聚丙烯酰胺生产工艺设计说明书

合集下载

聚丙烯酰胺生产工艺设计

聚丙烯酰胺生产工艺设计

聚丙烯酰胺生产工艺设计聚丙烯酰胺(Polyacrylamide,简称PAM)是一种高分子化合物,它具有许多重要的应用领域,如水处理、石油开采、纺织、造纸等。

聚丙烯酰胺的生产工艺设计是实现高质量产品生产的关键。

本文将介绍聚丙烯酰胺的生产工艺设计,包括原料选择、反应工艺和产品后处理等方面。

首先,聚丙烯酰胺的生产过程主要包括聚合反应、固液分离和产品干燥。

在原料选择方面,聚丙烯酰胺的主要原料是丙烯酰胺和甲基丙烯酰胺。

这两种原料可以通过化学合成的方式得到。

在原料选择时,需要考虑原料的纯度和价格等因素,以便保证产品的质量和生产成本。

其次,聚合反应是聚丙烯酰胺生产工艺中最为关键的步骤。

聚合反应通常使用离子聚合法进行,可以选择自由基聚合或阴离子聚合。

自由基聚合法的优点是反应速度快、反应条件温和,但产品的分子量分布较宽。

阴离子聚合法的优点是可以控制聚合反应的速度、得到分子量较窄的聚丙烯酰胺。

在反应过程中,需要控制反应温度、反应时间和反应物配比等参数,以获得理想的聚合效果。

另外,固液分离是将反应体系中的溶液和聚丙烯酰胺固体分离的过程。

固液分离可以采用机械过滤、离心沉淀或水洗等方法进行。

在固液分离的过程中,需要考虑分离效率和产品损失。

通常,可以采用多级过滤或离心分离等方法,以提高固液分离效率。

最后,产品的后处理是聚丙烯酰胺生产工艺中的最后一个环节。

产品的后处理通常包括干燥和包装。

在干燥过程中,需要控制干燥温度和时间,以防止产品质量的降低。

在包装过程中,需要采取适当的包装材料和方式,以确保产品的质量和储存寿命。

综上所述,聚丙烯酰胺的生产工艺设计是一项复杂的工作,需要考虑原料选择、反应工艺和产品后处理等方面的因素。

通过合理的工艺设计,可以实现高质量的产品生产,并降低生产成本,提高经济效益。

聚丙烯酰胺的生产工艺

聚丙烯酰胺的生产工艺

聚丙烯酰胺的生产工艺引言聚丙烯酰胺(Polyacrylamide,简称PAM)是一种重要的合成高分子材料,广泛应用于水处理、石油开发、土壤改良等领域。

聚丙烯酰胺的生产工艺涉及到单体的聚合反应、聚合物的处理和制品的加工等多个环节。

本文将介绍聚丙烯酰胺的生产工艺流程。

原料准备聚丙烯酰胺的主要原料是丙烯酰胺单体和引发剂。

丙烯酰胺单体是通过对丙烯腈进行水解制得,而引发剂则用于促进聚合反应的进行。

在生产过程中,还需要准备一些辅助剂如溶剂、助剂等。

聚合反应聚丙烯酰胺的生产过程中,聚合反应是一个核心环节。

聚合反应通常采用自由基聚合的方法进行。

自由基聚合反应自由基聚合反应是聚丙烯酰胺生产中最常用的聚合方法之一。

其具体步骤如下:1.在反应釜内加入适量的溶剂和引发剂,并保持一定的温度和搅拌速度。

