聚丙烯酰胺的質(zhì)量檢測

1、題 目： 聚丙烯酰胺（PAM）的質(zhì)量檢測工藝設(shè)計(jì)姓 名： 摘要聚丙烯酰胺是一種水溶性聚合物，因其稀溶液黏度很大，被廣泛應(yīng)用于油田三次采油中做為驅(qū)油 劑來提高石油采收率(EOR)。大慶油田聚合物驅(qū)油技術(shù)工業(yè)化應(yīng)用結(jié)果表明，采用聚合物驅(qū)平均提高采 收率約9.5%，平均每注1噸聚合物可增油150噸。 隨著三次采油技術(shù)的不斷發(fā)展，研究認(rèn)為大慶油田的砂巖油層較低適合用聚丙烯酰胺、表面活性 劑、堿三元復(fù)合驅(qū)油技術(shù)。室內(nèi)研究及礦場研究試驗(yàn)結(jié)果證明三元復(fù)合驅(qū)要比水驅(qū)提高采出率20%以 上，而且驅(qū)效果明顯好于單純注聚合物驅(qū)，適用范圍比單注聚合物更廣闊。在三元復(fù)合驅(qū)技術(shù)中，對 聚丙烯酰胺分子量提出了更高的要求，這

2、是因?yàn)? 1)在三元復(fù)合體系中使用超高分子量聚丙烯酰胺，可提高三元體系中的粘度，降低高滲透油層的 滲透率，增加吸水厚度，提高中、低滲透層的吸水能力，以利于大幅度提高原油采收率; 2)三元復(fù)合體系粘度一定的條件下，使用超高分子量聚丙烯酰胺，可減少2/5以上的用量; 3)高分子量聚合物相對低分子量聚合物具有粘度高和殘余阻力系數(shù)大等優(yōu)點(diǎn)，殘余阻力系數(shù)大， 采收率增加幅度大。因此，應(yīng)用超高分子量聚丙烯酰胺會大大提高三次采油技術(shù)的經(jīng)濟(jì)效果。 價格低的高分子量聚丙烯酰胺是最為經(jīng)濟(jì)的，特別是超高分子量聚丙烯酰胺的應(yīng)用，相對低分子 量的聚丙烯酰胺不僅大大減少了三采的成本，而且提高了采收率。其主要原因是在同等粘

3、度下，不僅 聚丙烯酰胺用量大大減少，而且其效果也比低分子量聚丙烯酰胺好。因此進(jìn)一步提高驅(qū)油聚丙烯酰胺 分子量就成了各生產(chǎn)廠家及研究單位的主要課題。 本研究的目的就是利用現(xiàn)有生產(chǎn)裝置的生產(chǎn)設(shè)備、生產(chǎn)工藝及生產(chǎn)條件，通過開發(fā)超高分子量聚 合配方，生產(chǎn)出超高分子量(分子量1700萬以上)驅(qū)油聚丙烯酰胺產(chǎn)品，滿足油田三次采油的需要。 本課題通過運(yùn)用實(shí)驗(yàn)室聚合模擬實(shí)驗(yàn)和對聚丙烯酰胺產(chǎn)品性能的檢測，對現(xiàn)有聚合方法進(jìn)行了系 統(tǒng)評價研究，從丙烯酰胺單體的產(chǎn)品質(zhì)量、引發(fā)溫度、單體濃度、介質(zhì)PH值以及引發(fā)體系中各組分配 比等方面入手分析了影響產(chǎn)品質(zhì)量(特別是分子量、過濾比)的相關(guān)因素;在以上研究的基礎(chǔ)上，結(jié) 合現(xiàn)

4、有裝置的工藝特點(diǎn)，通過實(shí)驗(yàn)室模擬實(shí)驗(yàn)，篩選引發(fā)體系，優(yōu)化聚合配方，確定實(shí)驗(yàn)室小試的最 佳反應(yīng)條件和最佳配方。通過實(shí)驗(yàn)室中試及生產(chǎn)線試生產(chǎn)進(jìn)一步優(yōu)化聚合配方，完善反應(yīng)條件，適當(dāng) 調(diào)整工藝過程，達(dá)到最佳效果和產(chǎn)品質(zhì)量 工業(yè)化實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明利用現(xiàn)有生產(chǎn)裝置生產(chǎn)出符合三次采油技術(shù)要求的超高分子量驅(qū)油聚丙烯酰 胺產(chǎn)品，并大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)年產(chǎn)5萬噸超高分子量驅(qū)油聚丙烯酰胺產(chǎn)品。 1、聚丙烯酰胺生產(chǎn)工藝技術(shù)研究 1)、釜式聚合中因放出大量的聚合熱，使聚合反應(yīng)體系溫度隨著聚合反應(yīng)的不斷進(jìn)行而逐漸升高 的特點(diǎn)，隨著溫度升高，聚丙烯酰胺分子量下降，特別是高于15以后，聚丙烯酰胺的分子量顯著下 降。要提高聚合產(chǎn)品

5、的聚合度，必須降低聚合初始溫度和控制聚合反應(yīng)速度。降低聚合初始溫度(T_0) 來提高分子量，但從反應(yīng)曲線看T_0過低反應(yīng)速度變慢，甚至不能完全反應(yīng)。 2)、單體濃度對聚丙烯酰胺分子量的影響 實(shí)驗(yàn)考察了單體AM濃度對聚丙烯酰胺分子量的影響，結(jié)果表明分子量與濃度的關(guān)系曲線上存在著 一極大值，在介于2.4-3.3mol/L的濃度范圍內(nèi)分子量較高。根據(jù)單體濃度對分子量影響和工業(yè)生產(chǎn)的 要求，即可確定出合適的丙烯酞胺單體的聚合濃度。 3)、引發(fā)體系對聚丙烯酞胺分子量的影響 現(xiàn)有聚合引發(fā)體系中，氧化一還原引發(fā)劑反應(yīng)活性較低，在低于18時，很難引發(fā)聚合。當(dāng)溫度 升高時，雖能正常引發(fā)，但反應(yīng)速度過快，自由基濃

