聚丙.烯酰胺絮凝劑或凝聚劑 聚丙.烯酰胺

聚丙.烯酰胺 CA.S:9003-05-8 分子式:(C3H5NO)n 分子量:71.07 中文別名:絮凝劑3號(hào);簡稱PAM;聚丙.烯酰胺被稱為三號(hào)凝聚劑;聚丙.烯酰胺分為陰離子聚丙.烯酰胺;陽離子聚丙.烯酰胺;非離子聚丙.烯酰胺;兩性離子聚丙.烯酰胺;英文名稱;PAM(acrylamide) 陽離子用途:污泥分離 陰非離子用途:粘合劑 高濁度沉淀劑 聚丙.烯酰胺（PAM ）是一種線型高分子聚合物，產(chǎn)品主要分為干粉和膠體兩種形式。按其平均分子量可分為低分子量(<100 萬)、中分子量(200~400 萬)和高分子量(>700萬)三類。按其結(jié)構(gòu)又可分為非離子型、陰離子型和陽離子型。陰離子型多為PAM 的水解體(HPAM)。聚.丙.烯酰胺的主鏈上帶有大量的酰胺基,化學(xué)活性很高，可以改性制取許多聚丙.烯酰胺的衍生物，產(chǎn)品已廣泛應(yīng)用于造紙、選礦、采油、冶金、建材、污水處理等行業(yè)。聚丙.烯酰胺作為潤滑劑、懸浮劑、粘土穩(wěn)定劑、驅(qū)油劑、降失水劑和增稠劑，在鉆井、酸化、壓裂、堵水、固井及二次采油、三次采油中得到了廣泛應(yīng)用,是一種極為重要的油田化學(xué)品。 聚丙.烯酰胺（Polyscrylamide）簡稱PAM,俗稱絮凝劑或凝聚劑，分陽離子、陰離子型，分子量在400-1800萬之間，產(chǎn)品外觀為白色或略帶黃色粉末，液態(tài)為無色粘稠膠體狀，易溶于水,溫度超過120℃時(shí)易分解。 ??聚丙.烯酰胺分子中具有陽性基團(tuán)（-CONH2），能與分散于溶液中的懸浮粒子吸附和架橋，有著的絮凝作用，因此廣泛用于水處理以及冶金、造紙、石油、化工、紡織、選礦等領(lǐng)域。 聚丙.烯酰胺分為：陰離子型、陽離子型和非離子型。 ??陰離子型主要用于生活生產(chǎn)用水，工業(yè)和城市污水處理。亦適用于氧化鋁制備過程中赤泥的絮凝沉淀及泥液分離。陽離子型分子量偏高，主要用于水懸濁液和懸濁物的絮凝沉淀，酸性和偏酸性溶液含有有機(jī)懸濁物時(shí)絮凝是很困難的。在這種情況下，陽離子型聚丙.烯酰胺能有效的進(jìn)行絮凝沉淀，顯示其突出的性能。使用形態(tài)為0.1-0.2%水溶液，必須用Ph≤7的水配制，配成稀溶液后極易水解。應(yīng)隨配隨用或在當(dāng)天用完，不宜長時(shí)間存放。 優(yōu)點(diǎn)：PAM用作污水處理，對(duì)水中有機(jī)物去除效率高，用量少，沉降速度快，制水成本低，是其它絮凝劑無法替代的產(chǎn)品。 陰離子型PAM質(zhì)量指標(biāo) 陽離子型PAM質(zhì)量指標(biāo) 指標(biāo)名稱 指標(biāo) 指標(biāo)名稱 指標(biāo) 固含量% ≥90 固含量% ≥90 分子量M 400-1000 分子量M 800-2000 殘單含量% ≤3 水解度M 5-30 水不溶物％ ≤0.2 殘單含量% ≤1 Ph值 10-12 水不溶物％ 0.2 水溶時(shí)間h 1-2 水溶時(shí)間h ≤2 行業(yè)應(yīng)用 PAM的應(yīng)用性很強(qiáng)，廣泛用于增稠、粘接、增黏、絮凝、穩(wěn)定膠體、減阻、阻垢、凝膠、成膜、生物醫(yī)學(xué)材料等方面。聚丙.烯酰胺是重要的水溶性聚合物，而且兼具絮凝性、增稠性、耐剪切性、降阻性、分散性等寶貴性能。