2.向反应釜内缓慢加入丙烯酰胺单体,同时控制温度和反应时间。

3.在聚合反应进行的同时,不断搅拌反应釜内的混合物,以均匀分散聚合物。

4.当聚合反应达到一定程度时,停止加料并继续搅拌反应一段时间,使聚合物得到更好的分散。

5.最后通过过滤、洗涤和干燥等处理步骤,得到聚丙烯酰胺成品。

其他聚合方法除了自由基聚合反应外,聚丙烯酰胺的生产还可以采用离子聚合、缩合聚合等方法进行。

不同的聚合方法有其各自的特点和适用范围。

聚合物处理在聚丙烯酰胺的生产过程中,聚合物处理是一个重要的环节。

主要包括聚合物的分散、纯化和调整等步骤。

聚合物的分散聚合物的分散是指将聚合物颗粒均匀分散在溶剂或水中,以形成稳定的分散液或悬浮液。

分散方法常采用机械剪切、超声波处理等。

聚合物的纯化聚合物的纯化是指通过过滤、洗涤、离心等方法去除杂质,提高聚合物的纯度。

纯化过程中需要注意保持聚合物的分散性和质量稳定性。

聚合物的调整聚丙烯酰胺的性能可以通过调整聚合物的结构和分子量来实现。

调整聚合物的结构可以通过改变单体比例和引发剂的选择等方式。

分子量的调整可以通过改变聚合反应的条件和添加分子量调控剂等方式进行。

水处理聚丙烯酰胺生产工艺流程步骤

水处理聚丙烯酰胺生产工艺流程步骤

水处理聚丙烯酰胺生产工艺流程步骤水处理聚丙烯酰胺是一种具有良好水溶性的高分子化合物,广泛应用于各个领域,例如水处理、石油、矿业等。

下面是聚丙烯酰胺生产工艺流程的步骤:1.原料和助剂:聚丙烯酰胺的主要原料是丙烯酰胺、丙烯酸和阳离子单体,助剂包括催化剂、抗氧化剂、抗结块剂等。

这些原料和助剂都需要经过检验和筛选,以确保质量符合要求。

2.配料:将各种原料和助剂按照一定比例精确配制,并搅拌均匀,确保原料充分混合。

3.聚合:将配料加入聚合釜中,通过控制温度和压力,使原料发生聚合反应,生成聚丙烯酰胺胶体。

聚合反应需要一定的时间,在此过程中,需要不断搅拌以保证反应均匀。

4.切碎造粒:聚合后的聚丙烯酰胺高分子需要通过切碎机进行切碎,然后通过造粒机将其造成一定的粒径。

5.干燥:造粒后的聚丙烯酰胺需要进行干燥处理,将其水分含量控制在一定的范围内。

6.粉碎筛分:干燥后的聚丙烯酰胺需要经过粉碎和筛分处理,以得到符合标准的细度和粒径的产品。

7.包装:经过粉碎筛分后的聚丙烯酰胺需要进行包装,以确保产品质量。

8.成品检验:对包装好的聚丙烯酰胺进行质量检验,包括外观、颜色、细度、溶解度等指标,只有符合标准的产品才能进行销售。

聚丙烯酰胺生产工艺流程需要多个环节,在每个环节中,需要严格控制工艺参数和质量指标,以确保最终得到的聚丙烯酰胺产品符合要求。

不同类型的聚丙烯酰胺产品在生产工艺流程上可能会有所不同,例如阳离子聚丙烯酰胺和阴离子聚丙烯酰胺的生产过程有一些差异。

因此,在实际生产中,需要根据具体产品的要求和应用场景来进行相应的调整和优化。