6、度迅速增加，使聚合反應(yīng)速度不易控制。而使用 的偶氮類引發(fā)劑在同類引發(fā)劑中分解溫度最高()60亡)，且分解速度較快，導(dǎo)致聚合速度過快。另外， 此偶氮類引發(fā)劑不溶于水，這使得其無法均勻分布在反應(yīng)體系中，聚合反應(yīng)過程中會出現(xiàn)局部引發(fā)劑 濃度過高，反應(yīng)過快的現(xiàn)象。 通過以上分析，目前使用的引發(fā)劑屬高溫強(qiáng)催化劑，制約了聚合初始溫度的降低，且反應(yīng)速度過 快，不易控制。認(rèn)為這是影響大慶聚丙烯酞胺裝置PAM分子量的根本原因。 目錄一 一聚丙烯酰胺簡介. 1 PAM的作用原理. 2、PAM的使用特性. . 3、PAM的產(chǎn)品種類。 3.1陰離子聚丙烯酰胺。3.2陽離子聚丙烯酰胺。3.3非離子聚丙烯酰胺。3.4兩性

7、離子聚丙烯酰胺。4PAM的標(biāo)志、包裝、運(yùn)輸和貯存 。4.1PAM的標(biāo)志。4.2PAM的包裝。4.3PAM的運(yùn)輸和貯存。二聚丙烯酰胺的市場分析。2.1石油開采領(lǐng)域。2.2水處理領(lǐng)域。2.3造紙領(lǐng)域。2.4其他領(lǐng)域。三、聚丙烯酰胺的生產(chǎn)工藝。3.1陽離子單體。3.2陽離子型聚丙烯酰胺。3.3陰離子型聚丙烯酰胺。四聚丙烯酰胺的質(zhì)量檢測工藝。4.1技術(shù)要求。4.2聚丙烯酰胺水解度測定方法。4.2.1主題內(nèi)容與適用范圍。4.2.2引用標(biāo)準(zhǔn) 。4.2.3方法提要。4.2.4試劑溶液。4.2.5儀器。4.2.6試樣溶液的配制。4.2.7測定步驟。4.2.8結(jié)果表示。4.3聚丙烯酰胺的特性粘度的測定方法。4.

8、3.1主題內(nèi)容與適用范圍。4.3.2引用標(biāo)準(zhǔn)。4.3.3術(shù)語。4.3.4原理。4.3.5儀器。4.3.6試劑和溶液。4.3.7試劑溶液的配制。4.3.8測定步驟。4.3.9結(jié)果表示。4.4聚丙烯酰胺分子量測定粘度法。4.4.1主題內(nèi)容與適用范圍。4.4.2引用標(biāo)準(zhǔn)。4.4.3方法原理。4.4.4測定方法。4.4.5結(jié)果計(jì)算與表示。4.5聚丙烯酰胺中殘留丙烯酰胺含量。4.5.1主題內(nèi)容與適用范圍。4.5.2引用標(biāo)準(zhǔn)。4.5.3方法提要。4.5.4試劑。4.5.5儀器。4.5.6試樣溶液制備。4.5.7操作步驟。4.5.8結(jié)果顯示。五聚丙烯酰胺的命名。5.1主題適用范圍與內(nèi)容。5.2命名方法。5.

9、3命名舉例。六總結(jié)。 聚丙烯酰胺（PAM）的質(zhì)量檢測工藝設(shè)計(jì)一聚丙烯酰胺簡介聚丙烯酰胺（Polyacrylamide）簡稱PAM，由丙烯酰胺單體聚合而成，是一種水溶性線型高分子物質(zhì)。單體丙烯酰胺化學(xué)性質(zhì)非?；顫?，在雙鍵及酰胺基處可進(jìn)行一系列的化學(xué)反應(yīng)，采用不同的工藝，導(dǎo)入不同的官能基團(tuán)，可以得到不同電荷產(chǎn)品：陰離子、陽離子、非離子、兩性離子聚丙烯酰胺。PAM的平均分子量從數(shù)千到數(shù)千萬以上沿鍵狀分子有若干官能基團(tuán)，在水中可大部分電離，屬于高分子電解質(zhì)。根據(jù)它可離解基團(tuán)的特性分為陰離子型（如-COOH,-SO3H,-OSO3H等）陽離子型（如-NH3OH,-NH2OH,-CONH3OH)和非離子型

10、。產(chǎn)品外觀為白色粉末，易溶于水，幾乎不溶于苯，乙醚、酯類、丙酮等一般有機(jī)溶劑，其水溶液幾近透明的粘稠液體，屬非危險品，無毒、無腐蝕性，固體PAM有吸濕性，吸濕性隨離子度的增加而增加，PAM熱穩(wěn)定性好；加熱到100穩(wěn)定性良好，但在150以上時易分解產(chǎn)中氮?dú)猓诜肿娱g發(fā)生亞胺化作用而不溶于水，密度（克）毫升231.302。玻璃化溫度153，PAM在應(yīng)力作用下表現(xiàn)出非牛頓流動性。（一）PAM的作用原理簡介PAM有絮凝作用、吸附架橋、表面吸附、增強(qiáng)作用，其原理為：1、絮凝作用原理：PAM用于絮凝時，與被絮凝物種類表面性質(zhì)，特別是動電位，粘度、濁度及懸浮液的PH值有關(guān)，顆粒表面的動電位，是顆粒阻聚的原因

11、加入表面電荷相反的PAM，能使動電位降低而凝聚。 2）吸附架橋：PAM分子鏈固定在不同的顆粒表面上，各顆粒之間形成聚合物的橋，使顆粒形成聚集體而沉降。 3）表面吸附：PAM分子上的極性基團(tuán)顆粒的各種吸附。 4）增強(qiáng)作用：PAM分子鏈與分散相通過種種機(jī)械、物理、化學(xué)等作用，將分散相牽連在一起，形成網(wǎng)狀，從而起增強(qiáng)作用。（二）PAM的使用特性1、絮凝性：PAM能使懸浮物質(zhì)通過電中和，架橋吸附作用，起絮凝作用。 2）粘合性：能通過機(jī)械的、物理的、化學(xué)的作用，起粘合作用。 3）降阻性：PAM能有效地降低流體的摩擦阻力，水中加入微量PAM就能降阻5080%。 4）增稠性：PAM在中性和酸條件下均有增稠作

