(生产管理知识)聚丙烯酰胺的生产工艺
年产500吨聚丙烯酰胺聚合工艺设计

年产500吨聚丙烯酰胺聚合工艺设计年产500吨聚丙烯酰胺的聚合工艺设计简介:聚丙烯酰胺是一种重要的合成树脂,在化工、纺织及其他领域具有广泛的应用。
为了满足市场需求,我们设计了一种年产量为500吨的聚丙烯酰胺聚合工艺。
以下是该工艺的详细描述。
1. 原料准备:首先,准备聚丙烯酰胺聚合所需的原料。
主要原料包括丙烯酰胺单体、引发剂、溶剂和稳定剂。
质量优良的丙烯酰胺单体需经过蒸馏或其它纯化工艺,确保纯度达到要求。
2. 反应器配置:选择适当的反应器进行聚合反应。
常见的反应器类型包括加热搅拌反应器、高压反应器等。
反应器的设计需要考虑到产能需求和反应的热力学特性。
3. 反应条件控制:控制反应温度、反应压力和反应时间是重要的工艺参数。
根据研究文献和实验数据,确定适宜的反应条件。
一般来说,聚丙烯酰胺聚合反应可在80-120°C的温度下进行,压力在1-5 MPa范围内。
4. 引发剂选择:选择合适的引发剂促进聚丙烯酰胺聚合反应。
常用的引发剂包括过氧化氢、硫酸铵、过硫酸钾等。
引发剂的选择要考虑其活性、稳定性和安全性。
5. 聚合反应控制:始终控制反应进程以确保高聚合度和理想的产率。
通过连续添加丙烯酰胺单体和引发剂进入反应器,维持反应物浓度的恒定,同时及时移除产生的副产物。
6. 聚合物处理:完成聚合反应后,对产生的聚合物进行处理。
一般步骤包括溶剂回收、固体分离和干燥,以获得符合质量要求的聚丙烯酰胺产品。
7. 产品包装和贮存:对聚丙烯酰胺产品进行包装和贮存。
根据产品性质选择适当的包装材料和方法,并确保贮存条件符合要求,以防止质量的变化。
8. 设备维护和安全操作:定期检查和维护设备,确保其正常运行。
同时,制定安全操作规程,提高员工的安全意识,预防事故发生。
总结:以上是一种年产量为500吨聚丙烯酰胺的聚合工艺设计。
通过合理的原料准备、反应器配置、反应条件控制、引发剂选择、聚合反应控制、聚合物处理等步骤,可达到高产出和符合质量要求的聚丙烯酰胺产品。
玻璃纤维增强聚丙烯酰胺生产工艺方法

玻璃纤维增强聚丙烯酰胺生产工艺方法玻璃纤维增强聚丙烯酰胺是一种高性能的纤维增强聚合物,具有良好的絮凝性能和耐久性,广泛应用于水处理、造纸、纺织、化工等领域。
以下是玻璃纤维增强聚丙烯酰胺的生产工艺方法。
1. 原材料的选择
玻璃纤维增强聚丙烯酰胺的原材料为聚丙烯酰胺,需要选择高品质、高纯度的聚丙烯酰胺,并且要求其物理性质和化学性质符合生产要求。
此外,还需要选择玻璃纤维,其品质直接影响聚合物的性能。
2. 聚合反应
将聚丙烯酰胺和玻璃纤维按照一定比例混合,然后通过聚合反应进行合成。
在聚合反应中,聚丙烯酰胺和玻璃纤维通过催化剂和加热等方式进行反应,形成聚合物固体。
3. 玻璃纤维的增强
在聚合物固体形成后,需要对玻璃纤维进行增强。
增强的方式有两种:机械增强和化学增强。
机械增强是通过机械作用使玻璃纤维与聚合物固体相互作用,提高聚合物固体的强度和韧性。
化学增强是通过添加化学剂,使玻璃纤维的纤维束更加紧密,提高聚合物固体的絮凝性能和耐久性。
4. 过滤和干燥
将增强后的聚合物固体通过过滤器进行过滤,去除杂质和固体颗粒。
然后将过滤后的聚合物固体进行干燥,形成成品聚合物酰胺。
5. 检测和质量控制
对成品聚合物酰胺进行质量检测,确保其质量和性能符合要求。
同时,采用自
动化生产线和质量控制系统,严格控制生产过程中的变量,保证生产的一致性和稳定性。
