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浅谈我国聚丙烯酰胺的分类与应用

时间:2021-05-24 08:44:54点击:0

摘要:本文主要从目前我国聚丙烯酰胺的现状分析出发,简单总结聚丙烯酰胺的主要生产技术以及聚丙烯酰胺在石油开采方面的应用情况。

聚丙烯酰胺(以下简称PAM)在我国的生产起步时间比较晚,至今走过半个世纪的历程,目前我国PAM的生产厂家总共有70多家,其中大型的生产厂家有大庆炼化公司(原大庆油田化学助剂厂)、山东胜利长安实业集团公司、广州聚丙烯酰胺工程技术中心、齐鲁石化公司丙烯腈厂等等,而我国目前较大的生产装置就是1995年大庆油田化学助剂厂从法国引进的5万t/a聚丙烯酰胺生产装置,其生产出的产品主要用于三次采油。

1、PAM及其衍生物都是通过丙烯酰胺的自由基聚合制成的均聚物或共聚物,是一种水溶性线型高分子物质。我们在双键及酰胺基处进行一系列化学反应,工艺不同,导入的官能基团不同,就能得到带有不同电荷的聚丙烯酰胺产品,包括阴离子聚丙烯酰胺、阳离子聚丙烯酰胺、非离子聚丙烯酰胺、两性离子聚丙烯酰胺四种。

1.1 阴离子聚丙烯酰胺(简称APAM)

阴离子聚丙烯酰胺是一种由高聚合度合成的水溶性线型高分子聚合物,这种聚丙烯酰胺以微颗粒的状态呈现,能迅速溶解。不同种类的聚丙烯酰胺具备不同的活性基团,便于不同的悬浮粒子絮凝和过滤分离。

APAM的外观呈白色颗粒或粉末状,分子量为500万至2500万。由于它有能大量溶于水而几乎不溶于任何有机溶剂的特性,目前,APAM在许多行业中都被广泛的用作絮凝、增稠、粘结、阻垢、稳定胶体、减阻、成膜、凝胶等等方面。

1.2 阳离子聚丙烯酰胺(简称CPAM)

阳离子聚丙烯酰胺具有多种活泼基团,具有去除污浊、脱色、吸附、粘合等功效,从字面看,阳离子聚丙烯酰胺主要能絮凝带负电荷的胶体,因此特别适用于处理城市污水、工业污水,因此在染色、造纸、食品、建筑、冶金、油田等等与污染有关联的行业,阳离子聚丙烯酰胺被用来处理有机胶体含量较高的废水。

CPAM的外观统一呈白色颗粒或粉末状,分子量为300万到1500万,其中阳离子度占3%到100%不等。

1.3 非离子聚丙烯酰胺(简称NPAM)

非离子聚丙烯酰胺经过特殊加工工艺合成,同时具有高分子量和低离子量的特性。由于这种聚丙烯酰胺具有特殊的基团,对絮凝、分散、增稠、粘结、成膜、凝胶、稳定胶体等方面都有很好的功效。

非离子聚丙烯酰胺又根据分子量的大小进行分类,其中超高相对分子量聚丙烯酰胺主要用于油田的三次采油方面,高相对分子量聚丙烯酰胺主要作为絮凝剂使用,中相对分子量聚丙烯酰胺主要作为干强剂在纸张生产过程中被广泛使用,而低相对分子量聚丙烯酰胺则主要用来作为分散剂。

非离子聚丙烯酰胺的外观同样为白色颗粒或粉末,分子量为数十至2000万不等。

2、聚丙烯酰胺在我国的应用情况。

聚丙烯酰胺大量工业化生产以后,在各行业中都有比较广泛的应用。主要集中在以下几个行业领域:

2.1 聚丙烯酰胺在我国应用较广的是石油开采行业,占国内总消费量的80%以上。聚丙烯酰胺在石油增油方面的效果明显,由于石油资源的不可再生性,增油成为各大油田的主要技术方向,尤其是在我国,包括大庆、胜利、中原、华北、辽河等大型油田目前已经进入到石油开采的中后期,为了增加石油的产量,各种驱油技术被广泛应用,例如大庆油田的聚合物驱油技术,胜利、辽河油田的聚合物驱油技术等,利用这些技术,这些大型油田都取得了很不错的增油效果,而在这些聚合技术中,聚丙烯酰胺成为不可缺少的一种消耗品。

2.2 水污染处理也是我国目前聚丙烯酰胺的重要消费领域。并且,随着工业化的进一步发展,水污染的治理将成为治理环境污染的重头部分,这就表明聚丙烯酰胺在治理水污染方面的运用空间还很大。我国目前水污染治理形势是非常严峻的,污水处理率不足30%,工业水的重复利用率在60%左右,工业废水的处理率也只有75%左右,这与其他发达国家相比存在很大的差距。而环境问题全球化,时刻威胁到人类的生存环境,这就要求我们在环境整治方面的力度要逐年加大,目前在我国大城市的污水处理厂已经将聚丙烯酰胺作为污泥脱水剂,用于污泥脱水,而在我国的化工、冶金、煤矿、建材等等行业的污水处理中聚丙烯酰胺都被广泛应用。

2.3 聚丙烯酰胺在造纸行业中也被广泛运用。聚丙烯酰胺在造纸行业中主要用来当做絮凝剂和助留剂。我国是一个拥有近14亿人口的人口大国,纸张作为日常生活用品在我国的消费量是惊人的,近年来,随着一些大型的造纸生产设备不断建设,一些大型纸张生产厂家不断扩大生产规模,对聚丙烯酰胺的需求量也在进一步增加。

2.4 聚丙烯酰胺在其他行业中也有广泛的应用,其中增长较明显的是尿不湿和卫生巾等高吸水性树脂行业。女性市场和儿童市场是整个经济市场中的重要发展部分,随着消费群体的快速增长,同时对产品质量要求方面提出了新的要求,这就要求尿不湿和卫生巾等的生产厂家更注重产品的质量,即吸水性方面的质量问题成了各厂家立足的根本。这方面市场需求的增加也带来聚丙烯酰胺消费的大量增加。另外,聚丙烯酰胺在水泥增强剂、粘合剂、皮革复鞣剂等方面的应用也比较普遍。

总结:聚丙烯酰胺作为“百业助剂”在各行各业都有着广泛的应用。从国家“九五”计划将生产聚丙烯酰胺技术列为国际重要推广项目以来,我国在生物法生产丙烯酰胺方面的研发也取得了较快的进展,但和其他国家相比,确实还存在一定的差距,厂家生产的聚丙烯酰胺目前来讲品种比较单一,总生产能力远远不能满足需求,增加产品品种的技术研究,开发更多适用性强的聚丙烯酰胺品种,扩大生产规模以满足国内各行业的需求是今后的发展方向。