另外,因为聚丙烯酰胺的生产难度是极难把控的,但凡聚丙烯酰胺的某一个生产工艺流程把控的不好,就会造成产品在使用效果上的天壤之别。

目前大部分的聚丙烯酰胺生产厂家因为生产成本等方面的考量,即使是生产了不合格、产品不达标、质量不稳定的聚丙烯酰胺,还是会将这部分的产品流入到终端市场给到客户使用。

所以,在采购聚丙烯酰胺时,就一定要选择对生产过程有着严格管控、对产品质量实施严格监督检测的供应商,这样的供应商才能更好保障产品的稳定性。

聚丙烯酰胺工艺设计

聚丙烯酰胺工艺设计

聚丙烯酰胺工艺设计聚丙烯酰胺是一种具有广泛应用的合成纤维,具有良好的物理性能和化学稳定性,广泛用于纺织品、纸张加工、矿业等领域。

聚丙烯酰胺的工艺设计是制备高质量聚丙烯酰胺纤维的重要环节,下面将详细介绍聚丙烯酰胺工艺设计的目的、主要过程和关键技术。

首先,聚丙烯酰胺工艺设计的第一步是确定纺丝溶液的成分。

聚丙烯酰胺的溶液主要由聚合物、溶剂和添加剂组成。

聚合物是主要成分,其分子量、分子量分布和溶解度会影响纤维的力学性能和纺丝过程。

溶剂的选择应考虑其溶解能力、挥发性和安全性。

添加剂通常用于改善纺丝溶液的粘度、稳定性和纺丝性能。

其次,聚丙烯酰胺工艺设计的第二步是确定纺丝方法和设备。

纺丝方法可以选择湿法或干法,湿法纺丝适用于制备纺丝溶液浓度较高的聚丙烯酰胺纤维,干法纺丝适用于制备纺丝溶液浓度较低的聚丙烯酰胺纤维。

设备的选择应考虑纺丝效率和纺丝质量的需求,常用的纺丝设备包括旋转式真空纺丝机、电场纺丝机和气流纺丝机等。

然后,聚丙烯酰胺工艺设计的第三步是拉伸和定型。

拉伸是指通过牵拉纤维,改变其形态和结构,提高纤维的强度和弹性。

定型是指通过加热或拉伸后的冷却,使纤维保持所期望的形状和尺寸。

拉伸和定型过程的参数设置应根据聚丙烯酰胺的特性和产品的要求来确定。

在聚丙烯酰胺工艺设计过程中,有一些关键技术需要特别注意。

首先是纺丝溶液的调制和稳定性控制,需要掌握聚合物和溶剂的相容性和浓度的影响。

其次是纺丝温度的控制,过高的纺丝温度会导致聚丙烯酰胺分解和降解,而过低的纺丝温度会降低纤维的拉伸性能。

此外,纺丝过程中的拉伸速度和拉伸比也会对纤维的性能产生影响,需要进行适当的调整。

综上所述,聚丙烯酰胺工艺设计是制备高质量聚丙烯酰胺纤维的重要环节。

通过合理的纺丝溶液成分、纺丝方法和相关设备的选择,以及适当的拉伸和定型工艺,可以实现聚丙烯酰胺纤维的优良性能。

在实际应用中,还需要根据不同的产品要求和工艺条件进行具体调整,以获得理想的聚丙烯酰胺纤维产品。

聚丙烯酰胺生产工艺

聚丙烯酰胺生产工艺

聚丙烯酰胺生产工艺
包括生产原料,操作工艺及其细节步骤等
一、生产原料
1、丙烯酸:丙烯酸是一种无色或淡黄色液体,主要由涤纶和聚丙烯衍生物通过特殊的氧化工艺来合成。