玻璃纤维增强聚丙烯酰胺的生产工艺需要选择合适的原材料、聚合反应、玻璃纤维的增强和过滤和干燥步骤,同时需要对生产过程进行严格的检测和质量控制,以确保成品聚合物酰胺的质量和性能符合要求。
聚丙烯酰胺合成工艺

聚丙烯酰胺合成工艺聚丙烯酰胺(Polyacrylamide,简称PAM)是一种高分子聚合物,具有优异的吸附、絮凝和沉降能力,在许多领域有广泛的应用,如水处理、土壤改良、石油开采、纸浆造纸等。
本文将介绍一种常用的聚丙烯酰胺合成工艺。
第一步是丙烯腈的水解。
将丙烯腈与一定量的水在一定的温度和压力下反应,生成丙烯酰胺。
丙烯酰胺是聚丙烯酰胺的主要单体。
水解反应通常在碱性条件下进行,加入一定量的碱催化剂,如氢氧化钠或碳酸钠。
反应温度和压力的选择是通过考虑反应速率和产物纯度来确定的。
第二步是酰胺化反应。
酰胺化反应是指丙烯酰胺与其他化学物质发生反应,形成不同功能基团的聚丙烯酰胺。
常用的酰胺化反应有:季铵化反应、酯化反应、羰基反应等。
这些反应可以通过调整反应条件来实现不同功能的聚丙烯酰胺的合成。
第三步是聚合反应。
聚合反应是指将多个丙烯酰胺单体分子通过共价键连接在一起,形成高分子聚合物。
聚合反应可以通过自由基聚合、阴离子聚合或阳离子聚合等不同方式来进行。
常用的聚合反应有红外光聚合法、离子射线聚合法等。
选择适当的聚合方法和反应条件,可以控制聚合物的分子量和分子量分布,从而得到理想的产品性能。
聚丙烯酰胺合成工艺的优化是提高产品质量和产能的关键。
合理选择反应条件、催化剂和反应器类型,可以提高聚合反应的速率和选择性,降低副反应的发生。
此外,还可以通过改变单体的结构和功能基团的引入,调控聚丙烯酰胺的性能,以满足不同领域的需求。
总之,聚丙烯酰胺合成工艺是一项复杂的过程,通过水解、酰胺化和聚合反应,可以合成出各种性能优良的聚丙烯酰胺。
未来,随着科学技术的发展,聚丙烯酰胺合成工艺将会更加完善和高效,为各个领域的应用提供更好的支持。
聚丙烯酰胺合成工艺.docx

聚丙烯酰胺聚合工艺( 1)理论基础丙烯酰胺在自由基引发剂作用下经自由基聚合反应合成聚丙烯酰胺:O引发剂HH2C C C NH 2CH 2CH nC ONH 2丙烯酰胺在醇或吡啶溶液中,经强碱催化剂如烷氧钠的作用下,经阴离子聚合反应则生成聚β-丙酰胺。
O碱H2 C C C NH2CH2 CH2 CONHH阴离子聚合反应n工业生产中采用自由基聚合反应以生产聚丙烯酰胺,所用的自由基引发剂或引发剂来源种类甚多,包括过氧化物、过硫酸盐、氧化-还原体系、偶氮化合物、超声波、紫外线、离子气体、等离子体、高能辐射等。
工业生产中采用的聚合方法,主要是溶液聚合法和反相乳液聚合法,以前者应用最为广泛。
此外也有采用γ-射线辐照引发固相聚合的报道。
丙烯酰胺水溶液聚合为聚丙烯酰胺水溶液时,聚合热为 kJ/mol 。
相对来说放出的热量甚大,因此水溶液聚合法中如何及时导出聚合热成为生产中的重要技术问题之一。
其次一个问题是如何降低残余单体含量。
因为丙烯酰胺单体毒性甚大,为了减少其危害性,特别是用于水质处理时对残余单体的含量要求低于%。
第三个问题是如何将聚合反应得到的高粘度流体或凝胶转变为固体物,即干燥脱水问题。
第四个问题是如何自由控制产品分子量。
丙烯酰胺于 25 o C, pH=1 时链增长速率常数k p与链终止速率常数k t分别为(±)×104和(±)× 106 Lmol-1 s-1,与动力学链长成正比的 k p/ k t1/2 =±,此数值甚高,所以不存在链转移时,聚丙烯酰胺可获得平均分子量超过2×107的产品。
