煙酰胺、煙酸化學法制備工藝優(yōu)化及分離新工藝研究.pdf

1、煙酰胺和煙酸是重要的飼料添加劑，可提高畜禽的抗病、防病能力，加快生長速度，降低飼料成本。近幾年國外規(guī)模性工業(yè)生產(chǎn)不斷擴大,生產(chǎn)能力也逐年提高，有數(shù)據(jù)顯示，2007年全球煙酰胺、煙酸總生產(chǎn)能力近6萬噸/年。預計到2012年，全球煙酰胺、煙酸的需求預期將會達到2％～3%的年均增長率。而我國的生產(chǎn)規(guī)模相對較小，市場競爭能力較低，每年都進口5000噸左右煙酰胺、煙酸以滿足市場需求。目前，二者的市場價格分別為煙酰胺6~8萬元/噸，煙酸4~6萬元/

2、噸。該兩種產(chǎn)品主要以吡啶類化合物為原料，通過氨氧化法進行工業(yè)生產(chǎn)。此過程中煙氰的水解直接關(guān)系到煙酰胺和煙酸的產(chǎn)率；但是當水解主產(chǎn)物為煙酰胺時往往得到產(chǎn)物和原料的混合物，三者化學性質(zhì)相似，難以分離，是工業(yè)生產(chǎn)中亟待解決的重要問題。
　　本課題通過分析國內(nèi)煙酰胺與煙酸的生產(chǎn)特點，致力于新工藝的研究和開發(fā)，降低產(chǎn)品成本,尋找產(chǎn)物分離提純的高效方法。針對堿性條件下的煙氰水解反應，通過單因素考察及正交實驗，得出主產(chǎn)物分別為煙酰胺和煙酸的反應

3、條件，包括煙氰與堿的摩爾比、煙氰濃度、堿濃度、反應溫度、反應時間等重要參數(shù)。實驗結(jié)果表明，當煙氰與NaOH的摩爾比為1：4，煙氰溶度為2%（g∕mL），反應時間5h，反應溫度100℃時，煙氰水解完全轉(zhuǎn)化為煙酸。當煙氰與NaOH的摩爾比為8：1，煙氰濃度為6.48%（g∕mL），堿濃度為1.1%，反應時間5h，反應溫度60℃時，煙氰水解可以產(chǎn)生最多的煙酰胺，其產(chǎn)物中含煙酰胺90.62%，煙酸7.90%，煙氰1.48%。
　　煙酰胺是

4、飼料添加中的重要物質(zhì)，為了使煙酰胺含量達到飼料添加劑中高于99.0%的標準，本實驗研究了煙酰胺的分離工藝。最初嘗試通過常規(guī)的分離方法，如重結(jié)晶、萃取等，皆不能實現(xiàn)產(chǎn)物的完全分離。通過分析二者的結(jié)構(gòu)特點和不斷試驗，發(fā)現(xiàn)了一種新的分離方法——強堿性陰離子交換樹脂分離。當反應液通過樹脂時，全部煙酸將被吸附，流出液即為純的煙酰胺。本實驗通過尋找合適的離子交換樹脂以及洗脫劑，將被吸附的煙酸及少量煙酰胺洗脫下來，洗脫液通過加熱回流即可將煙酰胺與煙酸

5、的混合液全部轉(zhuǎn)化為煙酸，煙酰胺與煙酸經(jīng)完全分離。最后利用有機試劑 A對硫酸鈉難溶的特點解決了分離產(chǎn)物中和溶液除鹽的問題。由此制得高純度的煙酰胺和煙酸制品。
　　實驗最終通過 HPLC分析結(jié)果確定了最優(yōu)分離條件為：5g干樹脂加液量為7mL，流速1mL/min；洗脫劑2mol/LNaOH溶液量6mL，流速0.3mL/min；水洗量2mL，流速0.25mL/min。實驗證實，產(chǎn)物中60%的煙酰胺得到分離純化，其余40%隨洗脫液流出然后轉(zhuǎn)

6、化成煙酸。脫鹽條件為，在65℃的熱的有機試劑A中邊攪拌邊加樣品，趁熱過濾，旋干濾液后干燥。具體用量為1g煙酰胺約用3mL有機試劑A；1g煙酸約用6mL有機試劑 A。使各技術(shù)指標符合飼料添加劑的規(guī)定。結(jié)果表明，離子交換樹脂法分離效果好，得到的產(chǎn)品純度高，而且樹脂能多次循環(huán)使用，NaOH溶液作為洗脫劑在樹脂洗脫的同時又可再生，節(jié)約了成本。
　　本研究結(jié)果可為高收率、高純度煙酰胺和煙酸的工業(yè)化生產(chǎn)提供實驗數(shù)據(jù)和理論基礎(chǔ)，對于今后煙酰胺和