2、异丁醇:异丁醇是无色透明液体,主要由烯丙基乙醇(IBE)和異丁醇(IBA)通过特殊的重整反应来得到。

3、碱:碱是一种无色结晶物,主要由炉渣、火山灰、合成碱等混合物分离出来。

4、氨水:氨水是一种无色液体,主要由纯水、碳酸钙和碳酸氢钠等混合物来合成。

二、操作工艺
1、预混:将上述原料在釜中以27℃温度加热,并不断用搅拌机搅拌混合均匀,使混合物处于无定形状态,形成预混料。

2、离子交换:将预混料加热至85℃,搅拌均匀,并加入离子交换剂(氯化钠),使预混料中的酸酯部分与离子交换剂发生反应,形成无定形混合物。

3、缩合反应:将上一步的混合物加热至110℃,搅拌均匀,加入缩合剂(NEFT)和缩甲脒(MTH),使酸酯中的两个部分发生缩合反应,形成高分子聚合物聚丙烯酰胺。

聚丙烯酰胺的生产工艺设计

聚丙烯酰胺的生产工艺设计

聚丙烯酰胺的生产工艺设计目录摘要 (1)关键词 (1)1 概述…………………………………………………1.1 聚丙烯酰胺的种类1.2 聚丙烯酰胺的性质1.3 聚丙烯酰胺的主要特点 2 聚丙烯酰胺的生产方法简介2.1 国外聚丙烯酰胺生产方法2.1.12.1.22.1.32.1.42.2 国内聚丙烯酰胺生产方法2.2.12.2.22.2.32.2.43 聚丙烯酰胺的发展及市场分析3.1 聚丙烯酰胺的发展3.2 聚丙烯酰胺的市场分析4 三废治理和安全卫生防护第1页共14页4.1三废治理4.2 安全卫生防护总结参考文献致谢辞聚丙烯酰胺项目的工艺设计第2页共14页马佳摘要聚丙烯酰胺项目以节能降耗、能量系统优化为宗旨,采用国内目前同类较为先进的新工艺、新材料和自主研发的新技术,可降低吨聚丙烯酰胺成本,增加企业经济效益。

该项目投资结构合理、经济效益显著,项目的实施将为企业适应国家可持续发展战略要求,充分利用有限资源奠定强有力的基础。

本项目符合国家提出的建设资源节约型、环境友好型社会的要求,可有效振兴当地经济发展,带动当地消费,具有较好的社会效益,项目是可行的关键词节能降耗;新工艺;新材料1 概述聚丙烯酰胺(Polyacrylamide)简称PAM,由丙烯酰胺单体聚合而成,是一种水溶性线型高分子物质。

单体丙烯酰胺化学性质非常活泼,在双键及酰胺基处可进行一系列的化学反应,采用不同的工艺,导入不同的官能基团,可以得到不同电荷产品:阴离子、阳离子、非离子、两性离子聚丙烯酰胺。

PAM的平均分子量从数千到数千万以上沿键状分子有若干官能基团,在水中可大部分电离,属于高分子电解质。

根据它可离解基团的特性分为阴离子型(如--COOH,--SO3H,--OSO3H等)阳离子型(如--NH3OH,--NH2OH,-CONH3OH)和非离子型。

产品外观为白色粉末,易溶于水,几乎不溶于苯,乙醚、酯类、丙酮等一般有机溶剂,其水溶液几近透明的粘稠液体,属非危险品,无毒、无腐蚀性,固体PAM有吸湿性,吸湿性随离子度的增加而增加,PAM第3页共14页热稳定性好;加热到100?稳定性良好,但在150?以上时易分解产中氮气,在分子间发生亚胺化作用而不溶于水,密度(克)毫升23?1.302。

聚丙烯酰胺工艺技术方案

聚丙烯酰胺工艺技术方案

聚丙烯酰胺工艺技术方案以下是一个简化的聚丙烯酰胺工艺技术方案示例,希望对你有所帮助!标题:聚丙烯酰胺工艺技术方案一、产品概述1. 产品名称:聚丙烯酰胺(PAM)2. 产品性质:PAM 是一种线性高分子聚合物,具有良好的水溶性和高分子量,可广泛应用于污水处理、造纸、矿业等领域。