12、用，當(dāng)PH值在10以上PAM易水解。呈半網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)時，增稠將更明顯。（三）PAM的產(chǎn)品種類聚丙烯酰胺按分子所帶電荷性質(zhì)可以分為陽離子聚丙烯酰胺、陰離子聚丙烯酰胺、兩性離子聚丙烯酰胺和非離子聚丙烯酰胺。1、陰離子聚丙烯酰胺 1,、陰離子聚丙烯酰胺主要用作絮凝劑：即對于懸浮顆粒，較粗、濃度高、粒子帶陽電荷，水PH值為中性或堿性的污水，由于陰離子聚丙烯酰胺分子鏈中含有一定量極性基能吸附水中懸浮的固體粒子，使粒子間架橋形成大的絮凝物。因此它加速懸浮液中的粒子的沉降，有非常明顯的加快溶液的澄清，促進(jìn)過濾等效果。該產(chǎn)品廣泛用于化學(xué)工業(yè)廢水、廢液的處理，市政污水處理。自來水工業(yè)、高濁度水的凈化、沉清、洗煤、選

13、礦、冶金、鋼鐵工業(yè)、鋅、鋁加工業(yè)、電子工業(yè)等水處理。2、陰離子聚丙烯酰胺主要用于1.石油工業(yè)、采油、鉆井泥漿、廢泥漿處理、防止水竄、降低摩阻、提高采收率、三次采油得到廣泛2、用于紡織上漿劑、漿液性能穩(wěn)定、落漿少、織物斷頭率低、布面光潔。3、用于造紙工業(yè)、一是提高填料、顏料等存留率。以降低原材料的流失和對環(huán)境的污染；二是提高紙張的強(qiáng)度（包括干強(qiáng)度和濕強(qiáng)度），另外，使用PAM還可以提高紙抗撕性和多孔性，以改進(jìn)視覺和印刷性能，還用于食品及茶葉包裝紙中。4、其他行業(yè)，食品行業(yè)，用于甘蔗糖、甜菜糖生產(chǎn)中蔗汁澄清及糖漿磷浮法提取。酶制劑發(fā)酵液絮凝澄清工業(yè) ，還用于飼料蛋白的回收、質(zhì)量穩(wěn)定、性能好，回收的蛋

14、白粉對雞的成活率提高和增重、產(chǎn)蛋無不良影響，合成樹脂涂料，土建灌漿材料堵水，建材工業(yè)、提高水泥質(zhì)量、建筑業(yè)膠粘劑，填縫修復(fù)及堵水劑，土壤改良、電鍍工業(yè)、印染工業(yè)等。 2、陽離子聚丙烯酰胺陽離子聚丙烯酰胺在酸性或堿性介質(zhì)中均呈現(xiàn)陽電性，它通常會比陰離子或非離子型聚丙烯酰胺分子量低，其澄潔污水的性能主要是通過電荷中和作用而獲得。這類絮凝劑的功能主要是絮凝帶負(fù)的電荷，具有除濁、脫色功能。在酒精廠、味精廠、制糖廠、肉制品廠、飲料廠、印染廠的等廢水處理中用陽離子聚丙烯酰胺要比用陰離子聚丙烯酰胺，非離子聚丙烯酰胺或無機(jī)鹽效果要高數(shù)倍或數(shù)十倍，因?yàn)檫@類廢水普遍帶有陰電荷。目前使用水溶性偶氮引發(fā)劑AIBA等，

15、已能將其分子量提高到千萬以上。陽離子聚丙烯酰胺適用高速離心機(jī)、 帶式壓濾機(jī)、板框壓濾機(jī)等專用污泥脫水機(jī)械，具有形成絮團(tuán)速度快，絮團(tuán)粗大，耐擠壓和剪切、成團(tuán)性好，易與濾布剝離等特點(diǎn)。所以脫水率高， 濾餅含液低，用量少，能大大降低用戶使用成本。 也能用于鹽酸、中濃度硫酸等液體，分離凈化其中所含的懸濁性物質(zhì)。因此該產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于城市污水處理廠、啤酒廠、食品廠、制革廠、造紙廠、石油化工廠、油田、冶金、化學(xué)工業(yè)和化妝品等污泥脫水處理上。 3、非離子聚丙烯酰胺（1）非離子聚丙烯酰胺主要用作絮凝劑：由于其分子鏈中含有一定量極性基因能吸附水中懸浮的固體粒子，使粒子間形成大的絮凝物。 它加速懸浮液中的粒子的沉降

16、，有非常明顯的加快溶液的澄清，促進(jìn)過濾等效果，廣泛用于化學(xué)工業(yè)廢水、廢液的處理，市政污水處理。尤其當(dāng)污水呈酸性時，采用本產(chǎn)品最為適宜?？膳c無機(jī)絮凝劑聚鐵、聚鋁等無機(jī)鹽配合使用。2、非離子聚丙烯酰胺用于石油工業(yè)、采油、鉆井泥漿、廢泥漿處理、防止水竄、降低摩阻、提高采收率、三次采油得到廣泛運(yùn)用。3、非離子聚丙烯酰胺用于紡織上漿劑、漿液性能穩(wěn)定、落漿少、織物斷頭率低、布面光潔。4、非離子聚丙烯酰胺用于造紙工業(yè)、一是提高填料、顏料等存留率。以降低原材料的流失和對環(huán)境的污染；二是提高紙張的強(qiáng)度（包括干強(qiáng)度和濕強(qiáng)度），另外，使用PAM還可以提高紙抗撕性和多孔性，以改進(jìn)視覺和印刷性能，還用于食品及茶葉包裝紙