丙烯酰胺在水溶液中进行自由基聚合时,可能产生交联生成不溶解的聚合物,当聚合反应温度过高时,此现象更为严重。
理论解释认为歧化终止生成的聚合物端基具有双键,参与聚合反应或发生向聚合物进行链转移所致。
此外引发剂过硫酸盐与聚丙烯酰胺加热时也会导致生成凝胶。
有人研究了工业产品聚丙烯酰胺的含氮量,发现含氮量低于理论值,认为这是由于分子内脱 NH3生成酰亚胺基团所致。
聚丙烯酰胺生产过程

聚丙烯酰胺生产过程
聚丙烯酰胺生产过程
聚丙烯酰胺(PA)是由丙烯腈与甲醛水合物酰胺水解法通过氯化锂或去氧酸根催化产生的含有多个醇基的高分子物质,具有极其优良的耐热、耐腐蚀、耐拉伸、尺寸稳定、加工性能好以及化学特性稳定等优点。
聚丙烯酰胺的主要应用类别包括:聚合物材料、助剂、粘合剂、分散剂、塑料改性剂、润滑剂、抗氧剂及药物等。
一、聚丙烯酰胺的生产过程
1、原料准备
原料准备是聚丙烯酰胺生产的基础,常用的原料有丙烯腈、甲醇、甲醛等。
2、反应
聚丙烯酰胺的反应过程是甲醛在水溶液中与丙烯腈通过去氧酸
根或氯化锂催化反应得到聚丙烯酰胺。
3、沉淀
反应产物搅拌沉淀,滤除易溶的部分,收集沉淀的PA块,然后冷却干燥继续混合,以得到可销售的PA粉末产品。
4、筛分
筛分是指对聚丙烯酰胺粉末进行颗粒度分级、按照指定的标准进行质量检查,以得到满足客户需求的聚丙烯酰胺粉末产品。
二、聚丙烯酰胺的生产设备
1、搅拌设备
搅拌设备是指用于混合聚合物原料、助剂、催化剂和溶剂的设备,包括反应釜、搅拌釜、输送泵、热交换器等。
2、滤液设备
滤液设备是指用于过滤反应液的设备,包括底滤机、超滤膜机等。
3、干燥设备
干燥设备是指用于从湿混合物中沉淀并烘干成粉末的设备,包括鼓风干燥机、真空干燥机、高压及低温干燥机等。
4、分散设备
分散设备是指用于将聚丙烯酰胺粉末按照指定的标准对其进行
分级的设备,包括离心筛、振动筛、磁选机等。
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。
聚丙烯酰胺生产工艺流程

聚丙烯酰胺生产工艺流程聚丙烯酰胺,这名字听起来是不是有点高大上?但其实它的生产工艺流程就像是一场精心编排的舞蹈,每一个步骤都充满了奇妙和挑战。
首先,咱们得准备好原材料,就像大厨做菜前要挑好新鲜的食材一样。
丙烯酰胺单体是这场“舞蹈”的主角,要保证它的纯度和质量,可不能有丝毫马虎。
这一步要是出了岔子,后面的步骤可就都乱套啦!然后是引发聚合反应。
这就好比是点燃了一场热闹的派对,让单体们欢快地聚在一起。
引发剂的选择和用量就像是派对的组织者,得把握好分寸,多了少了都不行。
要是引发剂用得不对,这场“派对”可就没法热闹起来啦!接下来是聚合反应的进行。
在合适的温度、压力和反应时间里,单体们手拉手形成长长的链,这就像是小朋友们排着队组成了长长的队伍。
这个过程中,要密切关注各种条件的变化,稍有不慎,这队伍可能就歪歪扭扭不成样子喽!反应完成后,还得进行分离和提纯。
把我们想要的聚丙烯酰胺从混合物中挑选出来,这就像是在一堆水果中挑出最甜的苹果,得有一双慧眼和精细的操作。
不然,混进了杂质,这“苹果”可就不甜啦!再说说干燥环节,把得到的聚丙烯酰胺弄干,就像是把洗好的衣服晾干一样。
温度和时间都得控制好,不然要么没干彻底,要么就给烤焦啦!最后是粉碎和包装。
把干燥好的聚丙烯酰胺变成合适的颗粒大小,然后精心包装起来,就像是给宝贝穿上漂亮的衣服,准备送出去见世面。
整个聚丙烯酰胺的生产工艺流程,每一步都得小心翼翼,就像走钢丝一样,稍有偏差,可能就前功尽弃。
