聚丙烯酰胺开题报告.pdf

开题报告
一、课题名称

聚丙烯酰胺的制备。
（一）主要原料极其规格
丙烯酰胺聚合级工业品
METAMS工业级
（甲基氧代乙基二甲基氨甲基硫酸酯）
（二）制法
丙烯酰胺与适宜的阳离子单体（如METAMS）在水-特丁基醇
（TBA）中自由基催化下发生沉积共聚合反应而制得聚丙烯酰胺。
（三）流程说明
配制好的50%液态丙烯酰胺单体溶液，通过离子交换塔，除
去聚合抑制剂铜离子后，间断的加入沉积共聚合反应器然后加入
精致水、蜜白胺和循环的TBA溶剂，再加入液态缓冲剂氯化铵，
用氮气吹扫，除去残余的氧后，再加入催化剂-活化剂溶液。在
聚合反应器中进行绝热反应，温度为50~60度、反应时间5~6h
聚合物的收率是定量的。
产物为悬浮于水和TBA中的微粒。通过离心机分出水和TBA，
再将粒料在干器中进行干燥包装出厂母液经精制循环使用。
二、课题研究的目的和意义

设计一种聚丙烯酰胺的生产工艺流程，能用于中试生产，工
业及民用水处理的需求。
聚丙烯酰胺再合成水溶性聚合物中是用途最广、用量最大
的，自五十年代用于造纸工业作为添加剂，已有四十多年的历史。
采用不同的聚合工艺，引入不同的官能团，可得到一系列具有不
同分子量和不同电荷密度的产品，使其应用范围更加广泛，现已
被称为标准的造纸助剂。据报道，美国1985年用于造纸作为助
流助滤剂的PAM为8700吨，1985—1990年间增长6—10%。因此
研究和开发高质量的PAM具有一定的理论价值和实际意义。
本课题的目的是研制出一种固含量高、分子量高、溶解迅速、
稳定好、单体残存量少的聚合物乳胶产品，要求其生产工艺简单，
生产成本低的生产工艺流程。
三、课题研究的对象

聚丙烯酰胺产品规格：有聚丙烯酰胺粉剂、非离子型和阴离
子型干粉、胶体等。
聚丙烯酰胺产品用途：用作油田泥浆处理剂、污水处理剂、
纺织上浆、纸张补强剂、絮凝剂等，广泛应用于石油、冶金、纺
织、食品等工业。

1、石油工业

聚丙烯酰胺虽然对水的表面张力降低很小，但分子中有活性
基团，吸附于界面之后，能改变界面状态，多年来作为增稠剂、
降失水剂、絮凝剂、分散剂、降阻剂、阻垢剂、流度控制剂用于
石油工业，提高钻井流体流动性和石油采收率，并减少流体阻力。
作为泥浆性能调整剂，经常使用的是部分水解聚丙烯酰胺。
其作用是调节钻井液的流变性，携带岩屑，润滑钻头，减少流体
流失等。用PAM调节的钻井泥浆相对密度低，固体含量少，能减
轻对油气层的压力和堵塞，容易发现油气层，并有利钻井。
此外，还可大大减少卡钻事故，减轻设备磨损，并能防止井
漏和坍塌，使井径规则。在提高石油采收率的三次采油方法中，
聚合物驱油技术占有重要地位
在油田生产过程中，由于地层的非均质性，常产生水浸问题，
需要进行堵水。PAM类堵水剂的发展甚快，用量大，具有对油和
水渗透能力的选择性。选择性堵水这一点是其他堵水剂所没有
的。采用PAM还可调整地层内吸水剖面及封堵大管道，实践中已
见到良好效果。
从70年代以来，国际上发展起来一种新型发醇产品—黄原
胶，它是由甘蓝黑腐单细胞菌以碳水化合物为主要原料（如玉米、
淀粉等），经生物工程的手段得到的一种高分子微生物聚合物。
由于它具有流边学特性，耐盐性能，增稠效果等，在油田开发方
面较之PAM有明显的技术优势，对钻井泥浆、防止井喷有明显的
作用，以后可能取代PAM用于三次采油。
2、医药工业

PAM水凝胶的特点之一是，某一零界温度下，它在水中的溶胀性随

温度的微小变化发生激剧的突变，体积变化可达几十至几百倍。根据这一性质可用于某些水

溶液的提浓过程，而免除使用高温，这对一些有机物质或生物物质的提取很有价值。除可用

来分离保持生物活性的物质外，PAM的水凝胶还可用于药物的控制释放和酶的包埋、蛋白

质电泳、人工器官材料、接触眼睛片等。

PAM还是制备农药可湿性粉剂的最重要的分散剂。

3、化工工业

聚丙烯酰胺在化工方面的应用是其主要的用途，在精制硫酸亚铁、

硫酸铜、无水芒硝、氢氧化铝以及水处理的过程中，聚丙烯酰胺
都发挥着重要的作用。

（1）亚铁七水化合物是生产钛白的主要副产品，其产量约
为钛白的3倍。这些副产品如不加以综合利用，在经济
上是极大的浪费，也造成环境污染。而从硫酸亚铁出发，
可制造一系列有价值的铁化合物，为它们提供了一种廉
价而又方便的含铁原料来源，用聚丙烯酰胺作絮凝剂精
制硫酸亚铁是关键的一个环节。

（2）聚丙烯酰胺也可以作为絮凝剂用于生产硫酸铜的新工
艺。由于铜盐有着广泛的用途，又加上近年来微肥和饲
料工业对硫酸铜新的需求，更加剧了硫酸铜的供求矛盾，
旧工艺已远远不能满足市场需要，所以开发了一种制取
硫酸铜的新工艺。以铜精粉为原料生产硫酸铜不但能连
续大量生产，而且由于铜精粉比废紫铜价格低，并能节
约