3. 产品用途:用于污水处理中的絮凝剂、造纸中的助留剂和增强剂、矿业中的絮凝剂和浮选剂等。

二、工艺流程1. 原料准备:将丙烯酰胺单体(AM)和引发剂按一定比例混合均匀。

2. 聚合反应:将混合好的原料加入聚合反应釜中,在一定温度和压力下进行聚合反应,生成PAM 聚合物。

3. 中和反应:将聚合反应产物加入中和釜中,用碱液进行中和反应,调节pH 值至中性。

4. 造粒干燥:将中和反应产物进行造粒,然后在干燥器中进行干燥,得到PAM 颗粒。

5. 粉碎包装:将干燥后的PAM 颗粒进行粉碎,然后包装成成品。

三、工艺设备1. 聚合反应釜:用于进行聚合反应,材质为不锈钢或搪瓷。

2. 中和釜:用于进行中和反应,材质为不锈钢或搪瓷。

3. 造粒机:用于将中和反应产物进行造粒,可选用挤出造粒或喷雾造粒等方式。

4. 干燥器:用于对PAM 颗粒进行干燥,可选用流化床干燥器或喷雾干燥器等。

5. 粉碎机:用于对干燥后的PAM 颗粒进行粉碎,可选用万能粉碎机或气流粉碎机等。

6. 包装机:用于将粉碎后的PAM 颗粒包装成成品,可选用自动包装机或手动包装机等。

四、质量控制1. 原材料质量控制:对丙烯酰胺单体和引发剂等原材料进行质量检测,确保符合产品质量要求。

2. 聚合反应过程控制:控制聚合反应的温度、压力、引发剂用量等参数,确保聚合反应的顺利进行和产品质量的稳定。

3. 中和反应过程控制:控制中和反应的pH 值、温度等参数,确保中和反应的顺利进行和产品质量的稳定。

4. 产品质量检测:对产品的分子量、粘度、水溶性等指标进行检测,确保产品质量符合相关标准和客户要求。

五、安全环保1. 安全措施:聚合反应过程中应注意防火防爆,设置安全阀、爆破片等安全装置。

聚丙烯酰胺生产工艺

聚丙烯酰胺生产工艺

聚丙烯酰胺生产工艺聚丙烯酰胺是一种重要的化学物质,被广泛应用于化工、医药、农业和其他工业领域。

下面将介绍一种常用的聚丙烯酰胺生产工艺。

首先,聚丙烯酰胺的生产通常采用乳液聚合的方法。

乳液聚合工艺可以降低原料成本,并且得到的聚合物具有较好的产品性能。

1. 原料准备:聚丙烯酰胺的主要原料包括丙烯酰胺单体、过氧化铁催化剂、表面活性剂和稳定剂等。

其中丙烯酰胺是主要的原料,其可以通过丙烯腈水解得到。

2. 水浴加热:将原料丙烯酰胺和水加入反应釜中,在水浴中进行加热,使其达到适宜的温度。

3. 溶液制备:将过氧化铁催化剂、表面活性剂和稳定剂等溶解在适量的水中,得到溶液。

4. 反应开始:将溶液缓慢地加入到加热的丙烯酰胺-水混合物中,开始聚合反应。

过氧化铁催化剂可以加速反应速率,表面活性剂和稳定剂可以提高聚合物的稳定性。

5. 反应控制:在反应过程中,需要控制反应温度和反应时间。

通常情况下,聚合反应在正常压力下进行,并且需要定期搅拌以促进反应的进行。

6. 聚合结束:当反应达到一定的程度后,可以停止反应。

此时得到的聚合物为乳状液体。

7. 制浆:将乳状液通过离心机等方式进行分离,得到聚合物的固体物质。

8. 干燥:将聚合物的固体物质进行干燥,以去除水分,并得到最终的聚丙烯酰胺产品。

需要注意的是,聚丙烯酰胺的生产过程中需要控制反应条件,以获得所需的产品性能。

例如,反应温度和时间过高或过长会导致聚丙烯酰胺的分子量降低,影响其性能。

总的来说,聚丙烯酰胺的生产工艺是一个相对复杂的过程,需要严格控制反应条件和各种原料的比例。

通过合理的工艺设计和操作,可以获得高质量的聚丙烯酰胺产品,满足不同领域的需求。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

聚丙烯酰胺(PAM)生产工艺设计石油工业是国民经济的支柱产业,石油是经济发展的重要保证之一。

我国石油资源相对较少,三次采油是我国保障石油供应的重要措施。

进行聚丙烯酰生产工艺设计的研究,目的是使我国聚丙烯酰胺生产工艺技术、产品质量、及生产规模均提升到一个较高水平,以满足三次采油对聚丙烯酰胺质和量的要求,避免引进产品带来的风险,保证三次采油技术的顺利实施最终以满足国民经济发展对石油供应的要求,并获得最大经济效益。

