリアクリルアミド、ポリビニルアルコール、カラギーナン、アルギン酸、寒天、ゼラチン等が挙げられる。
酵素としては、例えば、前記微生物等が産生するニトリルヒドラターゼが挙げられる。
反応液中には、炭素数2以上の水溶性モノカルボン酸塩を添加することができる。水溶性モノカルボン酸塩を添加するタイミングは特には限定されず、最も上流側に位置する反応器中に添加し、当該反応液中に含まれる水溶性モノカルボン酸塩が反応液とともに下流側に移動することにより、各反応器中の反応液に含まれるようにすることもできる。また、反応を開始する前または反応を開始した後に、各反応器中に添加してもよい。
炭素数2以上の水溶性モノカルボン酸塩を添加することにより、反応液中でのアクリルアミドの安定性を向上させることができる。
水溶性モノカルボン酸塩は、飽和モノカルボン酸塩及び不飽和モノカルボン酸塩のいずれでもよい。飽和カルボン酸としては、酢酸、プロピオン酸、n−カプロン酸などが挙げられる。不飽和カルボン酸としてはアクリル酸、メタクリル酸、ビニル酢酸などが挙げられる。塩としては、前記飽和モノカルボン酸又は不飽和モノカルボン酸のナトリウム塩、カリウム塩、アンモニウム塩が挙げられる。これらの水溶性モノカルボン酸塩は、1種を単独で使用することもできるし、2種以上を併用することもできる。
水溶性モノカルボン酸塩の添加量は、生成するアクリルアミドに対し、酸として20〜5000mg/kgが好ましい。
アクリロニトリルを水和してアクリルアミドを生成させる反応のpHは、6〜9が好ましく、より好ましくは7〜8.5である。pH測定方法は、指示薬法、金属電極法、ガラス電極法、半導体センサ法などあるが、工業的に広く利用されているガラス電極法による測定が好ましい。
アクリロニトリルを水和する際の反応温度(反応液の温度)は、特には限定されないが、10〜50℃であることが好ましく、15〜40℃であることがより好ましく、20〜35℃であることがさらに好ましい。反応温度を10℃以上とすることにより、生体触媒の反応活性を充分に高めることができる。また、反応温度を50℃以下とすることにより、生体触媒の失活を防ぐことができる。また、反応器の除熱負荷を低減させるために、供給する水またはアクリロニトリルは、反応温度よりも5℃以上低くして供給することが好ましい。
反応器1aと反応器1bは連結管6によって連通されており、反応器1a及び反応器1b内の連結管6の連通口は、それぞれの反応器内の反応液の液面よりも下方に位置するように配設されている。同様に、反応器1b〜1gは、それぞれその下流の反応器1c〜1hに連結管6によって連通されている。
連結管6の連通口の位置は、高さ方向で反応器の底面を0%、反応器の上面を100%とした場合、70%以下の位置が好ましい。70%以下の位置とすることにより、生産量の変動に合わせた反応液量の調整範囲が広くなる。
反応器の連結の態様は、連結管6により独立した反応器間を連結して反応液の通流を可能とする態様の他、反応器を仕切る隔壁を設け、当該隔壁に設けた空隙若しくは間隙を介して反応液を通流させる態様も採用できる。この場合、空隙若しくは間隙が連結管6の連通口に相当するものとなり、それぞれの空隙若しくは間隙が反応器内の反応液の液面よりも下方に位置するように配設される。
最下流の反応器1hには、反応器内における反応液の水位を検出する、液面高さ検出装置10が配設されている。また、反応器1hには、反応液を外部に排出する排出ライン8と、反応液を反応器1h内に循環させる循環ライン9が接続されている。排出ライン8は、循環ライン9から分岐している。符号7及び11は、循環ライン9に設けられたポンプと、排出ライン8に設けられた排出流量調節装置を示す。排出流量調節装置11は、通常用いられるバルブであってよい。排出流量調節装置11は、液面高さ検出装置10からの信号の出力を受け、反応器1hからの反応液の排出量と循環量を制御する。
液面高さ検出装置10としては、金属管式レベル計、フロートタイプレベル計、圧力式レベル計、超音波レベル計、マイクロ波レベル計などを用いることができる。
排出ライン8は独立したラインでもよく、図に示したように循環ライン9から分岐させたラインでもよい。反応液の排出にはポンプを利用できる。ポンプの種類としては、遠心ポンプ、軸流ポンプ、斜流ポンプなどの非容積ポンプや、回転ポンプ、往復ポンプなどの容積ポンプが利用できる。
