【正文】 25%；純水溫度≤10℃；聚合釜平均溫度100℃；聚合系統(tǒng)壓力≤；計(jì)量罐壓力≤，泵壓≤。所有電器設(shè)備在運(yùn)轉(zhuǎn)中禁止用手亂動(dòng)。⑩ 各儲(chǔ)罐裝料不得超過規(guī)定裝料系數(shù)，而且要有氮?dú)獗Ｗo(hù)。⑥ 生產(chǎn)設(shè)備超壓時(shí)應(yīng)采取緊急排空措施，必須有專人監(jiān)護(hù)現(xiàn)場(chǎng)。② 生產(chǎn)人員必須熟悉相關(guān)崗位消防設(shè)施的種類及存放位置，并能熟練正確使用，了解現(xiàn)場(chǎng)物料的性質(zhì)。全裝置采用五班三倒制，每班8小時(shí)工作制。車間設(shè)備采用露天與廠房?jī)?nèi)布置相結(jié)合原則。聚合工段主要由計(jì)量配料、聚合、研磨輸送等崗位組成。主原料：?jiǎn)误w——聚丙烯酰胺；溶劑——水；引發(fā)劑——偶氮二異丁腈。3．1．5 自由基反應(yīng)方式引發(fā)劑在較低溫度下即可產(chǎn)生自由基，反應(yīng)活化能低，在較低溫度（0—50℃）引發(fā)聚合，引發(fā)速率快，對(duì)溫度依賴性小。3．1．3 溶劑的選擇因選擇水溶液聚合法，故溶劑為水。2 .2 .4 PAM性能指標(biāo) 表21項(xiàng)目固含量%最小顆粒%（＜）不溶物%分子量水解度%濾過比篩網(wǎng)系數(shù)溶解時(shí)間h分布寬度數(shù)值2107212第三章 生產(chǎn)流程簡(jiǎn)述3．1 工藝路線確定3．1．1 聚合方法的確定根據(jù)產(chǎn)物結(jié)構(gòu)，從自由基聚合、陰離子聚合、陽離子聚合、配位聚合等反應(yīng)機(jī)理中確定選擇出自由基聚合，同時(shí)考慮自由基聚合所用原料、引發(fā)劑、傳熱、物料輸送、產(chǎn)物溶解、操作方式等方面綜合考慮選擇水溶液聚合實(shí)施方法。2．2 PAM物理及化學(xué)性質(zhì)2．2．1 PAM的結(jié)構(gòu)PAM在結(jié)構(gòu)上最基本的特點(diǎn)是：（1）分子鏈具有柔順性和分子形狀的易變性。第二章 原料、產(chǎn)品的物理及化學(xué)性質(zhì)2．1 原料主要有丙烯酰胺、純水、引發(fā)劑。水解反應(yīng)基本上是不可逆的。② 溫度：在配料罐中配料降溫至10℃，輸送到聚合釜聚合，聚合溫度達(dá)100℃左右。1．3．2 聚合反應(yīng)機(jī)理及影響因素（1） 聚合機(jī)理丙烯酰胺聚合反應(yīng)機(jī)理屬于自由基反應(yīng)，符合自由基連鎖聚合反應(yīng)機(jī)理的一般機(jī)理，由鏈引發(fā)、鏈增長和鏈終止等基元反應(yīng)組成。通過該途徑，使學(xué)生具有一定的發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題以及工廠主要車間的初步設(shè)計(jì)能力。⑤ 管道及儀表流程（PID）的工藝設(shè)計(jì)。① 對(duì)該項(xiàng)目的發(fā)展歷史、現(xiàn)狀及前景（產(chǎn)品、工藝等）進(jìn)行綜述。 此外，聚丙烯酰胺在水處理行業(yè)具有廣闊的應(yīng)用前景和巨大的潛在市場(chǎng)。同時(shí)還要大力開發(fā)PAM在制糖、感光材料、電鍍、船舶，陶瓷、礦冶等方面的應(yīng)用，使我國的PAM生產(chǎn)應(yīng)用盡快到達(dá)發(fā)達(dá)國家的水平。因此，國內(nèi)的PAM開發(fā)利用前景廣闊。1 .1 . 6 前景展望綜觀我國PAM歷年生產(chǎn)情況，90年代之前國內(nèi)因技術(shù)、市場(chǎng)等原因產(chǎn)量和使用量一直相對(duì)穩(wěn)定，后隨著石油行業(yè)的大量推廣使用，推動(dòng)了PAM產(chǎn)量的不斷增加。聚丙烯酰胺作后處理劑可以防止織物的靜電和阻燃。（4） 礦冶行業(yè)：采礦過程中，通常使用大量水，最后需回收水中的有用固體，并將廢水凈化回收使用。