這些性能隨著衍生物離子的不同而各有側(cè)重。因而在采油、選礦、洗煤、冶金、化工、造紙、紡織、制糖、醫(yī)藥、環(huán)保、建材、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等部門都有廣泛的使用。水溶性強(qiáng)，可以制作親水而水不溶的凝膠，可以引入各種離子基團(tuán)并調(diào)節(jié)分子量以得到特定的性能，對(duì)許多固體表面和溶解物質(zhì)有良好的黏附力，因而廣泛應(yīng)用于增稠、絮凝、穩(wěn)定膠體、減阻、黏結(jié)、成膜、阻垢、凝膠及生物醫(yī)學(xué)材料等方面。特別是在水處理、造紙、采礦、洗煤、冶金和石油鉆采等工業(yè)部門中其用量日益增加。 (一)水處理領(lǐng)域 在水處理工業(yè)中用作沉淀絮凝劑、污水處理劑。在合成的有機(jī)高分子絮凝劑中，聚丙.烯酰胺的應(yīng)用最多。聚丙.烯酰胺中的酰氨.基可與許多物質(zhì)親和、吸附，使之在被吸附的粒子間形成“橋聯(lián)”作用，產(chǎn)生絮團(tuán)，加速粒子的下沉。聚丙.烯酰胺可以通過學(xué)改性形成陰離子型、陽離子型、非離子型、復(fù)合離子型，用于各種不同水質(zhì)的絮凝劑。聚丙.烯酰胺類絮凝劑能適應(yīng)多種絮凝對(duì)象，用量少，效率高，生成的泥渣少，便于后處理。是目前應(yīng)用最廣、效能最.高的高分子絮凝劑，用于處理電廠用水、工業(yè)用水，以及工業(yè)廢水及市政污水的絮凝澄清凈化處理。 PAM在水處理工業(yè)中的應(yīng)用主要包括原水處理、污水處理和工業(yè)水處理3個(gè)方面。 1、在原水處理中，PAM與活性炭等配合使用，可用于生活水中懸浮顆粒的凝聚和澄清； 2、在污水處理中。PAM可用于污泥脫水；在工業(yè)水處理中，PAM主要用作配方藥劑。在原水處理中，用有機(jī)絮凝劑PAM代替無機(jī)絮凝劑，即使不改造沉降池，凈水能力也可提高20%以上。 3、工業(yè)廢水處理，特別是對(duì)于懸浮顆粒、較粗、濃度高、粒子帶陽電荷，水的PH值為中性或堿性的污水、鋼鐵廠廢水，電鍍廠廢水，冶金廢水，洗煤廢水等污水處理，效果最.好。在污水處理中，采用PAM可以增加水回用循環(huán)的使用率。 4、在電鍍廢水中的應(yīng)用。 電鍍廢水的來源：(1)鍍件清洗水；(2)廢電鍍液；(3)其他廢水，包括沖刷車間地面，刷洗極板洗水，通風(fēng)設(shè)備冷凝水，以及由于鍍槽滲漏或操作管理不當(dāng)造成的 “跑、冒、滴、漏”的各種槽液和排水。 電鍍廢水的特點(diǎn)： （1）酸性大，由于去除金屬表面的氧化物一般是用酸洗的方法，使用的酸不能充分利用完，一部分殘留在下來，沖到廢水池。 （2）含有大量的重金屬，常含有Cr6+ 、Cu2+、Ni2+、Zn2+、Fe2+等重金屬。 （3）含有劇du物。例如鉻和qing。 電鍍廢水的處理主要通過氣浮法，離子交換法，電解法以及萃取法。 電鍍廢水經(jīng)過上述幾種方法處理過后，廢水中的重金屬和有害物資大部分得到處理，仍然需要進(jìn)一步處理，才可以達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。這就需要用到助劑聚丙.烯酰胺，陰離子聚丙.烯酰胺和非離子聚丙.烯酰胺在電鍍廢水處理上有比其他絮凝劑無法比擬的優(yōu)越性。 電鍍廢水的PAM絮凝劑聚丙.