連続反応装置12では、排出流量調節装置11が液面高さ検出装置10からの信号の出力を受けて、反応器1hから排出される反応液の液量及び/又は反応器Aへの循環戻り反応液の液量を調節し、反応器1h内における反応液の水位を、連結管6の連通口の配設位置と満水位置との間で制御する。これによって、連続反応装置12では、反応器1hの上流側に位置する反応器1a〜1gの反応液の液量を任意に制御することができる。
好ましい態様としては、最も下流に位置する反応器1h内における反応液の水位を制御することにより、上流側に位置する1つ以上の反応器内の液量を制御する。上流側に位置する反応器すべての液量を制御することがより好ましい。
反応液中の圧力は、液面からの距離(反応液の深さ)に比例して上昇する。連結管6の連通口を、それぞれの反応器内の反応液の液面よりも下方に位置するように配設することにより、隣り合う上流側と下流側の反応器の連通口の配設位置における、液深による反応液の圧力が等しくなるので、反応液の液面から連通口の配設位置までの深さが、下流側反応器と上流側反応器とで等しくなる。
下流側に位置する反応器内の反応液の液面の高さを調整することにより、上流側に位置する反応器内の反応液の液面の高さを下流側に位置する反応液中の反応液の液面の高さに揃えることができる。
連結管6の圧力損失が大きすぎる場合は、下流側に位置する反応器内の反応液の液面よりも上流側に位置する反応液の液面の高さは損失水頭に相当する分、液面が高くなるため、圧力損失は小さくした方が好ましい。
工業規模の製造において圧力損失を小さくする方法としては、例えば、連結管6の内径を調整する方法が考えられるが、具体的な内径のサイズは、反応器の大きさや連結管6の位置(反応液の液面からの距離)等に応じて適宜選択することができる。
例えば、5〜10L程度の反応器を連結して反応を行う場合、連結管6の内径を5〜150mmが好ましく、10〜100mmがより好ましい。内径を5mm以上とすることにより、連結管6での圧力損失を抑制することができ、上流側に位置する反応器内の反応液の液面が上昇して反応器から溢流するのを防ぐことができる。内径を150mm以下とすることにより、配管材料のコストを抑制することができる。なお、連結管6の形状が円形でない場合、相当直径として5〜150mmが好ましいことを意味する。3以上の反応器を連結管6で連結させる場合、各連結管6の内径や位置は同じであっても異なっていてもよい。それらは、反応条件等に応じて適宜選択することができる。
上流側に位置する反応器と下流側に位置する反応器の連結部(連結管6の連通口又は隔壁の空隙や間隙)の位置を常に液面よりも低い位置に設置し、その内径を調整することにより、上流側に位置する反応器と下流側に位置する反応器の反応液の液面が同じ高さになり、液深による圧力を均一化することができる。これによって、最下流の反応器内の反応液の水位を制御することにより、上流側に位置する反応液の液量を制御することが可能となる。さらに連結管6における圧力損失を低減させることにより、下流側反応器の液量を所望の液量に制御し易くなる。
以上のように、連続反応装置12では、反応器1hの上流側に位置する反応器1a〜1gの反応液の液量を任意に制御することができる。従って、連続反応装置12では、生産量に応じて反応液量を制御して当該生産量に適した反応器内の滞留時間を簡便に実現することができ、これによって生体触媒の使用量を抑制することが可能となる。
なお、反応液の滞留時間(反応時間)は限定されないが、1〜30時間であることが好ましく、2〜20時間であることがより好ましい。ここで滞留時間とは、反応液の総容積[m3](全反応器における反応液量の合計)を反応器から連続的に取り出す反応混合物の流量[m3/hr]で除した値である。また、生体触媒の使用量は、用いる生体触媒の種類及び形態に応じて適宜選択することができる。例えば、反応器に供給する生体触媒の活性は、反応温度10℃で乾燥菌体1mg当たり50〜500U程度であることが好ましい。本明細書において単位U(ユニット)とは、1分間にアクリロニトリルからアクリルアミドを1マイクロモル生成させることを意味する。
