简单说明聚丙烯酰胺聚合技术

就目前的消费情况而言,经过10多年的发展,我国聚丙烯酰胺的产量有了很大的增长。目前聚丙烯酰胺在我国主要应用于石油工业领域、水处理和造纸行业等三大领域。近年来随着国内外聚丙烯酰胺应用领域的不断扩展,对聚丙烯酰胺品种的研究已引起越来越多科技人员的注意和重视。今天51PAM博主简单来谈谈聚丙烯酰胺的聚合技术。

聚丙烯酰胺生产是以丙烯酰胺水溶液为原料,在引剂的作用下,进行聚合反应,在反应完成后生成的聚丙烯酰胺胶块经切割、造料、干燥、粉碎,最终制得聚丙烯酰胺产品。其最关键的工艺是聚合反应,对反应条件要求非常严苛,在其后的处理过程中要注意机械降解、热降解和交联,从而保证其成品的相对分子质量和水溶解性。

其大致流程为:

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

我国聚丙烯酰胺生产技术大概也经历了不3个阶段:第一阶段是最早采用盘式聚合,即将混合好的聚合反应液放在不锈钢盘中,再将这些不锈钢盘推至保温烘房中,聚合数小时后,从烘房中推出,用铡刀把聚丙烯酰胺切成条状,进绞肉机造料,烘房干燥,粉碎制得成品。这种工艺完全是手工作坊式。第二阶段是采用捏合机,即将混合好的聚合反应液放在捏合机中加热,聚合开始后,开动捏合机,一边聚合一边捏合,聚合完后,造料也基本完成,倒物料,经干燥、粉碎得成品。第三阶段是,20世幻80年代后期,开发了锥形釜聚合工艺,由核工业部五所在江苏江都化工厂试车成功。该工艺在锥形釜中装入预热混合好的聚合反应液,通入氮气,聚合完成后用空气将物料压出,锥形釜下部带有造料旋转刀,聚合物在压出的同时,即成料状,经转鼓干燥机干燥,粉碎得产品。为了避免聚丙烯酰胺胶块黏附在聚合釜釜壁上,有的技术采用氟或硅的高分子化合物涂覆在聚合釜的内壁上,但此涂覆层在生产过程中易脱落而污染产品本身。

目前国内外的聚丙烯酰胺生产技术基本上与上述的第三阶段相似,只是在设备上有些不同:
聚合釜大小及类型(有固定锥形釜,也有可旋转的锥形釜,聚合反应完成后,聚合釜倒转将聚丙烯酰胺胶块倒出)
造料方式(有机械造料、切割造料,也有湿式造料即分散液中造料)
干燥方式(有采用穿流回转干燥,也有用振动流化床干燥)及粉碎方式。
这些不同中有些是设备质量上有差异,有些是采用的具体方式上有差异,但总的来看,聚合技术趋向于固定锥形釜聚合,振动流化床干燥技术。聚丙烯酰胺生产技术除了上述的单元操作外,在工艺配方上还有较为明显的差别,比如目前生产超高相对分子质量聚丙烯酰胺的生产工艺,同样是低温引发,就有前加碱共水解工艺(一般称为前水解)和后加碱后水解工艺之分(一般称为后水解),两种方法各有利弊,前水解工艺过程相对于后水解工艺简单,但存在水解传热易产生交联和相对分子质量损失大的问题,后水解工艺过程复杂了些,但水解均匀不易产生交联,对产品村对分子质量损失也不大。另外,在生产聚合时用的引发剂也分为无机引发剂、有机引发剂和无机—有机混合体系3种类型。

随着国内水处理市场的进一步增容,PAM的生产竞争会更加火热,如果仅仅是拼设备和规模,估计国内没几个可以和大庆炼化和宝莫生物等几个大厂比,所以只能从对生产工艺的掌握程度上改进,用有限的设备资源开发出适用的产品,发展还是有前景的,笔者水平有限,文章中难免会有错误不足之处,欢迎广大读者博友指正批评交流。

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聚丙烯酰胺货源

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