就目前的消費情況而言,經(jīng)過10多年的發(fā)展,我國聚丙烯酰胺的產(chǎn)量有了很大的增長。目前聚丙烯酰胺在我國主要應(yīng)用于石油工業(yè)領(lǐng)域、水處理和造紙行業(yè)等三大領(lǐng)域。近年來隨著國內(nèi)外聚丙烯酰胺應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴展,對聚丙烯酰胺品種的研究已引起越來越多科技人員的注意和重視。今天51PAM博主簡單來談?wù)劸郾0返木酆霞夹g(shù)。
聚丙烯酰胺生產(chǎn)是以丙烯酰胺水溶液為原料,在引劑的作用下,進(jìn)行聚合反應(yīng),在反應(yīng)完成后生成的聚丙烯酰胺膠塊經(jīng)切割、造料、干燥、粉碎,最終制得聚丙烯酰胺產(chǎn)品。其最關(guān)鍵的工藝是聚合反應(yīng),對反應(yīng)條件要求非常嚴(yán)苛,在其后的處理過程中要注意機械降解、熱降解和交聯(lián),從而保證其成品的相對分子質(zhì)量和水溶解性。
其大致流程為:
丙烯酰胺+水(引發(fā)劑/聚合)→聚丙烯酰胺膠塊→造?!稍铩鬯椤郾0樊a(chǎn)品
我國聚丙烯酰胺生產(chǎn)技術(shù)大概也經(jīng)歷了不3個階段:第一階段是最早采用盤式聚合,即將混合好的聚合反應(yīng)液放在不銹鋼盤中,再將這些不銹鋼盤推至保溫烘房中,聚合數(shù)小時后,從烘房中推出,用鍘刀把聚丙烯酰胺切成條狀,進(jìn)絞肉機造料,烘房干燥,粉碎制得成品。這種工藝完全是手工作坊式。第二階段是采用捏合機,即將混合好的聚合反應(yīng)液放在捏合機中加熱,聚合開始后,開動捏合機,一邊聚合一邊捏合,聚合完后,造料也基本完成,倒物料,經(jīng)干燥、粉碎得成品。第三階段是,20世幻80年代后期,開發(fā)了錐形釜聚合工藝,由核工業(yè)部五所在江蘇江都化工廠試車成功。該工藝在錐形釜中裝入預(yù)熱混合好的聚合反應(yīng)液,通入氮氣,聚合完成后用空氣將物料壓出,錐形釜下部帶有造料旋轉(zhuǎn)刀,聚合物在壓出的同時,即成料狀,經(jīng)轉(zhuǎn)鼓干燥機干燥,粉碎得產(chǎn)品。為了避免聚丙烯酰胺膠塊黏附在聚合釜釜壁上,有的技術(shù)采用氟或硅的高分子化合物涂覆在聚合釜的內(nèi)壁上,但此涂覆層在生產(chǎn)過程中易脫落而污染產(chǎn)品本身。
目前國內(nèi)外的聚丙烯酰胺生產(chǎn)技術(shù)基本上與上述的第三階段相似,只是在設(shè)備上有些不同:
聚合釜大小及類型(有固定錐形釜,也有可旋轉(zhuǎn)的錐形釜,聚合反應(yīng)完成后,聚合釜倒轉(zhuǎn)將聚丙烯酰胺膠塊倒出)
造料方式(有機械造料、切割造料,也有濕式造料即分散液中造料)
干燥方式(有采用穿流回轉(zhuǎn)干燥,也有用振動流化床干燥)及粉碎方式。
這些不同中有些是設(shè)備質(zhì)量上有差異,有些是采用的具體方式上有差異,但總的來看,聚合技術(shù)趨向于固定錐形釜聚合,振動流化床干燥技術(shù)。聚丙烯酰胺生產(chǎn)技術(shù)除了上述的單元操作外,在工藝配方上還有較為明顯的差別,比如目前生產(chǎn)超高相對分子質(zhì)量聚丙烯酰胺的生產(chǎn)工藝,同樣是低溫引發(fā),就有前加堿共水解工藝(一般稱為前水解)和后加堿后水解工藝之分(一般稱為后水解),兩種方法各有利弊,前水解工藝過程相對于后水解工藝簡單,但存在水解傳熱易產(chǎn)生交聯(lián)和相對分子質(zhì)量損失大的問題,后水解工藝過程復(fù)雜了些,但水解均勻不易產(chǎn)生交聯(lián),對產(chǎn)品村對分子質(zhì)量損失也不大。另外,在生產(chǎn)聚合時用的引發(fā)劑也分為無機引發(fā)劑、有機引發(fā)劑和無機—有機混合體系3種類型。
隨著國內(nèi)水處理市場的進(jìn)一步增容,PAM的生產(chǎn)競爭會更加火熱,如果僅僅是拼設(shè)備和規(guī)模,估計國內(nèi)沒幾個可以和大慶煉化和寶莫生物等幾個大廠比,所以只能從對生產(chǎn)工藝的掌握程度上改進(jìn),用有限的設(shè)備資源開發(fā)出適用的產(chǎn)品,發(fā)展還是有前景的,筆者水平有限,文章中難免會有錯誤不足之處,歡迎廣大讀者博友指正批評交流。
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