但只要严格把控每一个环节,就能得到高质量的聚丙烯酰胺,为各种工业应用贡献力量。
所以说,这看似复杂的工艺流程,只要用心去对待,也能变得简单而有趣,不是吗?。
聚丙烯酰胺生产工艺流程

聚丙烯酰胺生产工艺流程
聚丙烯酰胺生产工艺流程包括配料、聚合、造粒、烘干、冷却、粉碎及包装。
原料通过管道进入配料釜内,加入相应的助剂混合均匀,降温至0-5℃之间,将原料送至聚合釜内通氮除氧,氧含量除至1%左右,加入引发剂进行聚合,聚合后将胶块切碎,通过输送机送至造粒机进行造粒,造粒完的胶粒送至干燥床进行干燥,干燥好物料送至粉碎筛分系统进行粉碎,粉碎完物料进入包装系统进行包装,形成成品。
聚丙烯酰胺生产工艺流程有两步
单体生产技术
丙烯酰胺单体的生产是以丙烯腈为原料,在催化剂作用下水合生成丙烯酰胺单体的粗产品,经闪蒸、精制后得精丙烯酰胺单体,此单体即为聚444丙烯酰胺的生产原料。
丙烯腈+(水催化剂/水)→合→丙烯酰胺粗品→闪蒸→精制→精丙烯酰胺。
聚合技术
聚丙烯酰胺以丙烯酰胺水溶液为原料进行生产的,在引发剂的作用下,进行聚合反应,在反应完成后生成的聚丙烯酰胺胶块经切切割、造粒、干燥、粉碎,最终制得聚丙烯酰胺产品。
关键工艺是聚合反应,在其后的处理过程中要注意机械降温、热降解和交联,从而保证聚丙烯酰胺的相对分子质量和水溶解性。
丙烯酰胺+水(引发剂/聚合)→聚丙烯酰胺胶块→造粒→干燥→粉碎→聚丙烯酰胺产品。
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3 生产工艺
3.1 国外
3.1.1 丙烯酰胺生产技术
丙烯酰胺工业化生产的方法主要有两种:一种是化学法,即用骨架铜作催化剂生产;另一种是生化法,即用生物水和酶作催化剂生产丙烯酰胺。
目前,国外丙烯酰胺单体生产装置以化学法为主,技术覆盖率在90%以上,其它为生化法技术。
3.1.1.1 化学法
目前国外主要采用化学法生产丙烯酰胺。
早在20世纪60年代,美国氰胺公司和日本三菱化成公司先后开发硫酸水合法生产丙烯酰胺的技术,实现了丙烯酰胺的工业化生产。
到了20世纪70年代中期,日本和美国同时开发了以铜为主的催化剂体系,建成直接水合法生产丙烯酰胺单体生产装置,取代了硫酸水合法,被称为丙烯酰胺第二代生产技术。
国外化学法生产丙烯酰胺两个比较有代表性的技术:一是三菱公司悬浮床连续催化生产工艺,产品为50%的丙烯酰胺水溶液;二是美国Dow化学公司为代表的固定床连续催化工艺技术,产品为25%-30%丙烯酰胺水溶液。
这两种生产工艺的共同特点是采用丙烯腈催化水合法生产丙烯酰胺,丙烯腈转化率高,无副产品,产品质量好,催化剂和原材料的消耗指标都较低,三废排放量少。
3.1.1.2 生化法
生化法采用生物酶作催化剂,将丙烯腈、水和生物催化剂调配成水合溶液,在催化反应后分离出废催化剂就可得到丙烯酰胺产品。
与铜催化水合法相比,其特点是:丙烯腈单程转化率极高,为99.99%;无需分离回收未反应丙烯腈;酶的特异性能使选择性极高,为99.98%,无副反应,无需铜分离工段,无需离子交换处理,使分离精制操作大为简化;产品浓度高,无需提浓操作;整个过程操作简便,设备投资少,生产经济效益高,利于小规模生产:特别适合于生产高粘度的超高相对分子质量的聚丙烯酰胺。
到目前为止,生化法已经发展出以下三种具体工艺技术。
(1)应用膜技术的微生物法。
包含的工序有微生物菌体培养、菌体重悬液的制备、用游离菌体作生物催化剂进行丙烯腈水合反应、分离反应所得的丙烯酰胺水合液。