17、中。5、非離子聚丙烯酰胺也可用于其他行業(yè)，如食品行業(yè)，用于甘蔗糖、甜菜糖生產(chǎn)中蔗汁澄清及糖漿磷浮法提取。酶制劑發(fā)酵液絮凝澄清工業(yè) ，還用于飼料蛋白的回收、質(zhì)量穩(wěn)定、性能好，回收的蛋白粉對雞的成活率提高和增重、產(chǎn)蛋無不良影響，合成樹脂涂料，土建灌漿材料堵水，建材工業(yè)、提高水泥質(zhì)量、建筑業(yè)膠粘劑，填縫修復(fù)及堵水劑，土壤改良、電鍍工業(yè)、印染工業(yè)等。 4、兩性離子聚丙烯酰胺產(chǎn)品形態(tài):兩性離子聚丙烯酰胺（ACPAM）外觀為白色粉粒。 產(chǎn)品特點(diǎn):兩性離子聚丙烯酰胺因分子內(nèi)含陽離子基和陰離子基，它具備了一般陽離子絮凝劑的使用特點(diǎn)外，表現(xiàn)了更優(yōu)異的性能。此類絮凝劑可在大范圍的PH值內(nèi)使用，具有更高的濾水量，較

18、底的濾餅含水率，也可用于強(qiáng)酸浸提礦石或從含金屬的酸性催化劑中回收有價值的金屬。兩性離子型絕非陰離子型、陽離子型的混合。如果把陽離子聚丙烯酰胺與陰離子聚丙烯酰胺配合使用則會發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生沉淀。所以兩性離子產(chǎn)品最為理想。主要用途：油田調(diào)剖堵水劑、與交聯(lián)劑、穩(wěn)定劑、促凝劑聯(lián)合作用，生成具有重要聚合凝膠和樹脂凝膠的高強(qiáng)凝劑膠堵水劑。它通過附、物理堵塞等作用堵塞地層孔隙和裂縫，調(diào)整比例，可控制凝膠時間，以適應(yīng)不同地質(zhì)清況。各種油污，有機(jī)、無機(jī)、污水、復(fù)雜污水的處理。在PH變化不定的污水系統(tǒng)中。用于污泥脫水。用于造紙助劑。四、PAM的包裝、貯存及注意事項(xiàng)：本品無毒，注意防潮、防雨,避免陽光曝曬。 貯存期：2

19、年,25kg紙袋（內(nèi)襯塑料袋外為貼塑牛皮紙袋）。堆高不超過10層 4.1 標(biāo)志:每批產(chǎn)品應(yīng)附有質(zhì)量檢驗(yàn)報告單,每個包裝件上應(yīng)有清晰、牢固的標(biāo)志,并注明下列內(nèi)容:a. 名稱及型號;b. 品級;c. 凈重;d. 生產(chǎn)廠名;e. 批號及生產(chǎn)日期;f. 標(biāo)準(zhǔn)號;g. 防潮,防曬標(biāo)志.4.2 包裝:粉狀產(chǎn)品包裝在內(nèi)襯雙層聚乙塑料袋的編織袋中,每袋凈重25kg。膠狀產(chǎn)品應(yīng)包裝在內(nèi)襯聚乙烯塑料袋的硬質(zhì)桶里,每個包裝凈重10 kg 、25 kg 、50 kg 、90 kg等。4.3 運(yùn)輸和貯存：產(chǎn)品運(yùn)輸時應(yīng)防潮，避免包裝件損壞。產(chǎn)品按型號貯存在清潔、陰涼、干燥的倉庫內(nèi)。 二聚丙烯酰胺市場分析我國聚丙烯酰胺的應(yīng)

20、用研究始于20世紀(jì)60年代，最早用于礦物精選，而后在制糖、造紙、鋼鐵、水處理等領(lǐng)域的應(yīng)用逐漸擴(kuò)大。目前我國聚丙烯酰胺的應(yīng)用領(lǐng)域主要集中在石油開采、水處理、造紙、制糖、洗煤和冶金等領(lǐng)域，其消費(fèi)結(jié)構(gòu)為；油田開采占81%，水處理占9%，造紙占5%，礦山占2%，其它占3%。     1 石油開采領(lǐng)域 石油開采是目前我國聚丙烯酰胺最大的消費(fèi)領(lǐng)域，其消費(fèi)量約占國內(nèi)聚丙烯酰胺總消費(fèi)量的81%。我國大型油田包括大慶、勝利、中原、華北、遼河、大港等已進(jìn)入開采中后期，采出油綜合含水率日趨提高。為了穩(wěn)定我國東部油田產(chǎn)量而采用三次采油技術(shù)，提高采油率，保證油田穩(wěn)產(chǎn)，大

21、慶油田已工業(yè)性推廣應(yīng)用聚合物驅(qū)油技術(shù)，勝利、遼河油田也進(jìn)行了聚合物驅(qū)油試驗(yàn)，取得了較好的增油效果。根據(jù)油田規(guī)劃，預(yù)計(jì)2005年我國聚丙烯酰胺在采油方面的消費(fèi)量將達(dá)到約11萬噸。     2  水處理領(lǐng)域     水處理是我國聚丙烯酰胺的第二大消費(fèi)領(lǐng)域，目前消費(fèi)量約占總消費(fèi)量的9%，發(fā)展?jié)摿艽?。我國是水資源貧乏的國家之一，人均水量僅為世界人均水量的1/4。目前我國城市污水處理率不足30%，工業(yè)水的重復(fù)利用率為60%-70%。工業(yè)廢水處理率為77%，與國外發(fā)達(dá)國家相比有很大的差距。  &

22、#160;  我國在原水處理方面技術(shù)更新較慢。目前，絮凝劑仍以無機(jī)絮凝劑為主，對于聚丙烯酰胺等有機(jī)絮凝劑，盡管其應(yīng)用效果已經(jīng)得到普遍認(rèn)可，但由于成本因素，目前應(yīng)用還不普遍。隨著我國城市人口的增加，未來幾年內(nèi)將建設(shè)一批新水廠或?qū)υ兴畯S進(jìn)行改造。根據(jù)環(huán)保的要求，新建水廠的污泥需統(tǒng)一進(jìn)行污泥脫水處理，改造供水廠的污泥也需達(dá)到脫水排放的要求。由于一些城市的潔凈地下水位下降較快，地表水水質(zhì)變差，城市供水中聚丙烯酰胺的用量必將迅速增加。預(yù)計(jì)到2005年，我國原水處理對聚丙烯酰胺的總需求量至少在5000噸以上。 在城市污水處理方面，聚丙烯酰胺主要用于污泥脫水，少部分用于廢水澄清。我國大