聚丙烯酰胺類絮凝劑能適應(yīng)多種絮凝現(xiàn)象，其用量小，效率高，生成的泥渣少，后處理容易，對(duì)某些情況具有特殊的價(jià)值。可減輕對(duì)油氣層的壓力和堵塞，容易發(fā)現(xiàn)油氣層，并有利于鉆進(jìn)速度比常規(guī)泥漿高19%，比機(jī)械鉆速高45%左右，還可大大減少鉆井事故，減輕設(shè)備磨損防止發(fā)生井漏和坍塌。1 .1 . 5 丙烯酰胺聚合物的應(yīng)用領(lǐng)域（1） 石油開采：：調(diào)節(jié)注入水的流變性，增加驅(qū)動(dòng)液的黏度，改善水驅(qū)波發(fā)效率，降低地層中水相滲透率，使水與油能勻速的向前流動(dòng)。根據(jù)石油行業(yè)的整體規(guī)劃, 2005 年國內(nèi)PAM 在石油開采方面的用量已達(dá)到11 萬t。1995 年底, 大慶石油管理局從法國SNF 公司引進(jìn)的5萬t/aPAM生產(chǎn)裝置投產(chǎn), 生產(chǎn)高分子量產(chǎn)品( 分子量為1500 萬) , 特別是近幾年, 勝利油田以及法國SNF 公司在我國泰興所建企業(yè)相繼建成投產(chǎn),使我國PAM的生產(chǎn)能力和生產(chǎn)水平有了大幅度提高, 產(chǎn)品質(zhì)量符合油田注入聚合物驅(qū)采技術(shù)的要求。德固薩公司在印度尼西亞的PAM 新裝置也將于2O05年開工。加上亞洲市場(chǎng)(日本除外)及其他地區(qū)2005年25萬噸左右的需求量，預(yù)時(shí)2005年全球聚丙烯酰胺總需求量為60萬噸左右。亞太地區(qū)也是最大的PAM消費(fèi)地區(qū)，其次是西歐和美國。其中25％在西歐。③降低PAM產(chǎn)品中殘余單體的含量：高聚物PAM本身基本無毒，PAM的毒性來自殘余的AM單體。具體為：①提高產(chǎn)品分子量和溶解性能：為提高產(chǎn)品分子量和溶解性能，應(yīng)采用高純單體。（3）反向懸浮聚合：采用 反 相懸浮法制備AM 聚合物與反相乳液聚合有許多相似之處，關(guān)鍵在于分散相粒子尺寸的控制。而在 AM聚合過程中添加諸如甲醇、乙醇、異丙醇、四氫吠喃、二甲基甲酞胺等有機(jī)溶劑時(shí)，添加劑的作用可為鏈轉(zhuǎn)移、溶劑化屏蔽作用和作為沉淀劑改變聚合物結(jié)構(gòu)形態(tài)。許多金屬離子能與酞胺基發(fā)生絡(luò)合，從而影響反應(yīng)進(jìn)程。在較低PH下(PH 2)，聚合易伴生分子內(nèi)和分子間的亞酞胺化反應(yīng)，形成支鏈或交聯(lián)型產(chǎn)物。用高價(jià)金屬鹽與有機(jī)物組成的體系亦不少。聚合方法按單體在介質(zhì)中的分散狀態(tài)有：本體聚合、溶液聚合、懸浮聚合和乳液聚合。乳酰胺基的高極性使PAM具有良好的親水性和水溶性，其水凝膠親水而不溶與水；柔順的長鏈?zhǔn)筆AM水溶液具有高粘性和良好的流變性能；酰胺基極易與水或含有OH基團(tuán)的物質(zhì)（天然纖維、蛋白質(zhì)、土壤和礦物等）形成氫鍵，產(chǎn)生很強(qiáng)的吸附作用；酰胺基的高反應(yīng)活性可使PAM衍生出很多變性產(chǎn)物，拓寬了他們的應(yīng)用范圍。其他上百家的生產(chǎn)廠生產(chǎn)規(guī)模較小，技術(shù)相對(duì)落后，產(chǎn)品也比較單一只能滿足污水處理等一般用途的要求，沒有能力去補(bǔ)充通用品種。僅法國NSF公司一家的常規(guī)產(chǎn)品就超過1000種，可以適應(yīng)各行業(yè)不同工藝條件和不同物料性質(zhì)的要求，而用于數(shù)十個(gè)行業(yè)。而我國陽離子產(chǎn)品僅占10%。產(chǎn)品主要包括HPAM、CPAM、NAM和梳型聚丙烯酰胺等，以HPAM為主。以及1995年法國NSF公司5萬噸/年P(guān)AM生產(chǎn)裝置后，我國PAM的產(chǎn)量和質(zhì)量都油了很大的提升。我PAM產(chǎn)品的開發(fā)始于20世紀(jì)50年代末期。不久開發(fā)了堿性陰離子型PAM和陽離子型PAM。