上流側に位置する各反応器内の反応液の量は、反応器1hの反応液の液量に対して、0.9〜1.2倍量であることが好ましい。0.9倍量以上とすることにより、反応器の容積を大きくすることができ充分な反応時間を得ることができる。また、1.2倍量以下とすることにより、反応容積が大きくなりすぎて反応器内の触媒の滞留時間が増加して触媒が失活するのを防ぐことができる。
本実施形態では、排出流量調節装置11に、液面高さ検出装置10からの信号の出力を受けて、反応器1hから排出される反応液の液量及び/又は排出後に循環される反応液の液量を調節する機能を付与する例を説明したが、同機能はポンプ7に付与してもよいものとする。
以下、実施例及び比較例を示して本発明を詳細に説明する。ただし、本発明は以下の記載によって限定されるものではない。なお、アクリルアミド水溶液の濃度「質量%」は、単に「%」と表記することもある。
[実施例1]
(生体触媒の調整)
ニトリルヒドラターゼ活性を有するロドコッカス・ロドクロウス(Rodococcus rhodochrous)J1株(受託番号 FERM BP−1478として独立行政法人 産業技術総合研究所 特許生物寄託センター(日本国茨城県つくば市東1丁目1番地1中央第6)に1987年9月18日に寄託されている)を、グルコース2%、尿素1%、ペプトン0.5%、酵母エキス0.3%、塩化コバルト6水和物0.01%(何れも質量%)を含む培地(pH7.0)により30℃で好気的に培養した。これを遠心分離機及び0.1%アクリル酸ナトリウム水溶液(pH7.0)を用いて、集菌および洗浄して菌体懸濁液(乾燥菌体15質量%)を得た。
(生体触媒の調整)
ニトリルヒドラターゼ活性を有するロドコッカス・ロドクロウス(Rodococcus rhodochrous)J1株(受託番号 FERM BP−1478として独立行政法人 産業技術総合研究所 特許生物寄託センター(日本国茨城県つくば市東1丁目1番地1中央第6)に1987年9月18日に寄託されている)を、グルコース2%、尿素1%、ペプトン0.5%、酵母エキス0.3%、塩化コバルト6水和物0.01%(何れも質量%)を含む培地(pH7.0)により30℃で好気的に培養した。これを遠心分離機及び0.1%アクリル酸ナトリウム水溶液(pH7.0)を用いて、集菌および洗浄して菌体懸濁液(乾燥菌体15質量%)を得た。
(アクリロニトリルからアクリルアミドへの反応)
反応器として、ジャケット冷却付撹拌器(内径18cm、高さ26cm、内容積6.6L)を4器直列に連結した。各反応器の連結は、反応器底面から5cmの位置に内径15mmのSUS製の管(仕切り弁付き)を取り付けた。各反応器には4枚傾斜パドル翼(傾斜角度45°、翼径8cm)を配設した。原料を供給する上流側の反応器から第1器、第2器、第3器、第4器とし、反応液を反応器外へ取り出す最下流の反応器を第4器とした。第4器の反応器出口には、反応液をポンプにより第4器へ戻す循環ラインを設けた。
反応器として、ジャケット冷却付撹拌器(内径18cm、高さ26cm、内容積6.6L)を4器直列に連結した。各反応器の連結は、反応器底面から5cmの位置に内径15mmのSUS製の管(仕切り弁付き)を取り付けた。各反応器には4枚傾斜パドル翼(傾斜角度45°、翼径8cm)を配設した。原料を供給する上流側の反応器から第1器、第2器、第3器、第4器とし、反応液を反応器外へ取り出す最下流の反応器を第4器とした。第4器の反応器出口には、反応液をポンプにより第4器へ戻す循環ラインを設けた。
また、循環ラインは分岐させて、反応液を反応器外へ取り出す排出ラインを設置した。反応液を取り出す排出ラインには、取り出す反応液の流量を調節する弁を設置した。第4器には超音波式の液面計を設置し、液面計と排出ラインに設置した流量調節弁とを連動させることで、第4器の反応液の液量を任意に制御できるようにした。各反応器にはpH制御計を設置し、反応液のpHを任意にコントロールできるようにした。
本実施例では、反応器から取り出すアクリルアミド水溶液の目的濃度を50%以上とした。
(アクリルアミド生産量40kg/日)
(1)反応器間を繋ぐ連結管の弁を閉じた。
(2)反応器1器目から4器目まで、それぞれ、35%、45%、50%、50%の濃度のアクリルアミド水溶液を4Lずつ、反応器へ導入した。
(3)反応器1器目から4器目まで、前記菌体懸濁液を10gそれぞれ添加した。
(4)反応器間を繋ぐ連結管の弁を開けた。