23、城市的污水處理廠已經(jīng)普遍采用污泥脫水工藝，2003年在此領(lǐng)域消耗聚丙烯酰胺約4000噸。根據(jù)我國可持續(xù)發(fā)展規(guī)劃，今后我國對“三廢”治理的要求將會更高。在環(huán)保以及土地費(fèi)用較高的地區(qū)，采用聚丙烯酰胺進(jìn)行污泥脫水，可提高污水處理效果，減少污泥排放量，具有較好的餓社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。隨著我國太湖、長江、巢湖、滇池、淮河等流域的限期治理，在近兩年內(nèi)，全國城市污水處理水平將提高到目前的約60%左右。由于在污泥脫水方面暫無其它產(chǎn)品可以取代聚丙烯酰胺，因此，對聚丙烯酰胺的需求量也將必然增加；我國城市水處理聚丙烯酰胺的用量僅為美國的1/9。最近，國家環(huán)?？偩趾陀嘘P(guān)部門要求在水費(fèi)中增加污水處理費(fèi)用以及限制飲用水中

24、鋁含量，這為聚丙烯酰胺在城市供水和污水處理領(lǐng)域的市場開發(fā)打開了空間。此外，全國許多城市的污水處理廠由于管網(wǎng)建設(shè)未及時跟上，尚不能滿負(fù)荷運(yùn)行。預(yù)計(jì)到2005年，該領(lǐng)域?qū)郾０返男枨罅繉⑦_(dá)到約9000噸。 工業(yè)廢水處理是聚丙烯酰胺在水處理方面的又一個重要方面。目前，我國的化工、冶金、造紙、印染、制糖、味精、煤礦、建材等行業(yè)都在不同程度地使用聚丙烯酰胺作為絮凝劑。預(yù)計(jì)今后工業(yè)廢水仍將是聚丙烯酰胺可靠的市場，傳統(tǒng)用戶的應(yīng)用面會進(jìn)一步擴(kuò)大，生物化工企業(yè)將成為聚丙烯酰胺新的較大用戶，預(yù)計(jì)2005年工業(yè)廢水處理方面對聚丙烯酰胺的消費(fèi)量將達(dá)到約1.1萬噸。由此可見，2005年我國在水處理方面的消費(fèi)量將達(dá)到

25、約2.5萬噸。     3  造紙領(lǐng)域 聚丙烯酰胺在造紙行業(yè)中主要用作助留劑、干增強(qiáng)劑和廢水處理的絮凝劑。我國是紙張生產(chǎn)和消費(fèi)大國，紙張產(chǎn)量居世界第三位，紙制品的實(shí)際消費(fèi)量居世界第二位。2003年我國造紙行業(yè)對聚丙烯酰胺的需求量約為1.4萬噸。隨著我國大型造紙生產(chǎn)裝置的建設(shè)以及一批大型合資造紙企業(yè)的不斷建成投產(chǎn)，我國造紙工業(yè)的技術(shù)水平將明顯提高，對造紙助劑的需求量也將不斷增加。預(yù)計(jì)到2005年我國造紙能力將達(dá)到5000萬t以上，相應(yīng)對聚丙烯酰胺的需求量將達(dá)到約1.8萬噸。     4 

26、其它領(lǐng)域 在采礦、冶金、煤炭、制糖水泥增強(qiáng)劑、高吸水性樹脂、粘合劑、皮革復(fù)鞣劑等領(lǐng)域，聚丙烯酰胺也有一定的消費(fèi)量，尤其是近幾年用于生產(chǎn)尿不濕和衛(wèi)生巾的高吸水性樹脂市場發(fā)展很快，對聚丙烯酰胺的需求量增加較快，預(yù)計(jì)2005年這些方面對聚丙烯酰胺的需求量將達(dá)到約9000t。 由此可見，到2005年我國對聚丙烯酰胺的總需求量將達(dá)到約16.2萬噸，其中石油開采仍是聚丙烯酰胺最大的消費(fèi)領(lǐng)域，其消費(fèi)量將占總消費(fèi)量的68%，其它用途的消費(fèi)比例也有所增加。國內(nèi)聚丙烯酰胺存在的問題及發(fā)展建議 經(jīng)過近40年的努力，我國聚丙烯酰胺的生產(chǎn)和應(yīng)用得到了很大的發(fā)展，取得了一定的成績，但與國外先進(jìn)國家的水平相比還存在較大的差

27、距，主要表現(xiàn)在以下幾個方面。 (1)生產(chǎn)規(guī)模偏小。根據(jù)國外生產(chǎn)廠家經(jīng)驗(yàn)表明，聚丙烯酰胺單系列生產(chǎn)能力的經(jīng)濟(jì)規(guī)模應(yīng)為5000t/a，最好在8000t/a以上，而目前我國聚丙烯酰胺生產(chǎn)廠家的生產(chǎn)能力大都在5000t/a以下。 （2）生產(chǎn)工藝比較差。國外采用連續(xù)化、自動化控制程度高的單體和聚合物生產(chǎn)工藝，而 國內(nèi)仍采用間歇式生產(chǎn)工藝，能耗大，生產(chǎn)效率低，成本高，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性差。 （3）質(zhì)量上有一定的的差距。國外聚丙烯酰胺產(chǎn)品的分子量大都在1800萬以上，分子量分布窄，水溶性、抗剪切性、耐熱性、質(zhì)量均一性好，殘留單體含量在0.1%以下，水不溶物含量低；而國內(nèi)產(chǎn)品的分子量大都小于1000萬，分子量分布

