聚合物聚丙烯酰胺产品简介
型号外观分子量(万)固含量%离子度或水解度%残留单体%应用范围阴离子白色颗粒或粉末300-2200水解度≥ 88
10-35 ≤ 0.2水的PH值为中性或碱性阳离子白色颗粒500-1200 ≥88离子度。
5-80 ≤0.2皮带机离心压滤机中非离子白色颗粒水解度200-1500 ≥ 88
0-5 ≤0.2水的PH值为中性或碱性两性离子白色颗粒500-1200 ≥ 88离子度。
5-50 ≤0.2阴离子比重0.62堆积密度0.5皮带机离心压滤机工作原理
1)絮凝原理:PAM用于絮凝时,与被絮凝物的表面性质有关,特别是悬浮液的动电位、粘度、浊度和PH值。颗粒表面的动电位是抑制聚合的原因。加入带相反表面电荷的PAM,可降低动电位,引起混凝。
2)吸附架桥:PAM分子链固定在不同的粒子表面,粒子之间形成聚合物桥,使粒子形成聚集体而沉降。
3)表面吸附:极性基团颗粒在PAM分子上的各种吸附。
4)增强:PAM分子链和分散相通过各种机械、物理、化学等作用链接在一起,形成网络1。絮凝作用:PAM能通过电中和作用和架桥吸附作用使悬浮物絮凝。
2.粘附性:它可以通过机械、物理和化学作用起粘附作用。
3.降阻:PAM可以有效降低流体的摩擦阻力,在水中加入少量PAM可以降低50-80%的阻力。
4.增稠性:PAM在中性和酸性条件下有增稠作用,PH值在10以上时PAM易水解。半网状时增厚会更明显。聚丙烯酰胺生产步骤1 * * *两步:
1、丙烯酰胺单体生产技术
丙烯酰胺单体的生产是以丙烯腈为原料,在催化剂的作用下水合生成丙烯酰胺单体粗品。闪蒸精制后得到精制的丙烯酰胺单体,是生产聚丙烯酰胺的原料。
丙烯腈+(水催化剂/水)→合成→粗丙烯酰胺→闪蒸→精制→精制丙烯酰胺。
根据催化剂的发展历史,单体技术经历了三代:
第一代是硫酸催化水合技术,丙烯腈转化率低,丙烯酰胺产品收率低,副产物少,给炼油带来很大负担。另外,由于硫酸催化剂的强腐蚀性,设备成本高,增加了生产成本。
第二代二元或三元骨架铜催化生产技术,该技术的缺点是在最终产品中引入了影响聚合的铜离子,从而增加了后处理精炼的成本;第三代微生物腈水合酶催化生产技术具有反应条件温和、常温常压、高选择性、高收率、高活性的特点,丙烯腈转化率可达100%,反应完全,无副产物和杂志,产品丙烯酰胺不含金属铜离子,生产过程中无需离子交换除去产生的铜离子,简化了工艺流程。此外,气相色谱分析表明,丙烯酰胺产品几乎不含游离丙烯腈,纯度高,特别适用于制备食品工业所需的超高相对分子质量聚丙烯酰胺和无毒聚丙烯酰胺。
微生物催化丙烯酰胺单体的生产技术,首先日本在1985建立了6000t/a的丙烯酰胺装置,然后俄罗斯也掌握了这项技术。上世纪90年代,日本和俄罗斯先后建成万吨微生物催化丙烯酰胺装置。中国是继日本和俄罗斯之后,世界上第三个拥有这项技术的国家。微生物催化剂的活性为2857国际生化单位,达到国际水平。中国微生物催化丙烯酰胺单体生产技术由上海农药研究所通过三个五年计划开发,即七五、八五和九五。微生物催化剂腈水合酶是在1990中筛选的,腈是从泰山脚下的土壤中分离到的163菌株和无锡土壤中分离到的145菌株。该技术已在江苏如皋、江西南昌、胜利油田、河北万全投产。目前运行平稳,质量高,达到生产超高相对分子质量聚丙烯酰胺的质量指标。