其特征是用微滤膜来洗涤净化发酵液中的菌体以制备菌体重悬液,用超滤膜来分离丙烯酰胺水合液及生物杂质。
采用该工艺生产丙烯酰胺可以明显提高生产效率和菌体利用率,同时水合液产品中的生物杂质含量降低,得到的丙烯酰胺质量好、纯度高。
(2)微生物连续催化法。
通过发酵生产含有腈水合酶的丙酸棒杆菌或其诱变株细胞,然后用游离细胞法或固定化细胞法催化丙烯腈水合成丙烯酰胺,然后处理得到高纯度的丙烯酰
胺。
(3)使用经丙烯酸水溶液洗涤的微生物催化剂。
先用丙烯酸水溶液洗涤微生物催化剂,然后将经洗涤的微生物催化剂用于转化反应来制备丙烯酰胺。
国外生化法技术是首先由日本日东公司开发的。
该公司于1984年在日本横滨建成一套4000t/a生化法丙烯酰胺生产装置,1992年将装置的生产能力提高到2万t/a。
日东生化法生产丙烯酰胺技术仍以丙烯腈为原料,在多级连续平流型反应器内进行水合反应,反应物经泡沫分离和过滤直接得到50%的丙烯酰胺单体溶液,其技术的先进性表现在腈水合酶催化剂选择性好,收率高,产品杂质少,副产物少,反应在常温、常压下进行,省去了产品提浓和丙烯腈回收等工段,使工艺过程得到简化。
另外,法国SNF公司采用生化法丙烯酰胺生产技术在美国和法国建设2套万吨级生产装置,并在我国泰州独资建设2万t/a生化法丙烯酰胺单体装置和配套聚合物生产装置。
3.1.2 聚丙烯酰胺生产技术
国外工业化聚丙烯酰胺的聚合工艺技术主要有如下5种[8]。
前三种工艺均可以通过调整引发体系,生产不同分子量的聚丙烯酰胺产品。
3.1.2.1 乳液聚合工艺
将单体水溶液按一定比例加入到油相中,在乳化剂的作用下形成油包水型乳液,丙烯酰胺单体在此环境中进行聚合反应,得到质量分数为20%以上的乳液聚合物产品,其产品相对分子质量能达到2400万以上,粘度在70mpa·s以上。
乳液聚合工艺在生产过程中减少了聚合物胶体的切割、造粒、干燥等工序,降低了聚合物工厂的设备投入和能耗,但同时增加了产品的运输和贮存量,在生产过程中需用大量的有机溶剂。
美国CYTEC公司、法国SNF公司均拥有此项技术。
3.1.2.2 均聚现场水解工艺
将在化工厂内聚合得到的非离子聚丙烯酰胺干粉运至聚合物注入现场溶解后,再加入氢氧化钠进行水解得到质量分数为2.2%的阴离子聚丙烯酰胺产品,最终产品的相对分子质量最高能达到2400万以上,粘度能达到70mpa·s以上,其它各项指标均符合要求。
这种工艺技术需要在油田注入现场建设多个水解非离子聚丙烯酰胺的小化工厂。
英国汽巴公司、法国SNF公司拥有此项技术。
3.1.2.3 均聚后水解工艺
主要由日本三菱化学公司开发。
其工艺过程是先均聚成非离子聚丙烯酰胺,在造粒后加入氢氧化钠水解,最后通过干燥得到粉状聚合物产品。
产品的相对分子质量能达到2200
万以上,粘度能达到50mpa·s以上。
这种工艺技术的特点是较其它干粉生产工艺得到的产品相对分子质量高,对产品类型可进行灵活调整,但工艺过程较为复杂。
3.1.2.4 共聚合工艺
采用丙烯酰胺和丙烯酸两种聚合单体在较低的引发温度条件下,由引发体系作用,进行共聚合反应,聚合得到的胶体经切割、造粒、干燥等过程得到粉状阴离子聚丙烯酰胺产品。
这种技术在国外已应用多年,世界上大多数聚丙烯酰胺产品为共聚物,阴离子聚丙烯酰胺产品的相对分子质量能达到2000万,粘度可达50mpa·s以上。
该工艺的特点是可以根据不同的用途生产不同水解度的产品,产品的水解度可在0—70%的范围内调整。
英国汽巴公司、法国SNF公司、美国CYTEC公司等均拥有共聚合技术。
3.1.2.5 前加碱共水解聚合工艺