烯酰胺使用：一、在多級(jí)反應(yīng)池格內(nèi)先投加除磷劑(推薦用石灰水)，因?yàn)镃a2+與污水中的PO43-反應(yīng)生成磷.酸鹽沉淀物；由于磷.酸鹽的顆粒物較細(xì)小，在后面的反應(yīng)格再加入混凝劑三.氯.化鐵或者是聚合氯化鋁。起到混凝的效果，使其小顆粒絮凝稱較大一點(diǎn)的顆粒。二、在第三格加入液堿精調(diào)PH值在9-10左右，使其絕大部分生成磷.酸鹽沉淀物。最后加入高分子絮凝劑聚丙.烯酰胺，形成較大的絮團(tuán)，以增強(qiáng)沉淀效果。沉淀出水在PH調(diào)整槽內(nèi)加入成品酸調(diào)整PH至中性后排入流量計(jì)槽。經(jīng)計(jì)量后，排入受納水體。如果污水中含有大量的次亞磷.酸鹽，以上工藝就不是很適合了，如果是次亞磷.酸鹽即使用生化處理也沒用。次亞磷.酸鹽的去除工藝一般需要先氧化再沉淀。 (二)石油采油領(lǐng)域。在石油開采中，PAM主要用于鉆井泥漿材料以及提高采油率等方面，廣泛應(yīng)用于鉆井、完井、固井、壓裂、強(qiáng)化采油等油田開采作業(yè)中，具有增粘、降濾失、流變調(diào)節(jié)、膠凝、分流、剖面調(diào)整等功能。目前我國油田開采已經(jīng)步入中后期，為提高原.油采收率，改善油水流速比，使采出物中原.油含量提高。我國由于特殊的地質(zhì)條件，大慶油田和勝利油田已經(jīng)開始廣泛采用聚合物驅(qū)油技術(shù)。 油田采油中用作增稠劑、堵水劑、鉆井液添加劑及聚合物驅(qū)油。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。用作水基鉆井液的絮凝劑，能改善鉆井液流變性能，減少摩阻等功能。并可用作鉆井泥漿添加劑；用于石油地質(zhì)鉆探配置不分散低固相泥漿的脫除。用作油田泥漿處理劑、油田注水增稠劑、 (三)造紙領(lǐng)域 PAM在造紙領(lǐng)域中廣泛用作駐留劑、助濾劑、均度劑、濕強(qiáng)劑、助留劑、懸浮分散劑、黏結(jié)劑、成品紙補(bǔ)強(qiáng)劑等。 1、它的作用是能夠提高紙張的質(zhì)量，提高漿料脫水性能，提高細(xì)小纖維及填料、顏料的留著率，減少原材料的消耗以及對(duì)環(huán)境的污染；提高紙張的強(qiáng)度（包括干強(qiáng)度和濕強(qiáng)度）。 2、PAM在造紙中使用的效果取決于其平均分子量、離子性質(zhì)、離子強(qiáng)度及其它共聚物的活性。非離子型PAM主要用于提高紙漿的濾性，增加干紙強(qiáng)度，提高纖維及填料的留著率；陰離子型共聚物主要用作紙張的干濕增強(qiáng)劑和駐留劑；陽離子型共聚物主要用于造紙廢水處理和助濾作用。 3、PAM還應(yīng)用于造紙廢水處理和纖維回收。 4、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。 (四 )紡織領(lǐng)域 1、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。作為織物后處理的上漿劑，可以生成柔順、防皺、耐霉菌的保護(hù)層。利用它的吸濕性強(qiáng)的特點(diǎn)，能減少紡細(xì)紗時(shí)的斷線率； 2、PAM作后處理劑可以防止織物的靜電和阻燃； 3、用作印染助劑時(shí)，PAM可使產(chǎn)品附著牢度大、鮮艷度高， 4、作為漂白的非硅高分子穩(wěn)定劑； 5、PAM還可以用于紡織印染污水的凈化。 (五)其他領(lǐng)域 1、在采礦、洗煤領(lǐng)域，采用PAM作絮凝劑可促進(jìn)采礦、洗煤回收水中固體物的沉降，使水澄清，同時(shí)可回收有用的固體顆粒，避免對(duì)環(huán)境造成污染； 2、在制糖工業(yè)中用作沉降劑(助糖劑)，用于甘蔗糖、甜菜糖生產(chǎn)中蔗汁澄清及糖漿磷浮法提取。PAM可加速蔗汁中細(xì)粒子的下沉，促進(jìn)過濾和提高濾液的清澈度； 3、在養(yǎng)殖工業(yè)中，PAM可改善水質(zhì)，增加水的透光性能，從而改善水的光合作用； 4、在醫(yī)藥工業(yè)中，PAM可用作分離素的絮凝劑、用作藥片的賦型粘接劑以及工藝水澄清劑等；可用于藥物的控制釋放、蛋白質(zhì)電泳、人工器官材料、接觸眼鏡片及酶的包埋、酶制劑發(fā)酵液絮凝澄清工業(yè)等。 5、在建筑工業(yè)中，PAM可以增強(qiáng)石膏水泥的硬度，加速石.棉水泥的脫水速度。此外，PAM還可用作天然或合成皮革的保護(hù)涂層以及無機(jī)肥料的造粒助劑等。 6、在建材工業(yè)中，PAM可用作涂料增稠分散劑、鋸石板材冷卻劑以及陶瓷粘接劑等；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， 7、在農(nóng)業(yè)上，PAM作為高吸水性材料可用作土壤保濕劑以及種子培養(yǎng)劑等。用作土壤改良劑。農(nóng)業(yè)上，向耕地土壤加入少量本品，可大大提高土壤抗風(fēng)蝕及水浸性能，改善透氣性。 8、用于日用化工，在睡眠面膜里常與月桂醇聚醚-7和C13-14異鏈烷烴組合成一種乳液狀增稠、乳化和穩(wěn)定劑。 9、飼料工業(yè)中，用于飼料蛋白的回收、質(zhì)量穩(wěn)定、性能好，回收的蛋對(duì)雞的成活率提高和增重、產(chǎn)蛋無不良影響， 10、樹脂加工劑、合成樹脂涂料、水溶性抗蝕劑樹脂、粘合劑、分散劑等。 11、成膜劑 12、用作中性、堿性介質(zhì)的絮凝劑， 13、懸浮劑。增稠劑。增膠劑。 14、用作纖維改性劑、纖維糊料 氣浮選用聚丙.烯酰胺 首先了解下哪些行業(yè)常用到氣浮行業(yè)，氣浮法主要是利用氣體使污水得到氧化，氣浮大多數(shù)是針對(duì)二級(jí)生物處理的深度處理，目前最常見的行業(yè)是針對(duì)含油污水隔油后的補(bǔ)充處理。氣浮法可以有效地用于活性污泥的濃縮；污水中懸浮雜質(zhì)的去除。氣浮選用陰離子的聚丙.烯酰胺效果比較好，特別是部分回流溶氣氣浮法，兼?zhèn)淙亓?、全溶氣氣浮的工藝?yōu)點(diǎn)，而相比布?xì)鈿飧》ň哂刑幚砦鬯看螅幚硇Ч叩奶攸c(diǎn)；相比電解氣浮法具有節(jié)省電能和運(yùn)行費(fèi)用較低的優(yōu)點(diǎn)，適合現(xiàn)代企業(yè)節(jié)能、環(huán)保、減耗、增效的要求。 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50—80%。 4、增稠性：PAM在中性和酸條件下均有增稠作用，當(dāng)PH值在10以上PAM易水解。呈半網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)時(shí)，增稠將更明顯。 技術(shù)流程 PAM沉淀是發(fā)生化學(xué)反應(yīng)時(shí)生成了不溶于反應(yīng)物所在溶液的物質(zhì)。