与此同时,进行聚丙烯酰生产工艺设计的研究,可满足随着三次采油工艺技术的不断提高而对聚丙烯酰胺各项性能不断改进的要求。

PAM最有价值的性能是分子量很高,水溶性强,可以制作出亲水而水不溶性的凝胶,可以引进各种离子基团并调节分子量以得到特定的性能,对许多固体表面和溶解物质有良好的粘附力。

由于这些性能,使得PAM被广泛应用于增稠、絮凝、稳定胶体、减阻、粘结,成膜、阻垢、凝胶及生物医学材料等许多方面。

PAM的最大用途是在水处理、造纸、采油、冶矿等领域。

此外,聚丙烯酰胺在水处理行业具有广阔的应用前景和巨大的潜在市场。

随着环境意识的不断加强,聚丙烯酰胺在城市污水处理方面的应用将会越来越受到重视。

聚丙烯酰胺生产工艺技术的研究,也将对城市污水处理工艺技术的提高起到推动作用。

目前PAM生产的工艺路线一般从丙烯腈(AN)为原料开始,经AM装置生产出AM水溶液,再以AM为原料在PAM装置生产出PAM产品。

AM生产工艺主要有以骨架铜为主体的重金属类为催化剂的化学法和以生物酶为催化剂的生物法,其技术的关键在于催化剂,依催化剂的不同生产工艺有较大差异。

PAM的生产工艺方法较多,依PAM产品性能要求不同及生产过程采用的引发剂不同,生产工艺方法有较大的差异,其中引发剂是技术关键,属各公司的技术秘密。

对PAM生产工艺技术的研究主要体现在引发体系和与PAM生产相关的专用设备上。

在AM制备方面,国外化学催化水合法已属成熟技术,生物催化水合法在日本已取得成功,并有大规模的工业应用。

国内化学法则长期来无大的技术突破,引起关注的是用微生物法生产AM水溶液的研究取得了成功。

该研究利用生物发酵方法培养出含腈水合酶的菌体,再将其菌体用海藻酸钠包埋作为催化剂使AN与水生成AM。

据报道其产酶细胞最高活性达2924u/ml,平均酶活为2556u/ml, AN转化率为99.9%,其主要生产技术属国内领先且达到国际先进水平。

在国内微生物法AM技术研究取得成功后,利用其技术相继建设了四套规模在1000-2000t/a的中试装置,中试过程对其工艺技术进行了进一步研究完善。

这些研究中包括与AM聚合工艺相配合的对AM纯度、杂质含量等进行纯化的研究。

1 工艺流程2 x 104t/a聚丙烯酰胺工业化开发研究包括微生物法AM装置和PAM装置两个主要工艺装置。

AM装置工艺过程主要包括AN原料制备,空气净化、生物发酵、催化反应和AM精制5个工序;PAM装置主要有AM配液、AM聚合、PAM造粒、PAM干燥、研磨、筛分、包装等工序。

A、AN原料制备本工序的目的是脱除原料AN在储运过程中所加的阻聚剂(对苯二酚单甲基醚)。

从储罐中来的AN经加热后进闪蒸罐,在真空状态闪蒸,气相经冷凝、冷却后进AN中间储罐。

b、空气净化本工序的目的是生产无油、无菌的空气,供细菌培养用风。

压缩空气(0.35MPa ),经冷却分离出部分水分,控制空气露点在20℃以下,再加热后进总过滤器,消除空气中杂菌,送发酵工序。

c、生物发酵本工序的目的是培养生产含腈水合酶的细菌。

操作的第一步是将培养基送入种子罐、繁殖罐、发酵罐;第二步是用蒸汽对设备及培养液进行严格消毒;第三步是移种、繁殖、发酵,生产出具有较高酶活性的发酵液。

本工序操作为间歇操作。

d、催化反应本工序的目的是在生物酶催化剂的作用下,完成AN与H2O转化为AM的反应。

发酵液经固定化细胞技术生产出颗粒状的生物酶催化剂,与水按一定配比进催化反应器,精制后的AN经计量后滴加至催化反应器,控制反应器内溶液中AN浓度在3-4%,同时控制反应器的温度,待AM达到预定浓度,AN 浓度≤500mg/l时进AM中间罐。