(5)第1器目に原料水(pH7.0)を2040g/hrで、アクリロニトリルを750g/hrで、菌体懸濁液を12g/hrで、第2器目にはアクリロニトリルのみ500g/hrで連続的に供給して、アクリルアミドの生産量を40kg/日とした条件で連続反応を開始した。連続反応中は、反応液のpHが7.0となるように、各反応器に1%水酸化ナトリウム水溶液を添加した。
(6)第4器内の反応液量が4Lとなるように、液面計と反応液を取り出す排出ラインの流量調節弁を連動させて制御した。
(1)反応器間を繋ぐ連結管の弁を閉じた。
(2)反応器1器目から4器目まで、それぞれ、35%、45%、50%、50%の濃度のアクリルアミド水溶液を4Lずつ、反応器へ導入した。
(3)反応器1器目から4器目まで、前記菌体懸濁液を10gそれぞれ添加した。
(4)反応器間を繋ぐ連結管の弁を開けた。
(5)第1器目に原料水(pH7.0)を2040g/hrで、アクリロニトリルを750g/hrで、菌体懸濁液を12g/hrで、第2器目にはアクリロニトリルのみ500g/hrで連続的に供給して、アクリルアミドの生産量を40kg/日とした条件で連続反応を開始した。連続反応中は、反応液のpHが7.0となるように、各反応器に1%水酸化ナトリウム水溶液を添加した。
(6)第4器内の反応液量が4Lとなるように、液面計と反応液を取り出す排出ラインの流量調節弁を連動させて制御した。
第1器から第4器の反応液温度がそれぞれ20、21、22、23℃となるようにジャケットの冷却水(5℃)を用いて温度制御した。
連続反応開始から1日後、第4器の排出ラインから流出する反応液中のアクリルアミド濃度を屈折計(ATAGO RX−7000α)により測定した。目的とするアクリルアミド濃度である50.5%のアクリルアミドが検出された。
次に、菌体懸濁液の供給のみ10g/hrに変更し、第4器内の反応液量が6Lとなるように、液面計と反応液を取り出す排出ラインの流量調節弁を連動させて制御した以外は、前記反応と同様に反応させた。
反応条件を変更してから1日後、第4器の排出ラインから流出する反応液中のアクリルアミド濃度を前記屈折計により測定した。目的とするアクリルアミド濃度である50.6%のアクリルアミドが検出された。
アクリルアミドの濃度測定後、反応器への全ての原料供給を停止し、循環ラインのポンプおよび排出ラインからの反応液取り出しを停止し、各反応器の連結管の弁を閉止した。各反応器の反応液を全量抜き出し、メスシリンダーにより容積を測定したところ、第1器、第2器、第3器、第4器の各反応器に存在した反応液の容積は、それぞれ6.2L、6.1L、6.0L、5.9Lであった。
[比較例1]
反応器の連結管を設置する代わりに反応液の液量が4Lとなるように、各反応器の底面から16cmの位置にオーバーフロー管(SUS製:内径15mm)を設置して下流側反応器へ反応液を送液するようにし、第4器のオーバーフロー管より反応液を反応器外へ取り出すようにした以外は、実施例1と同様にアクリロニトリルからアクリルアミドを生成させた。
反応器の連結管を設置する代わりに反応液の液量が4Lとなるように、各反応器の底面から16cmの位置にオーバーフロー管(SUS製:内径15mm)を設置して下流側反応器へ反応液を送液するようにし、第4器のオーバーフロー管より反応液を反応器外へ取り出すようにした以外は、実施例1と同様にアクリロニトリルからアクリルアミドを生成させた。
実施例1と同様に、菌体懸濁液の供給のみを10g/hrに変更してから1日後、第4器のオーバーフロー管から流出する反応液のアクリルアミド濃度を測定した。目的とするアクリルアミド濃度よりも低い46.2%のアクリルアミドが検出された。
実施例1と同様に、各反応器の反応液量を測定したところ、第1器、第2器、第3器、第4器の各反応器に存在した反応液の容積は、それぞれ4.2L、4.1L、4.0L、3.9Lであった。
[実施例2]
(アクリルアミド生産量80kg/日)
実施例1と同様の反応器を使用した。
(1)反応器間を繋ぐ連結管の弁を閉じた。
(2)反応器1器目から4器目まで、それぞれ、35%、45%、50%、50%の濃度のアクリルアミド水溶液を6Lずつ、反応器へ導入した。
(3)反応器1器目から4器目まで、実施例1で作成した菌体懸濁液を15gそれぞれ添加した。
(4)反応器間を繋ぐ連結管の弁を開けた。