1954年在美國實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)，初期得產(chǎn)品僅室單一得非離子型PAM。20世紀(jì)70年代初美國合日本開發(fā)了丙烯睛銅催化水合法，1985年在日本又有丙烯睛生物酶催化水合法問世。由于在油氣田開采和三次采油中的大量應(yīng)用，以及在污水處理和造紙等方面的用量增加，我國PAM的生產(chǎn)能力不斷增加。我國的銷售量約占全球的1/3。但是在總體上，我國的PAM產(chǎn)品與國外相比還存在大的差距，主要反應(yīng)在（1）產(chǎn)品系列：國外陽離子產(chǎn)品約占總產(chǎn)量的一半，且仍以每年10%的速度增長。在品種系列化上，國外已形成齊全的多品種系列產(chǎn)品，達(dá)到2000多個(gè)品種。但這些規(guī)模大的生產(chǎn)廠主要以滿足石油開采所需的通用化學(xué)助劑為主，其產(chǎn)品單一，主要十陰離子型粉劑，尚無上規(guī)模的乳液型和陽離子型產(chǎn)品。這些結(jié)構(gòu)特點(diǎn)賦予了PAM許多極有價(jià)值的應(yīng)用性能。聚丙烯酰胺及其衍生物都是通過丙烯酰胺的自由基聚合制成的均聚物或共聚物。 ① 引 發(fā) 體系:A M 聚合的引發(fā)體系近年研究甚多，其目的在于保持高合速率下能獲得高轉(zhuǎn)化率、:與NaHS03氧化還原引發(fā)體系外，還有過硫酸錢一亞硫酸氫鈉一偶氮化合物、過硫酸錢一雕白粉一偶氮化合物等復(fù)合引發(fā)體系，以及H202胺、特丁基過氧化氫NaHS03, K2S208一三(氨基甲酞乙基)胺或疏基乙醇、尿素、硫脈等有機(jī)一無機(jī)物組成的引發(fā)體系。② P H 值:AM聚合中，介質(zhì)PH值可影響反應(yīng)動(dòng)力學(xué)及聚合物的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)。③ 添 加 物:在AM水溶液聚合中添加有機(jī)、無機(jī)物對(duì)Rp和分子量均有影響。所以在一定的條件下，某些離子能夠大幅度地調(diào)節(jié)分子量。近十年來的研究豐富了乳液聚合理論，獲得了有實(shí)際價(jià)值的膠乳型產(chǎn)品，其具有速溶等顯著特點(diǎn)。（4）水溶液聚合展望：水溶液聚合是丙烯酰胺最常用的聚合方法，對(duì)于水溶液聚合法制造PAM的工藝，人們研究的熱點(diǎn)是選擇新型聚合、造粒、干燥及粉碎技術(shù)與設(shè)備，開發(fā)更先進(jìn)的連續(xù)化、自動(dòng)化聚合工藝，改進(jìn)和提高產(chǎn)品的性能和質(zhì)量。②提高產(chǎn)品的耐溫抗鹽和抗剪切性能：在聚合物分子主鏈段上引入不同的基團(tuán)可以改善其性能。1 .1 . 4 生產(chǎn)和消費(fèi)情況（1） 國外生產(chǎn)和消費(fèi)據(jù)美國咨詢公司TranTech公司分析，2004年全球PAM能力為9l萬噸／年，美國、f本、歐洲是聚丙烯酰胺主要的生產(chǎn)和消費(fèi)地，生產(chǎn)能力約占世界總能力的85％。亞太地區(qū)為最大的PAM 生產(chǎn)地，2005年生產(chǎn)照(除日本外)為23萬噸／年，其次為西歐2l萬噸／年。預(yù)計(jì)2005年這三大市場(chǎng)的消費(fèi)量將分別增長到l9萬噸、l3萬噸和8萬噸。年)。1995 年, 國內(nèi)PAM生產(chǎn)廠家有60 多家, 其中多數(shù)為規(guī)模較小的鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè), 技術(shù)水平低, 產(chǎn)品分子量低, 一般為500~800 萬, 難以滿足消費(fèi)者對(duì)高分子量產(chǎn)品的需要。由于我國東部油田如大慶、勝利、中原、華北、遼河、大港、河南等油田已進(jìn)入開采中后期, 采油綜合含水已達(dá)80%以上, 為提高原油采收率, 結(jié)合油田特殊的地質(zhì)條件, 推廣以PAM為主要聚合物驅(qū)油技術(shù)