生物酶催化剂有效活性为三个周期,用三个周期后,催化剂经过滤分离后送去焚烧。

e、 AM精制本工序的目的是分离AM中因原料所带入的轻组份杂质,及培养基、催化剂、设备带入的杂质,包括生物细胞、有机物、金属离子等。

AM水溶液在高真空状态下闪蒸,脱除AN原料带入的轻组份,进超滤膜过滤器过滤,除去生物细胞、有机物等,再经离子交换树脂脱金属离子,得到满足后续聚合工艺要求的AM水溶液产品。

f、AM配液本工序的目的是将AM、H2O、碱按一定比例配制成预定浓度的混合溶液,同时控制溶液温度在设定范围。

g、聚合、水解本工序的目的是在引发剂的作用下,使AM聚合成高分子量的PAM胶体、并在同一聚合釜内进行水解反应,达到所要求的水解度。

AM溶液进聚合釜后,用纯N2( 99. 99%)除去溶液中的O2,然后按预定程序和量加入各种引发剂,进行聚合反应,反应过程不需温度控制。

聚合反应完成后在聚合釜夹套内通入热水保温进行水解反应。

h、PAM胶体造粒本工序的目的是将胶块状PAM切割成3-6mm胶粒。

PAM胶体从聚合釜用空气压入储料箱,再从储料箱压入造粒机。

造粒机内的螺杆把胶体从喂料口输送至刀孔,同时借螺杆的压力使胶体从刀孔中挤出形成细条状,再经与刀孔配合的旋转切TJ刀将胶条切成颗粒。

通过造粒机可以得到颗粒尺寸约为3-6mm的胶粒,再以气力输送方式把胶粒输入干燥机。

i、PAM干燥本工序的目的是将PAM胶体变成固体颗粒状PAM,其含水量从胶体的75%降至固体状PAM的10%.干燥器分2段,第一段用110-120℃的热空气干燥,干燥至PAM含水约25%,第二段用90-70℃热空气干燥,干燥至PAM含水10%,然后冷却至55℃。

干燥分两条生产线,一条线规模6500t/a,采用国内开发产品;另一线规模13500t/a,采用引进设备。

干燥过程所产生的NH3、H2O汽与空气一同排入高空。

j、研磨及包装本工序的目的是将固体大颗粒状PAM研磨成小颗粒状粉体,经筛分得0.15-1.Omm的颗粒状PAM干粉,并将其包装成袋。

从振动筛出来的产品经负压气力输送到旋风分离器,旋风分离器底部的物料进双层筛分器,经双层筛分器分成三部分,细粉末进料斗入袋;粗颗粒进研磨机重新研磨,再送至旋风分离器;符合要求的颗粒输送至混合料斗内,使不同反应釜的产品混合得到均匀产品,然后通过包装机计量装袋。

2 工程设计要点2.1 AN精制AN易自聚。

在储存运输过程中,为防AN自聚,通常采取在AN中加入对苯二酚单甲基醚。

对苯二酚单甲基醚带入AM中对生产高分子量PAM有较大影响。

因此,在AN进行水合反应前要将其脱除。

由于对苯二酚单甲基醚沸点为165℃,AN沸点为77.3℃,二者沸点差较大,采用闪蒸分离的方法较为有效;由于AN原料中对苯二酚单甲基醚的含量很少,一般在40-50mg/L,所以采取定期从闪蒸釜中清除釜底聚积的重组份物质(主要是对苯二酚单甲基醚)的方法可使工艺流程较为简单;由于AN高温下极易自聚,所以闪蒸温度不宜过高,为降低闪蒸温度,采取在微真空压力下闪蒸,同时加大阻聚剂用量的方法进行。

2.2 生物发酵生物发酵过程是细菌繁殖并产酶的过程。

利用菌种发酵制备产酶细胞采用的是单一纯菌发酵。

自然环境中细菌无处不在,以至常常由于工艺条件及设备选择不当,配管安装不当,操作不当等原因而使菌种或发酵过程受到自然环境中杂菌的污染和干扰,从而引起所用菌不能生长或酶产量大幅度下降。

