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简述聚丙烯酸胺的生产工艺及国内外对pam的开发研讨

 简述聚丙烯酸胺的生产工艺及国内外对pam的开发研讨

        聚丙烯酸铵在我国的应用领域十分的广阔,发展前景也比较乐观,是一种水溶性高分子聚合物,具有高粘度和高分子量的特点,聚丙烯酸胺具有工艺流程简单、成本低、消耗少和产品质量高等优势。本文主要阐述了聚丙烯酸胺的生产工艺技术以及国内外对聚丙烯酸胺技术的发展研讨。 

聚丙烯酰胺生产工艺:  

1、硫酸水合法:硫酸水合法是由美国一家企业利用等摩尔比的丙烯腈和水,在八十到一百摄氏度之间,保证硫酸的存在下进行水合,最终生成丙烯酰胺酸盐,经过加入氢产生的中和作用,产生结晶分离出丙烯酰胺和硫酸铵。使用该种方法的优点在于结晶单体比较容易获得,缺点使需要消耗较高的丙烯腈等物品,产品的收率比较低、纯度不高,生产过程中会产生比较多的的硫酸盐和废弃液体,对环境造成污染。

2、催化水合法:催化水合法是有美国和日本两个国家先后研究和开发成功的,原理是丙烯腈和水在使用骨架铜催化剂的作用下,直接生成丙烯酰胺,实现了工业化生产,与硫酸水合法比较,催化水合法生产的产品具有高纯度、污染少的优点,很容易实现工业化生产,目前催化水合法是世界上比较常用的一种生产丙烯酰胺的方法。主要采用二元或者三元以上的骨架铜催化剂合金,经过产生的反应后催化剂被溶解掉一部分,剩下比较活泼的骨架铜。骨架铜催化剂有多种合金组合,比较常见的有Cu-Cr合金、Cu-Ni合金及Cu-Al-Zn合金等。悬浮床和固定床为反应器,日本企业固定床中使用的骨架铜催化剂通常为Cu-Cr催化剂,连续催化工艺。我国比较常使用的固定床连续催化工艺中Cu-Al-Zn骨架铜为催化剂,南非某家企业已经研究和开发了一种直接从丙烯腈中直接生产出丙烯酰胺的一步工艺法,已经工业化投产使用。在化学上采用催化剂蒸馏的方式,利用丙烯腈经过氧化铜催化剂的反映下产生水解反应,产生百分之三十五到五十的丙烯酰胺水溶液,没有其他副产品。一般情况下标准的固定床工艺使用三个反应器,生成的丙酰胺溶液大约为百分之二十和没有发生溶解的丙烯腈百分之四左右,想要送往市场进行使用就要在净化和浓缩百分之五十的丙烯酰胺才可以,但是还不能在生产聚丙酰胺和丙烯酸。在南非研究的新工艺中,在催化剂蒸馏塔顶部加入丙烯腈和软化水,一直到蒸馏塔的中部位置。溶液经过硫酸泵输送到蒸馏塔的底部,控制PH值和一直其中的聚合反应。因为在其中停留较短的时间,因此产生的副产品就少,丙烯酰胺生成后因为其本身的重量,将会下降到蒸馏塔底部,没有产生反应的物品在蒸馏塔上部继续循环,直到产生丙烯酰胺,使用新工艺的成本为固定床成本的一般左右,还能节省一部分操作费用。

3、生化法:生化法的原理就是利用丙烯腈、固定生物催化剂和原料水经过调配混合成水溶液,经过差生的催化反应,生成的废催化剂就是丙烯酰胺。该方法的优点就是在常温常压下就能进行生产,需要的设备简单,操作稳定安全,其中酶的特异性选择性较高,没有副产品产生。更早研究和开发出生化法的企业是日本的一家企业,目前我国的上海研究中心也研究和开发出菌株,其催化水平也达到了国际先进水平。

国内外对pam开发研讨:

    大家将以上三种工艺方法在国内外的技术现状进行分析和对比,将以上三种工艺从原料、催化剂、工艺生产过程中的优点和缺点都进行对比说明,主要具有的差别有以下几个方面:

(1)国内生产的丙烯酰胺使用的技术一般是前加碱共水解和均聚后水解工艺两种,无论那种工艺产生的产品都具有分子量高、粘度大等优点,我国在聚合引发体系上的研究与开发已经达到了国际先进水平。其中国内外的主要差异在于生产的设备和设备的成套性上面,首先单台设备的生产能力肯定不够,制备长期运转产生的负荷比较大,维修周期较长,影响设备的正常生产运行和生产效率;然后设备与设备之间的成套性不够,国内研究开发的设备之间在生产过程中匹配性存在差异,这种情况造成每个生产工艺之间的连接不够流畅,影响设备的生产效率和生产产品的质量。产品质量的好坏与设备的质量有直接的影响,生产产品中溶解性、过滤性和颗粒度等各项指标都与设备质量有一定的影响。

(2)我国国内企业在进行投资建设的时候,因为工艺技术方面的诸多限制,生产模式主要是手动控制或者仪表控制,生产的产品稳定性不够高,没有达到国际先进水平。

(3)国外生产工艺技术已经经过多年的发展和研究,目前技术比较成熟,工业化生产模式已经成型。我国生产工艺技术发展的比较晚,工艺复杂、投资成本比较高,生产的丙烯酰胺分子量一般能达到两千万左右,生产更高分子量的聚丙酰胺的能力不足。

(4)前加减共聚水解工艺和均聚后水解工艺相比较,前者的工艺更加的简单,消耗的成本比较低,生产的产品分子量比较高,也能达到两千万左右,粘度也比较好,但是因为工艺技术本身的限制,也很难生产出更高分子量的产品。

      总结:经过以上的研究和分析发现,硫酸水合法、催化水合法和生化法是生产聚丙烯酰胺的主要工艺方法。目前我国经过将两种或者两种以上的聚合方法结合,研究出新型的工艺方法生产丙烯酰胺类聚合物,所以大家日后的研究方向就是丙烯酰胺聚合物的引发体系、反映催化剂等。在目前生产聚丙烯酰胺方法的基础上研究新的pam产品,具有更高的性能和环保效果。想了解更多资讯请关注鸿畅化工网资讯。

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