聚丙烯酰胺经历的三个生产技术阶段

聚丙烯酰胺自引入我国以来经历了较快的发展,其中发展较快的也要属用于油田的聚丙烯酰胺产品或其改性产品,这也要源于20世纪90年代后随着国内石油三次开采技术大范围推广,而其最早的应用要追塑到60年代在矿物精选中的应用,一个新生工业从引进到发展日趋成熟都必定要经历一些生产技术上的升级突破,如今,PAM的行业发展进入了一个多样化精细化的时代,笔者认为一是在专用领域的产品研发,二是在生产成本上的压缩控制,三是以阳离子聚丙烯酰胺干粉以及乳液产品的研发及升级,而纵观PAM在生产技术上大致经历了以下阶段。

1.盘式聚合
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,然后经过传统的绞肉机造粒,其生产效率很低,烘房干燥,粉碎制得成品。这种工艺完全是手工作坊式。

2.捏合机
其就是将混合好的聚合反应液放在捏合机中加热,聚合开始后,启动捏合机,一边聚合一边捏合,聚合完后,造粒也基本完成,倒出物料经干燥、粉碎得成品。

3.锥形釜聚合
20世纪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。该工艺在锥形釜下部带有釜底造料机,聚合物在压出的同时,即成粒状,经振动流化床,磨料机,振动筛,粉碎筛分得到成品。

需要注意的是目前国内一些大型的生产企业在原料采购与设备上的优势还是非常明显的,以及生产工艺的精细化改革上,比如生产过程中产生的细粉回收及后期的环保装置等等,有些企业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,但此涂覆层在上产过程中易脱落而污染聚丙烯酰胺产品。

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,
而国内多是一些小企业,有些甚至是作坊式的作业流程,其产能较落后,生产工艺基本是一致的,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,国内多是固定锥形釜)、造粒方式 (有机械造粒、切割造粒,也有湿式造粒即分散液中造粒)、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的油差异,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和后加碱后水解工艺之分,两种方法各有利弊,前加碱共水解工艺过程简单,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,后加碱后水解虽然工艺过程增加了,但水解均匀不易产生交联,对产品相对分子质量损失也不大。

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聚丙烯酰胺货源

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