從字意上理解就是在重力作用下沉淀去除。污水中的懸浮物質(zhì)，可以這是一種物理過程，簡便易行，效果良好，是污水處理的重要技術(shù)之一。 根據(jù)懸浮物質(zhì)的性質(zhì)、濃度及絮凝劑聚丙.烯酰胺凝性能，沉淀可以分為：自然沉淀，絮凝沉淀，區(qū)域沉淀。區(qū)域沉淀的懸浮顆泣濃度較高(5000mg/L以上)，顆粒的沉降受到周圍其它顆粒影響，顆粒間相對(duì)位置保持不變，形成一個(gè)整體共同下沉，與澄清水之間有清晰的泥水界面。二次沉淀池與污泥濃縮池中均有區(qū)域沉淀發(fā)生。 絮凝沉淀是顆粒物在水中作絮凝沉淀的過程。在水中投加混凝劑后，其中懸浮物的膠體及分散顆粒在分子力的相互作用下生成絮狀體且在沉降過程中它們互相碰撞凝聚，其尺寸和質(zhì)量不斷變大，沉速不斷增加。懸浮物的去除率不但取決于沉淀速度，而且與沉淀深度有關(guān)。地面水中投加混凝劑后形成的礬花，生活污水中的有機(jī)懸浮物，活性污泥在沉淀過程中都會(huì)出現(xiàn)絮凝沉淀的現(xiàn)象。 聚丙.烯酰胺生產(chǎn)方法 生產(chǎn)方法一：丙.烯腈在銅催化劑作用下水合得到丙.烯酰胺，再K2S2O8作用下聚合為聚丙.烯酰胺。銅鋁合金經(jīng)堿處理水洗后制成崔化劑，裝入水合反應(yīng)器中，丙.烯腈原料抽至貯罐再放入計(jì)量罐中，離子交換處理后的純水送入計(jì)量罐中，然后按比例用泵經(jīng)原料預(yù)熱器連續(xù)注入水合反應(yīng)器，控制85-125℃進(jìn)行水合反應(yīng)生成丙.烯酰胺水溶液，余下丙.烯腈經(jīng)閃蒸塔去冷凝器回收流入水計(jì)量罐循環(huán)使用，而丙.烯酰胺溶液從閃蒸罐流入貯罐，用泵送至高位槽去樹脂交換柱，進(jìn)入貯槽配成7-8%濃度單體，送往聚合釜制成膠狀體聚丙.烯酰胺包裝即為成品。 生產(chǎn)方法二：膠體聚丙.烯酰胺 將1 200 kg去離子水加入水解釜中，在攪拌下加入丙.烯腈、0.3 kg氫氧化鋁、氫氧化銅復(fù)合催化，在85～125 ℃下進(jìn)行水解反應(yīng)。反應(yīng)結(jié)束后蒸出未反應(yīng)單體丙.烯腈。將丙.烯酰配成7%～8%的水溶液，加入聚合釜。在過硫酸銨引發(fā)下進(jìn)行聚合反應(yīng)。 高分子量聚丙.烯酰胺 將丙.烯腈在110～140 ℃、0.3 MPa下水解合成丙.烯酰胺。將丙.烯酰胺加入已裝有去離子水的聚合釜中，在過硫酸銨50 mg/kg引發(fā)下反應(yīng)8～24 h。然后在堿性條件下，于70～80 ℃下水解得產(chǎn)品。 生產(chǎn)方法三：由丙.烯腈催化成丙.烯酰胺，再在K2S2O8存在下聚合成聚丙.烯酰胺。 生產(chǎn)方法四：將計(jì)量的丙.烯腈投入反應(yīng)釜中，加入催化劑量的銅系催化劑。在攪拌下升溫至85～120℃。反應(yīng)壓力控制在0.29～0.39 MPa。在連續(xù)化操作中，進(jìn)料含量控制在6.5%。空速約為5h-1。反應(yīng)得到丙.烯酰胺加入聚合釜，再加入一定量的去離子水。在 過.硫.酸.鉀引發(fā)下進(jìn)行聚合反應(yīng)，反應(yīng)開始10min后加入適量的10%的亞.硫.酸氫鈉。緩緩升溫至64℃后，冷卻反應(yīng)混合物，在55℃反應(yīng)6h左右。減壓在真空下于80℃左右脫除未反應(yīng)單體，即得成品。