(5)第1器目に原料水(pH7.0)を4090g/hrで、アクリロニトリルを1500g/hrで、菌体懸濁液を32g/hrで、第2器目にはアクリロニトリルのみ1000g/hrで連続的に供給して、アクリルアミドの生産量を80kg/日とした条件で連続反応を開始した。連続反応中は、反応液のpHが7.0となるように、各反応器に1%水酸化ナトリウム水溶液を添加した。
(6)第4器内の反応液量が6Lとなるように、液面計と反応液を取り出す排出ラインの流量調節弁を連動させて制御した。
(アクリルアミド生産量80kg/日)
実施例1と同様の反応器を使用した。
(1)反応器間を繋ぐ連結管の弁を閉じた。
(2)反応器1器目から4器目まで、それぞれ、35%、45%、50%、50%の濃度のアクリルアミド水溶液を6Lずつ、反応器へ導入した。
(3)反応器1器目から4器目まで、実施例1で作成した菌体懸濁液を15gそれぞれ添加した。
(4)反応器間を繋ぐ連結管の弁を開けた。
(5)第1器目に原料水(pH7.0)を4090g/hrで、アクリロニトリルを1500g/hrで、菌体懸濁液を32g/hrで、第2器目にはアクリロニトリルのみ1000g/hrで連続的に供給して、アクリルアミドの生産量を80kg/日とした条件で連続反応を開始した。連続反応中は、反応液のpHが7.0となるように、各反応器に1%水酸化ナトリウム水溶液を添加した。
(6)第4器内の反応液量が6Lとなるように、液面計と反応液を取り出す排出ラインの流量調節弁を連動させて制御した。
第1器から第4器の反応液温度がそれぞれ20、21、22、23℃となるようにジャケットの冷却水(5℃)を用いて温度制御した。
連続反応開始から1日後、第4器の排出ラインから流出する反応液中のアクリルアミド濃度を実施例1と同様に測定した。目的とするアクリルアミド濃度である50.5%のアクリルアミドが検出された。
実施例1と同様に、各反応器の反応液量を測定した。第1器、第2器、第3器、第4器の各反応器に存在した反応液の容積は、それぞれ6.2L、6.1L、6.0L、5.9Lであった。
[比較例2]
比較例1と同様の反応器を使用し、各反応器の反応液量を4Lとした以外は実施例2と同様に連続反応を行った。
比較例1と同様の反応器を使用し、各反応器の反応液量を4Lとした以外は実施例2と同様に連続反応を行った。
連続反応開始から1日後、第4器のオーバーフロー管から流出する反応液中のアクリルアミド濃度を実施例2と同様に測定した。目的とするアクリルアミド濃度よりも低い45.1%のアクリルアミドが検出された。
実施例1と同様に、各反応器の反応液量を測定した。第1器、第2器、第3器、第4器の各反応器に存在した反応液の容積は、それぞれ4.2L、4.1L、4.0L、3.9Lであった。
[実施例3]
(アクリルアミド生産量80kg/日)
第1器から第4器の反応液温度が全て38℃となるようにジャケットの冷却水(5℃)を用いて温度制御し、第4器内の反応液量が2Lとなるように、液面計と反応液を取り出す排出ラインの流量調節弁を連動させて制御した以外は、実施例2と同様に反応させた。
(アクリルアミド生産量80kg/日)
第1器から第4器の反応液温度が全て38℃となるようにジャケットの冷却水(5℃)を用いて温度制御し、第4器内の反応液量が2Lとなるように、液面計と反応液を取り出す排出ラインの流量調節弁を連動させて制御した以外は、実施例2と同様に反応させた。
連続反応開始から1日後、第4器の排出ラインから流出する反応液中のアクリルアミド濃度を実施例1と同様に測定した。目的とするアクリルアミド濃度である50.3%のアクリルアミドが検出された。
実施例1と同様に、各反応器の反応液量を測定した。第1器、第2器、第3器、第4器の各反応器に存在した反応液の容積は、それぞれ2.2L、2.1L、2.0L、1.9Lであった。
[比較例3]
比較例1と同様の反応器を使用し、各反応器の反応液量を4Lとした以外は実施例3と同様に連続反応を行った。
比較例1と同様の反応器を使用し、各反応器の反応液量を4Lとした以外は実施例3と同様に連続反応を行った。
連続反応開始から1日後、第4器の排出ラインから流出する反応液中のアクリルアミド濃度を実施例1と同様に測定した。目的とするアクリルアミド濃度よりも低い48.7%のアクリルアミドが検出された。
実施例1と同様に、各反応器の反応液量を測定した。第1器、第2器、第3器、第4器の各反応器に存在した反応液の容積は、それぞれ4.2L、4.1L、4.0L、3.9Lであった。