采用丙烯酰胺和碳酸钠两种主要原料。
这种工艺技术与其它工艺的主要区别是在聚合溶液制备过程中加入碳酸钠,在进行聚合反应的同时进行水解反应,聚合和水解在同一反应釜内完成,在熟化过程中使水解反应更加完全。
法国SNF公司拥有此项技术。
另外我国的大庆炼化公司1992年引进的5.2万t/a聚丙烯酰胺装置采用了这种技术。
3.2 国内
3.2.1丙烯酰胺生产技术
国内化学法生产丙烯酰胺工艺起步晚,且近年没有很大的发展,仍限于采用铜系催化剂,固定床工艺路线,最大生产能力为2000t/a,与国外先进生产技术相比,规模小,能耗高,而且产品质量不稳定,达不到生产高相对分子质量聚丙烯酰胺的原料要求。
近年来,国内生化法生产丙烯酰胺技术得到了较快的发展,近期国内建设的丙烯酰胺装置大多采用生化法技术。
我国从20世纪80年代中期开始进行生化法生产丙烯酰胺的研究工作,上海交大、北京微生物所、石油化工科学研究院、上海生物化工研究中心等大专院校和科研部门都相继开展了此项研究工作。
1993年10月在浙江桐庐,采用上海生物化工研究所的技术完成了500t/a规模的中试装置,得到了较高质量的丙烯酰胺产品,取得了突破性进展,并于当年通过国家科委组织的鉴定验收。
1999年9月,胜利油田采用上海生化所技术建成1万t/a丙烯酰胺生产装置之后,江西昌九农科化工有限公司、大庆石油管理局技术开发实业公司等分别建成了万吨级生化法丙烯酰胺生产装置。
国内生化法技术在国内的覆盖率在90%以上。
生化法技术在国内迅速发展的主要原因
是技术来源较为广泛,工艺条件较为温和以及国内化学法技术不够成熟。
3.2.2 聚丙烯酰胺生产技术
3.2.2.1 前加碱共水解聚合
该工艺采用丙烯酰胺和碳酸钠两种主要原料,与其它工艺的主要区别是在聚合溶液制备过程中加入碳酸钠,在进行聚合反应的同时进行水解反应,聚合和水解在同一反应釜内完成,在熟化过程中使水解反应更加完全。
聚合反应可根据所需产品的相对分子质量,既可在较低的引发温度条件下开始,生产较高相对分子质量的产品,也可采用在较高的温度下引发,生产中低相对分子质量产品。
经聚合反应和熟化过程得到聚丙烯酰胺胶体,经切割、造粒、干燥等过程得到粉状阴离子聚丙烯酰胺产品。
近几年,这种技术在国内应用较为广泛,大庆炼化公司引进的5.2万t/a聚丙烯酰胺装置、胜利油田宝莫生物化工有限公司、辽河油田聚合物厂等均采用了这种技术,其产品相对分子质量最高能达到2200万,粘度达到50mpa·s 以上。
此项技术可根据需要生产相对分子质量500-2400万的产品。
但此项技术在采用低温引发生产高相对分子质量聚丙烯酰胺时,存在后加热水解不均匀等问题,一定程度上影响了产品的稳定性。
3.2.2.2 均聚后水解工艺技术
该工艺是先将丙烯酰胺均聚成非离子聚合物、然后加碱进行水解。
由于近几年国内三次采油要求采用高抗盐、高相对分子质量聚丙烯酰胺产品,国内聚丙烯生产厂商对高相对分子质量聚丙烯酰胺聚合技术进行了较为深入的研究。
由于该工艺更容易得到高相对分子质量、粘度高的聚丙烯酰胺产品而得到了重视。
大庆炼化公司采用均聚后水解工艺建成了1.3万t /a高抗盐聚丙烯酰胺生产装置,并对引进法国SNF公司的8条生产线中的4条线由原来的前加碱共水解工艺改造成后水解工艺。
北京恒聚油田化学剂有限公司等也采用均聚后水解工艺生产抗盐聚合物产品。
均聚后水解工艺有很好的灵活性,通过调节配方和引发温度可生产各种相对分子质量的产品,可根据需要生产相对分子质量为500-3500万的产品。
以上两种技术为国内生产三次采油用阴离子聚丙烯酰胺的主流技术。