28、寬，水溶性、抗剪切性、耐熱性、質(zhì)量均一性差，殘留單體含量在0.5%以下，水不溶物含量高，技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)落后，影響了其應(yīng)用范圍，使得許多高質(zhì)量產(chǎn)品不得不依靠進(jìn)口來解決。 （4）在產(chǎn)品品種上的差距。國外聚丙烯酰胺產(chǎn)品有乳液、懸浮液、粉狀及球狀等多種形式，而我國的工業(yè)產(chǎn)品主要是粉劑和膠體。國外專用型產(chǎn)品多，其中陽離子型聚丙烯酰胺產(chǎn)品占50%以上，而國內(nèi)陽離子產(chǎn)品供應(yīng)較少，產(chǎn)品主要依靠進(jìn)口解決。 隨著國外相關(guān)聚丙烯酰胺企業(yè)進(jìn)入中國，將進(jìn)一步加劇我國聚丙烯酰胺工業(yè)與國外的差距，因此，要使我國聚丙烯酰胺工業(yè)趕上或超過世界先進(jìn)水平，應(yīng)該采取“有所為，有所不為”的方針，決不能將有限的資金，寶貴的技術(shù)人才投入到國

29、外已經(jīng)研究過并且已經(jīng)成功生產(chǎn)的那種工藝技術(shù)的研究項(xiàng)目上去，而應(yīng)該去研究國外正在研究，甚至還沒有研究的有重大意義的項(xiàng)目；其次是改進(jìn)現(xiàn)有生產(chǎn)工藝，提高技術(shù)水平，穩(wěn)定產(chǎn)品質(zhì)量，使產(chǎn)品系列化；此外除了繼續(xù)擴(kuò)大聚丙烯酰胺在石油開采，水處理以及造紙工業(yè)上的應(yīng)用外，還要大力開發(fā)聚丙烯酰胺在制糖、感光材料、高吸水性樹脂、電鍍、船舶、陶瓷、礦冶等領(lǐng)域中的應(yīng)用，以擴(kuò)大其需求量，以保證我國聚丙烯酰胺行業(yè)的健康持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展。三聚丙烯酰胺生產(chǎn)工藝烯酰胺的生產(chǎn)工藝路線如下:陽離子單體DMAEAQcatalyst CH2=CHCO2CH3 + HOCH2CH2N(CH3)2 - CH2=CHCO2CH2CH2N(CH3)2

30、 + CH3OH H2O CH2=CHCO2CH2CH2N(CH3)2 + CH3Cl - CH2=CHCO2CH2CH2N(CH3)3 Cl (DMAEAQ)陽離子型聚丙烯酰胺聚合陽離子單體 + CH2=CHCONH2 (丙烯酰胺) - 陽離子型聚丙烯酰胺陰離子型聚丙烯酰胺聚合CH2=CHCONH2 (丙烯酰胺) + CH2=CHCOOH - 陰離子型聚丙烯酰胺工藝圖四 聚丙烯酰胺的質(zhì)量檢測工藝 聚丙烯酰胺產(chǎn)品型號命名規(guī)定的符號表示.同一型號的產(chǎn)品分為優(yōu)級品 一級品和合格品. 4.1技術(shù)要求粉狀和膠狀聚丙烯酰胺的技術(shù)要求應(yīng)分別符合表1和表2的規(guī)定. 表1 粉狀聚丙烯酰胺的技術(shù)要求GB/T13

31、940-92續(xù)表1序號 級別 指標(biāo)檢驗(yàn)項(xiàng)目優(yōu)級品一級品合格品3水解度.%根據(jù)聚丙烯酰胺命名的規(guī)定,按標(biāo)稱值進(jìn)行分檔4粒度%2mm(10目)篩余物00.64mm（20目）篩余物100.11mm（120目篩余物905固含量,% 939087注:使用單位對產(chǎn)品有特殊要求時,供需雙方按照合同中有關(guān)條款執(zhí)行稱取0.4式樣,精確至0.002g,將其緩緩加入盛有1 000mL蒸餾水并已開動攪拌的1 000mL燒杯中.保持旋渦深度約4cm,常溫下溶解6h.用事先經(jīng)丙酮洗滌二次并干燥恒重的不銹鋼網(wǎng)過濾該溶液,過濾后,將不銹鋼網(wǎng)連同不溶物按GB 12005.2中規(guī)定的方法進(jìn)行干燥、稱量。 結(jié)果顯示不溶物含量按下式

32、計(jì)算:式中: w不溶物含量,；m1 不銹鋼網(wǎng)質(zhì)量,g;m2 不銹鋼網(wǎng)加不溶物總質(zhì)量,g;mo 試樣質(zhì)量, g。 檢驗(yàn)規(guī)則.1 相同原料，相同工藝條件下生產(chǎn)的膠狀產(chǎn)品每聚合一釜為一批。粉狀產(chǎn)品以一釜或數(shù)釜經(jīng)干燥、粉碎混合均勻后為一批。2 由每批產(chǎn)品總件數(shù)的10件中進(jìn)行隨機(jī)取樣，粉狀樣品不少于100g,膠狀樣品不少于200g。將取得的樣品均勻混合,裝在干燥 潔凈并帶有磨口塞的玻璃評中.注明產(chǎn)品型號 批號及取樣日期,由質(zhì)檢部門檢驗(yàn)。3 表1或表2中的技術(shù)指標(biāo)為每批產(chǎn)品的出廠檢驗(yàn)項(xiàng)目。4 每批產(chǎn)品由生產(chǎn)廠的質(zhì)檢部門檢驗(yàn),符合本標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)要求的產(chǎn)品方可出廠.如有一項(xiàng)不合格,應(yīng)雙倍取樣對該項(xiàng)進(jìn)行復(fù)檢,復(fù)檢后

33、以復(fù)檢的結(jié)果確定。5 使用單位有權(quán)按照本標(biāo)準(zhǔn)驗(yàn)收產(chǎn)品.如發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品不符合本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定時,應(yīng)在到貨后一個月內(nèi)向生產(chǎn)廠提出.供需雙方應(yīng)重新從供貨產(chǎn)品總件數(shù)的20件中隨機(jī)取樣進(jìn)行復(fù)檢,復(fù)檢后仍不符合指標(biāo)要求時,以復(fù)檢結(jié)果為準(zhǔn)。 4.2、聚丙烯酰胺水解度測定方法主題內(nèi)容與適用范圍本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了水解聚丙烯酰胺用甲基橙一靛藍(lán)二磺酸鈉為指示劑測定水解度的方法。本標(biāo)準(zhǔn)適用于不同聚合方法制得的粉狀或膠狀水解聚丙烯酰胺的水解度的測定。4.2.2引用標(biāo)準(zhǔn)企業(yè)標(biāo)準(zhǔn) 滴定分析(容量分析)用標(biāo)準(zhǔn)溶液的制備企業(yè)標(biāo)準(zhǔn) 聚丙烯酰胺固含量測定方法4.2.3方法提要水解聚丙烯酰胺是強(qiáng)堿弱酸鹽,它與鹽酸反應(yīng)形成大分子弱酸,體系的PH值由弱