[実施例4]
(アクリルアミド生産量20kg/日)
実施例1と同様の反応器を使用した。
(1)反応器間を繋ぐ連結管の弁を閉じた。
(2)反応器1器目から4器目まで、それぞれ、35%、45%、50%、50%の濃度のアクリルアミド水溶液を2Lずつ、反応器へ導入した。
(3)反応器1器目から4器目まで、実施例1で作成した菌体懸濁液を5gそれぞれ添加した。
(4)反応器間を繋ぐ連結管の弁を開けた。
(5)第1器目に原料水(pH7.0)を1020g/hrで、アクリロニトリルを375g/hrで、菌体懸濁液を5g/hrで、第2器目にはアクリロニトリルのみ250g/hrで連続的に供給して、アクリルアミドの生産量を20kg/日とした条件で連続反応を開始した。連続反応中は、反応液のpHが7.0となるように、各反応器に1%水酸化ナトリウム水溶液を添加した。
(6)第4器内の反応液量が2Lとなるように、液面計と反応液を取り出す排出ラインの流量調節弁を連動させて制御した。
(アクリルアミド生産量20kg/日)
実施例1と同様の反応器を使用した。
(1)反応器間を繋ぐ連結管の弁を閉じた。
(2)反応器1器目から4器目まで、それぞれ、35%、45%、50%、50%の濃度のアクリルアミド水溶液を2Lずつ、反応器へ導入した。
(3)反応器1器目から4器目まで、実施例1で作成した菌体懸濁液を5gそれぞれ添加した。
(4)反応器間を繋ぐ連結管の弁を開けた。
(5)第1器目に原料水(pH7.0)を1020g/hrで、アクリロニトリルを375g/hrで、菌体懸濁液を5g/hrで、第2器目にはアクリロニトリルのみ250g/hrで連続的に供給して、アクリルアミドの生産量を20kg/日とした条件で連続反応を開始した。連続反応中は、反応液のpHが7.0となるように、各反応器に1%水酸化ナトリウム水溶液を添加した。
(6)第4器内の反応液量が2Lとなるように、液面計と反応液を取り出す排出ラインの流量調節弁を連動させて制御した。
第1器から第4器の反応液温度が全て30℃となるようにジャケットの冷却水(5℃)を用いて温度制御した。
連続反応開始から1日後、第4器の排出ラインから流出する反応液中のアクリルアミド濃度を実施例1と同様に測定した。目的とするアクリルアミド濃度である50.7%のアクリルアミドが検出された。
実施例1と同様に、各反応器の反応液量を測定した。第1器、第2器、第3器、第4器の各反応器に存在した反応液の容積は、それぞれ2.2L、2.1L、2.0L、1.9Lであった。
[比較例4]
比較例1と同様の反応器を使用し、各反応器の反応液量を4Lとした以外は実施例4と同様に連続反応を行った。
比較例1と同様の反応器を使用し、各反応器の反応液量を4Lとした以外は実施例4と同様に連続反応を行った。
連続反応開始から1日後、第4器の排出ラインから流出する反応液中のアクリルアミド濃度を実施例1と同様に測定した。目的とするアクリルアミド濃度よりも低い42.0%のアクリルアミドが検出された。
実施例1と同様に、各反応器の反応液量を測定した。第1器、第2器、第3器、第4器の各反応器に存在した反応液の容積は、それぞれ4.2L、4.1L、4.0L、3.9Lであった。
本発明の製造方法によれば、生体触媒を用いてアクリルアミドを連続的に製造する方法において、操作性よく反応液量を制御できるので滞留時間の調整が容易であり、生体触媒の使用量を抑制することで低コストでアクリルアミドを製造することができる。
1 反応器
2 アクリロニトリル供給ライン
3 水供給ライン
4 触媒供給ライン
5 アルカリ添加ライン
6 連結管
7 循環ポンプ
8 排出ライン
9 循環ライン
10 液面高さ検出装置
11 排出流量調節装置
12 連続反応装置
2 アクリロニトリル供給ライン
3 水供給ライン
4 触媒供給ライン
5 アルカリ添加ライン
6 連結管
7 循環ポンプ
8 排出ライン
9 循環ライン
10 液面高さ検出装置
11 排出流量調節装置
12 連続反応装置
Claims (8)
- 直列に連結された2以上の反応器を用い、該反応器内における生体触媒を用いた連続反応によってアクリロニトリルからアクリルアミドを製造する方法において、
一の反応器Aと、反応器Aと上流側で連結された反応器Bとが、両反応器内の反応液の液面よりも下方で連通されており、