目前有两家石油公司正在使用该技术的改进工艺:一家是北京恒聚油田化工集团有限公司,该公司装备有2×10t/a生物催化丙烯酰胺装置;另一家是大庆炼化公司第二聚合物厂,该公司装备有1.3×10t/a生物催化丙烯酰胺装置。
2.聚丙烯酰胺聚合技术
聚丙烯酰胺生产以丙烯酰胺水溶液为原料,在引发剂的作用下进行聚合反应。反应完成后,将聚丙烯酰胺凝胶块切割、造粒、干燥、粉碎,最终制得聚丙烯酰胺产品。关键工序是聚合,后续处理要注意机械冷却、热降解和交联,保证聚丙烯酰胺的相对分子量和水溶性。
丙烯酰胺+水(引发剂/聚合)→聚丙烯酰胺凝胶块→造粒→干燥→粉碎→聚丙烯酰胺产品。
中国聚丙烯酰胺生产技术大概经历了三个阶段:
第一阶段是最早的圆盘聚合,即将混合好的聚合反应溶液放入不锈钢圆盘中,然后将这些不锈钢圆盘推入保温烘房。聚合数小时后,它们被推出干燥室,聚丙烯酰胺用铡草机切成条状,在绞肉机中造粒,在干燥室中干燥,粉碎,得到成品。这个过程完全是手工制作的。
第二阶段采用捏合机,即将混合好的聚合反应溶液在捏合机中加热,聚合开始后,一边聚合一边开启捏合机进行捏合,聚合结束后,造粒基本完成,将倒入的物料进行干燥、粉碎,得到成品。
第三阶段,80年代末,开发出锥形釜聚合工艺,并在江苏省江都化工厂试运行成功。在这个过程中,锥形釜的下部装有一个旋转切刀,用于制作材料。当聚合物被挤出时,它被造粒,用滚筒干燥机干燥,并被粉碎以获得产品。
为了防止聚丙烯酰胺凝胶粘在聚合釜壁上,有些技术采用氟或硅高分子化合物涂覆聚合釜内壁,但这种涂层在生产过程中容易脱落,污染聚丙烯酰胺产品。
目前国内外聚丙烯酰胺的生产工艺与上述第三阶段基本相似,但在设备上有一些区别:聚合釜的大小和类型(有固定锥形釜和可旋转锥形釜,聚合反应完成后将聚合釜倒置倒出聚丙烯酰胺凝胶)、造粒方式(有机械造粒、切割造粒、湿法造粒即分散造粒)和干燥方式(有错流旋转干燥和振动流化床干燥)。这些差异有的是设备质量的差异,有的是具体方法的差异,但总的来说,聚合技术倾向于固定锥形釜聚合和振动流化床干燥技术。
除上述单元操作外,聚丙烯酰胺生产工艺的工艺配方也有明显的差异。如目前超高相对分子质量聚丙烯酰胺的生产工艺也是低温引发,分为加碱前水解过程和加碱后水解过程。这两种方法各有利弊。加碱前水解工艺简单,但水解传热存在易交联和相对分子质量损失大的问题。尽管加入碱后的水解过程,
目前国内用于聚丙烯酰胺聚合的引发剂有无机引发剂、有机引发剂和无机-有机混合体系。
(1)过氧化物
过氧化物大致分为无机过氧化物和有机过氧化物。无机过氧化物,如过硫酸钾、过硫酸铵、过溴化钠和过氧化氢。有机过氧化物,例如过氧化苯甲酰、过氧化月桂酰和过氧化叔丁基羟基。他们使用的还原剂是硫酸亚铁、氯化亚铁、焦亚硫酸钠和硫代硫酸钠。
(2)偶氮化合物
如偶氮二异丁腈、偶氮二二甲基戊腈、偶氮二氰基戊酸钠以及80年代开发的偶氮脒盐系列,如偶氮取代脒丙烷盐酸盐等,都是竞争产品。它们的添加浓度为0.005-1,催化效率高,有助于生成高分子量的产物,溶于水,使用方便。