34、堿性轉(zhuǎn)變成弱酸性。4.2.4試劑和溶液本方法所用試劑及水均為分析純試劑及蒸餾水。4.1 鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液:按企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)配成C（HC1）=0.1mo1/L的溶液。4.2 甲基橙溶液：用蒸餾水配成0.1的溶液，貯存于棕色滴瓶中，有效期為15d。4.3 靛藍(lán)二磺酸鈉溶液：用蒸餾水配成0.25的溶液，貯存于棕色滴瓶中，有效期為15 d。4.2.5儀器5.1 微量滴定管：容積1mL，最小刻度0.01mL。5.2 錐形瓶：容積250mL。5.3 稱量瓶：直徑20mm，高15mm。5.4 量筒：容積100mL。5.5 電磁攪拌器。5.6 分析天平：感量0.0001g。5.7 真空干燥箱。5.8 鐵支架，表面皿，玻

35、璃板等。4.2.6試樣溶液的配制6.1 粉狀試樣溶液的配制6.1.1 用稱量瓶采用減量法稱取0.0280.032g 試樣，精確至±0.0001g，三個試樣為一組。6.1.2 用盛有100mL蒸餾水的錐形瓶放在電磁攪拌器上，打開電源，調(diào)節(jié)攪拌器磁子轉(zhuǎn)數(shù)使液面旋渦深度達(dá)1cm左右，將試樣緩慢加入錐形瓶中。6.1.3 待試樣完全溶解后,可直接進(jìn)行水解度的測定.6.2 膠狀試樣溶解的配制6.2.1 當(dāng)固含量在2030%時,取23g膠狀試樣,用剪刀剪成小碎塊,置于表面皿上.當(dāng)固含量在10%以下時,取810g膠狀試樣,平涂在1515的玻璃板上.將試樣置于真空干燥箱中在60,真空度5 300Pa下

36、干燥4h.。6.2.2 將干燥后的試樣按6.1條的方法配成溶液。6.2.3 測試后所余固體試樣按企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)測定試樣的固含量。4.2.7測定步驟7.1 用兩支液滴體積比為1：1的滴管向試樣溶液中加入甲基橙和靛藍(lán)二磺酸鈉指示劑各一滴，試樣溶液呈黃綠色。7.2 用鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定試樣溶液，溶液由黃綠色變成淺灰色即為滴定終點(diǎn)。記下消耗鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液的毫升數(shù)。4.2.8結(jié)果表示8.1 試樣水解度按下式計(jì)算：式中：HD 水解度,%;C 鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度，mo1/L;V 試樣溶液消耗的鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液的毫升數(shù)，；M 試樣的質(zhì)量，g；S 試樣的固含量，%；23 丙烯酸鈉與丙烯酰胺鏈節(jié)質(zhì)量的差值；71 與1.00鹽酸

37、標(biāo)準(zhǔn)溶液C（HC1）=1.000mo1/L相當(dāng)?shù)谋０锋湽?jié)的質(zhì)量。8.2 每個試樣至少測定三次,取兩位有效數(shù)字,以算術(shù)平均值報告結(jié)果。8.3 單個測定值與平均值的最大偏差在±以內(nèi),如果超過最大偏差,應(yīng)重新取樣測定。4.3、聚丙烯酰胺特性粘數(shù)測定方法4.3.1主體內(nèi)容與適用范圍本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了用稀釋法和一點(diǎn)法測定聚丙烯酰胺特性粘數(shù)。本標(biāo)準(zhǔn)的稀釋法適用于特性粘數(shù)的精確測定；一點(diǎn)法適用于特性粘數(shù)的一般測定。本標(biāo)準(zhǔn)適用于不同聚合方法制得的粉狀或非離子型聚丙烯酰胺和陰、陽離子型聚丙烯酰胺特性粘數(shù)的測定。本標(biāo)準(zhǔn)不實(shí)用于含有添加劑的聚丙烯酰胺的特性粘數(shù)的測定,對于這類樣品,在除去添加劑后可適用本標(biāo)準(zhǔn)

38、測定。本標(biāo)準(zhǔn)測定的特性粘數(shù)可以相對比較非離子型聚丙烯酰胺或相同水解度的陰、陽離子型聚丙烯酰胺的分子量大小。4.2.2引用標(biāo)準(zhǔn)企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)滴定分析(容量分析)用標(biāo)準(zhǔn)溶液的制備企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)合成樹脂常溫稀溶液粘度試驗(yàn)方法企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)塑料術(shù)語及其定義企業(yè)標(biāo)準(zhǔn) 聚丙烯酰胺固含量測定方法4.2.3術(shù)語特性粘度：按企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)定義,單位mL/g。4.2.4原理按規(guī)定條件制備試樣濃度為0.00050.001g/mL，其氯化鈉濃度為C(NaC1)=1.00mo1/L的溶液。用氣承液柱式烏氏粘度計(jì)分別測定溶劑和溶液的流經(jīng)時間,根據(jù)測得的值計(jì)算特性粘數(shù)。4.2.5儀器5.1 玻璃毛細(xì)管粘度計(jì):采用GB 1632規(guī)定的稀釋型和非稀釋

39、型烏氏粘度計(jì),如圖1、 圖2所示.技術(shù)要求如下：a.應(yīng)使?jié)舛葹?mol/L的氯化鈉水溶液在30下的流經(jīng)時間在100130s 范圍內(nèi)。b型號為4-0.55和4-0.57兩種.其中4表示定量球6的容積(單位mL)：0.55和0.57表示毛細(xì)管內(nèi)徑(單位mm)。5.2 恒溫水浴：控溫精度±0.05。5.3 秒表：分度值0.1s。5.4 分析天平：感量0.0001g。5.5 容量瓶：容積25,50,100,200mL。5.6 移液管：:容積5,10,50mL。5.7 賽錐形瓶：容積250 mL。5.8玻璃砂芯漏斗：G-2型。5.9燒杯：容積100 mL。5.10 量筒：容積50mL。5.11