反応器A内において、反応液の水位を、反応器Bとの連通口の配設位置と満水位置との間で制御することにより、反応器B内の反応液の液量を制御する工程を含むことを特徴とする製造方法。 - 反応器Aが、反応液を循環させる循環ラインと、反応液を排出する排出ラインとを備え、
排出される反応液の液量及び/又は反応器Aへの循環戻り反応液の液量を調節することにより反応器A内の反応液の水位を制御する、請求項1記載の製造方法。 - 前記2以上の反応器のうち最も下流に位置する反応器における反応液の水位を制御することにより、上流側に位置する他の1以上の反応器内の反応液の液量を制御する、請求項1又は2記載の製造方法。
- 前記2以上の反応器のうち最も下流に位置する反応器における反応液の液量に対して、上流側に位置する他の1以上の反応器内の反応液の液量が0.9〜1.2倍量である、請求項1〜3のいずれか一項に記載の製造方法。
- 直列に連結された2以上の反応器を備え、該反応器内における生体触媒を用いた連続反応によってアクリロニトリルからアクリルアミドを製造する装置において、
反応器A内における反応液の水位を検出する検出部と、
反応器Aから排出される反応液の液量及び/又は反応器Aへの循環戻り反応液の液量を調節する制御部と、を備え、
一の反応器Aと、反応器Aと上流側で連結された反応器Bとが、両反応器内の反応液の液面よりも下方に配設された連通口を有することを特徴とする製造装置。 - 前記制御部は、前記検出部からの信号の入力を受けて、反応器Aから排出される反応液の液量及び/又は反応器Aへの循環戻り反応液の液量を調節し、反応器A内における反応液の水位を、反応器Bとの連通口の配設位置と満水位置との間で制御する、請求項5記載の製造装置。
- 反応器Aが、反応液を循環させる循環ラインと、反応液を排出する排出ラインとを備え、
前記制御部は、排出ライン及び/又は循環ラインに設けられたポンプ又は弁である、請求項5又は6記載の製造装置。 - 前記連通口は、反応器を連結するラインの接続口、又は、反応器を仕切る隔壁の空隙若しくは間隙である、請求項5〜7のいずれか一項に記載の製造装置。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014121049 | 2014-06-12 | ||
JP2014121049 | 2014-06-12 | ||
PCT/JP2015/002798 WO2015190067A1 (ja) | 2014-06-12 | 2015-06-02 | アクリルアミドの製造方法及び製造装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPWO2015190067A1 true JPWO2015190067A1 (ja) | 2017-04-20 |
Family
ID=54833184
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2015541354A Pending JPWO2015190067A1 (ja) | 2014-06-12 | 2015-06-02 | アクリルアミドの製造方法及び製造装置 |
Country Status (7)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20170101614A1 (ja) |
JP (1) | JPWO2015190067A1 (ja) |
KR (1) | KR20160145178A (ja) |
AU (1) | AU2015272961A1 (ja) |
BR (1) | BR112016028090A8 (ja) |
RU (1) | RU2641262C1 (ja) |
WO (1) | WO2015190067A1 (ja) |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4672161B2 (ja) | 2000-03-29 | 2011-04-20 | 三井化学株式会社 | アミド化合物の製造方法 |
DE10120555A1 (de) * | 2001-04-26 | 2002-10-31 | Stockhausen Chem Fab Gmbh | Verfahren zur Herstellung einer wässrigen Acrylamidlösung mit einem Biokataysator |