因此,生物发酵过程的关键是有效地避免杂菌的干扰和污染,即避免染菌。

为避免染菌,在工艺设备及配管设计中需采取的措施主要有:a、工艺过程采用全密闭工艺,始终维持系统正压,防止渗漏带入杂菌。

b、合理设置无菌室,使菌种不受污染,此为防止染菌的重点措施。

c、发酵用空气采用冷却水冷却,控制露点在10℃左右,保持空气千燥,同时用过滤器消除杂菌。

达到无菌、无油、干燥条件。

d、设备及配管设计要避免有消毒(蒸汽灭菌)不到的死角,设备内表面应保持光洁,顶部有排气阀,阀门采用发酵专用阀门(抗生素截止阀),管道设计不留流体不流动的空间。

e、对培养基(营养液)及发酵设备设置蒸汽消毒(灭菌)流程,以保持系统各部位均可有效地消毒,消除杂菌存留的空间。

f、管道焊接采用惰性气保护焊,以使焊口内表面平整,消除由于焊口局部空隙而使消毒操作不彻底从而引起染菌的现象。

g、对发酵系统管道进行气密性试验,保证系统密闭,防止渗漏染菌。

2.3 生物催化剂制造—固定化细胞固定化细胞是微生物法AM工艺技术的一个重要部分,其目的是将含有AN水合酶细胞的发酵液固定于某种载体上,制造出固体颗粒生物催化剂。

经过中试装置试验,确定采用以海藻酸钠为载体的包埋法。

这种方法具有造粒工艺简便,酶活力高,反应后固定化细胞容易分离的优点。

海藻酸钠以氯化钙水溶液为固化剂,海藻酸钠及氯化钙水溶液的浓度分别为2%, 0.2M时较为合适。

固化工艺条件:固化温度4℃,固化时间20-24h,物料配比为8%含菌发酵液:海藻酸钠:0.2M氯化钙=100: 2: 300。

此外,为了生物催化剂颗粒均匀,应使发酵液与海藻酸钠混合液流出造粒机的速度恒定。

2.4 AN水合反应浓度、温度控制采用微生物法生产AM,其AN水合反应是在生物酶作用下完成的。

生物催化剂在反应液中AN浓度高于5%(质量)时将中毒失效。

另一方面,AN水合反应为放热反应,反应温度将随生成物AM浓度的增加而升高,温度升高对反应有两方面的不利影响,一是生物催化剂在高温下易失效;二是在高温条件下,反应产物AM易自聚。

因此,AN水合反应需严格控制反应液浓度,同时根据反应过程中产物的浓度变化控制反应温度。

本设计采用近红外浓度分析仪在线检测反应液中AN、AM浓度,用AN浓度信号调节AN加料泵电机用电频率以实现AN加料量自动调节,控制反应液中AN浓度;用AM浓度信号调节反应釜冷却水量以实现反应温度自动控制。

反应温度为变温控制过程,温度控制值根据所检测的AM浓度确定。

2.5 AM水溶液中轻组份杂质的脱除生物法AM工艺技术的特点是原料AN转化率高(可达99. 9%),选择性高(催化剂只对AN起作用,对原料中的其它杂质不起作用)。

原料AN中带入的其它组份仍然从产物中带出,AN残留于AM水溶液中的浓度约为250mg/L。

这些都需脱除才可满足聚合的要求。

但AM水溶液在高温下易自聚的特点,使得这些轻组份杂质不能用加热闪蒸的方法脱除,而需采用高真空闪蒸的方法,闪蒸压力为-0.095MPa。

闪蒸为一次闪蒸。

为有效脱除AN等轻组份杂质,加大了循环量,循环量约为进料量的20倍。

2.6 AM水溶液中生物细胞、有机物等杂质的脱除生物法生产的AM水溶液中含有生物催化剂漏失的生物细胞及有机物,这些对生产高分子量的PAM有较大的影响,需脱除。

相关文档
最新文档