年产500吨聚丙烯酰胺聚合工艺设计

第一章 概述1．1 聚丙烯酰胺简介1 .1 . 1 丙烯酰胺聚合物的结构和性质PAM 在结构上最基本的特点是：（1）分子链具有柔顺性和分子形状的易变性。（2）分子链上有与丙烯酰胺单元数目相同的侧基——酰胺基，而酰胺基具有高极性、易形成氢键和高反应活性。这些结构特点给予了 PAM 许多极有价值的应用性能。乳酰胺基的高极性使 PAM 具有良好的亲水性和水溶性，其水凝胶亲水而不溶与水；柔顺的长链使 PAM 水溶液具有高粘性和良好的流变性能；酰胺基极易与水或含有-OH 基团的物质（天然纤维、蛋白质、土壤和矿物等）形成氢键，产生很强的吸附作用；酰胺基的高反应活性可使 PAM 衍生出很多变性产物，拓宽了他们的应用范围。1 .1 . 2 丙烯酰胺聚合物的进展PAM 在 1893 年由实验室制得。1954 年在美国实现产业化生产，初期得产品仅室单一得非离子型 PAM。不久开发了碱性阴离子型 PAM 和阳离子型 PAM。PAM 优良的水溶性、增稠性、絮凝性能和化学反应活性的显示出了巨大的市场潜力和宽阔的应用前景。丙烯酰胺单体由丙烯腈经硫酸催化水合制取。20 世纪 70 年代初美国合日本开发了丙烯睛铜催化水合法，1985 年在日本又有丙烯睛生物酶催化水合法问世。我 PAM 产品的开发始于 20 世纪 50 年代末期。1962 年上海珊瑚化工厂建成我国第一套 PAM 生产装置，生产 PAM 水溶胶产品，用于矿产品处理和石油钻采工业。随后又开发了辐射聚合法、反相乳液聚合法和水溶液聚合法生产 PAM 干粉。由于在油气田开采和三次采油中的大量应用，以及在污水处理和造纸等方面的用量增加，我国 PAM 的生产能力不断增加。自 1994 年自主开发的生物酶法制丙烯酰胺工业化获得成功及随后的 2.5 万吨/年丙烯酰胺示范性工业生产装置的建成，以及 1995 年法国NSF 公司 5 万吨/年 PAM 生产装置后，我国 PAM 的产量和质量都油了很大的提升。近10 年来我国 PAM 进展迅速，现成为世界生产大国，产量跃居世界首位，生产规模已达国际水平。现有生产厂 200 多个，生产能力（含 AM）约为 23 万吨/年。我国的销售量约占全球的 1/3。产品主要包括 HPAM、CPAM、NAM 和梳型聚丙烯酰胺等，以HPAM 为主。产品剂型有干粉、水溶胶、油乳液和水乳液等，以干粉为主。生物酶法制丙烯酰胺、梳型聚丙烯酰胺和超高分子量 PAM 等方面已达到世界先进水平。但是在总体上，我国的 PAM 产品与国外相比还存在大的差距，主要反应在（1）产品系列：...