CN101970675B (zh) | 2008-03-14 | 2016-06-01 | 大野绿水株式会社 | 酰胺化合物的制造方法 |
JP5659790B2 (ja) * | 2008-10-03 | 2015-01-28 | 三菱レイヨン株式会社 | アクリルアミドの製造方法 |
US8980588B2 (en) * | 2009-12-25 | 2015-03-17 | Mitsubishi Rayon Co., Ltd. | Method for producing acrylamide using microbial catalyst |
WO2012039407A1 (ja) | 2010-09-24 | 2012-03-29 | 三井化学株式会社 | アミド化合物の製造方法およびアミド化合物の製造装置 |
-
2015
- 2015-06-02 RU RU2016152248A patent/RU2641262C1/ru not_active IP Right Cessation
- 2015-06-02 AU AU2015272961A patent/AU2015272961A1/en not_active Abandoned
- 2015-06-02 BR BR112016028090A patent/BR112016028090A8/pt not_active Application Discontinuation
- 2015-06-02 JP JP2015541354A patent/JPWO2015190067A1/ja active Pending
- 2015-06-02 US US15/317,292 patent/US20170101614A1/en not_active Abandoned
- 2015-06-02 WO PCT/JP2015/002798 patent/WO2015190067A1/ja active Application Filing
- 2015-06-02 KR KR1020167032224A patent/KR20160145178A/ko not_active Application Discontinuation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
BR112016028090A8 (pt) | 2018-01-02 |
AU2015272961A1 (en) | 2017-01-12 |
KR20160145178A (ko) | 2016-12-19 |
RU2641262C1 (ru) | 2018-01-16 |
WO2015190067A1 (ja) | 2015-12-17 |
US20170101614A1 (en) | 2017-04-13 |
BR112016028090A2 (pt) | 2017-08-22 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6881563B2 (ja) | アクリルアミドの製造方法 | |
JP5831231B2 (ja) | 微生物触媒を用いたアクリルアミドの製造方法 | |
JP5659790B2 (ja) | アクリルアミドの製造方法 | |
JP5630017B2 (ja) | アミド化合物の製造方法 | |
JP2014176344A (ja) | 反応経過を監視することを特徴とするアミド化合物の製造方法およびアミド化合物の製造装置 | |
KR101975068B1 (ko) | 아크릴아미드의 제조 방법 | |
WO2015190067A1 (ja) | アクリルアミドの製造方法及び製造装置 | |
KR101774674B1 (ko) | 아크릴아미드의 제조 방법 | |
KR20080099323A (ko) | (메타)아크릴아미드의 제조방법 | |
JP5849428B2 (ja) | 微生物触媒を用いた化合物の製造方法 | |
EP2711355A1 (en) | Method for producing acrylamide aqueous solution |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20170330 |