40、 注射器、乳膠管、洗耳球等。4.2.6試劑和溶液本分析方法試劑和水，均為分析純試劑及蒸餾水。6.1氯化鈉溶液：將氯化鈉用蒸餾水配制成c (N a C1)=1.00 moI/L和c (N a C1)=2.00moI/L的溶液。6.2鉻酸洗液。4.2.7試樣溶液的配制7.1 粉狀聚丙烯酰胺 在100mL容量瓶中稱入0.05-0.1g的粉狀試樣，準(zhǔn)確至0.0001g。加入約48mL的蒸餾水，經(jīng)常搖動容量瓶。待試樣溶解后，用移液管準(zhǔn)確加入50mL濃度2.00moI/L的氯化鈉溶液，放在30±0.05水浴中。恒溫后，用蒸餾水稀釋至刻度，搖勻，用干燥的玻璃砂芯漏斗過濾，即得試樣濃度約0.0005

41、-0.001g/mL，氯化鈉濃度為1.00moI/L的試樣溶液，放在恒溫水浴中備用。7.2 膠狀聚丙烯酰胺在已準(zhǔn)確稱重的100mL燒杯中，稱入固含量為8%-30%的膠狀試樣0.66-1.25g ，精確至0.0001g。加入50 mL 蒸餾水，攪拌溶解后，轉(zhuǎn)移入200mL 容量瓶中。加入100mL 濃度為2.00moI / L的氯化納溶液，放在恒溫水浴中。恒溫后，用蒸餾水稀釋至刻度，搖勻，用干燥的玻璃砂心漏斗過濾，即得試樣濃度約為0.0005-0.001g/mL，氯化鈉濃度為1.00moI/L的試樣溶液，放在恒溫水浴中備用。 注： 按6.1 和6.2條配制的試樣溶液適用于特性粘數(shù)約700-150

42、0m L/ g的稀釋法測定，用一點(diǎn)法測定時，需將試樣濃度降低一倍。不論那種試樣，用稀釋法時，各點(diǎn)的相對粘度應(yīng)在1.2-2.5范圍內(nèi)，用一點(diǎn)法時，試樣溶液的相對粘度應(yīng)在1.3-1.5范圍內(nèi)。4.2.8測定步驟8.1 一點(diǎn)法8.1.1將恒溫水浴的溫度調(diào)節(jié)在30±0.05 。8.1.2 在非稀釋型粘度的管2、管3的管口接上乳膠管。將粘度計(jì)垂直固定在恒溫水浴中，水面應(yīng)高過緩沖球2 cm 。8.1.3 用移液管吸取10 mL 試樣溶液，由管1加入粘度計(jì)，應(yīng)始移管夜管口對準(zhǔn)管1的中心，避免溶液掛在管壁上。待溶液自然流下后，靜止10s，用洗耳球?qū)⒆詈笠坏未等胝扯扔?jì)。恒溫10 min 。8.1.4

43、緊閉管3上的乳膠管，慢慢用注射器將溶液抽入球6，待液面升至球4一半時，取下注射器，放開管2上的乳膠管，讓溶液自由落下。8.1.5 當(dāng)液面下降至刻度線5時，啟動秒表，至刻線7時，停止秒表，記錄時間。啟動和停止秒表的時刻，應(yīng)是溶液彎月面的最低點(diǎn)與刻線相切的瞬間，觀察時應(yīng)平視。8.1.6 按7.1.4-7.1.5重復(fù)測定3次，各次流經(jīng)時間的差值應(yīng)不超過0.2s 。取3次測定結(jié)果的算術(shù)平均值為該溶液的流經(jīng)時間。8.1.7 洗凈粘度計(jì)。干燥后，在其中加入干燥的玻璃砂心漏斗過濾的、濃度為1.00moI/L 的氯化鈉溶液10-15mL。恒溫10min后，按7.1.47.1.6測得流經(jīng)量時間too8.2 稀釋

44、法8.2.1 在恒溫水浴中固定一個250具塞錐形瓶,在其中加入經(jīng)干燥的玻璃砂芯漏斗過濾的濃度1.00mo1/L的氯化鈉溶液,恒溫30min備用。8.2.2 使用稀釋型粘度計(jì),按7.1.27.1.6測得初始濃度(用t) 表示)的試樣溶液的流經(jīng)時間t。8.2.3 用移液管從錐形瓶中吸取5mL已經(jīng)恒溫的1.00mo1/L的綠化鈉溶液,由管1加入粘度計(jì).緊閉管3上的乳膠管,用洗耳球從管2打氣鼓泡35次,使之與原來的10mL溶液混合均勻。并使溶液吸上、壓下三次以上。此時溶液的濃度為2/3CO 。.按7.1.47.1.6測得流經(jīng)時間tZ8.2.4 按7.2.3再逐次加入5,10,10mL濃度1.00MO1

45、/L的綠化鈉溶液.分別測得濃度為1/2 CO,1/3 CO和1/4 CO時的流經(jīng)時間t3 , t4和t5 。 8.2.5 按7.1.7測定to 。 8.3 粘度計(jì)的洗滌和干燥 在使用粘度計(jì)前后以及在測定中出現(xiàn)讀數(shù)相差大于0.2 s有無其他原因時,應(yīng)按如下步驟清洗粘度計(jì): a .自來水沖洗; b .鉻酸洗液清洗；c .蒸餾水沖洗。將洗凈的粘度計(jì)置于烘箱內(nèi)干燥。4.2.9結(jié)果表示9.1 一點(diǎn)法9.1.1 按式（1）計(jì)算試樣溶液的相對粘度：式中：nr相對粘度；t試樣溶液的流經(jīng)時間，s ；to1.00氯化鈉溶液的流經(jīng)時間， so9.1.2 由求得的nr在表1上查得相應(yīng)的n·C值，將n·C 值除以試樣濃度C即得 。表1nrn·C01234567891.301.311.321.331.