【正文】 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(zhǎng)和鏈終止等基元反應(yīng)組成。⑤ 管道及儀表流程（PID）的工藝設(shè)計(jì)。 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)。因此，國(guó)內(nèi)的PAM開(kāi)發(fā)利用前景廣闊。聚丙烯酰胺作后處理劑可以防止織物的靜電和阻燃。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。1 .1 . 5 丙烯酰胺聚合物的應(yīng)用領(lǐng)域（1） 石油開(kāi)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)。1995 年底, 大慶石油管理局從法國(guó)SNF 公司引進(jìn)的5萬(wàn)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(wàn)) , 特別是近幾年, 勝利油田以及法國(guó)SNF 公司在我國(guó)泰興所建企業(yè)相繼建成投產(chǎn),使我國(guó)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。加上亞洲市場(chǎng)(日本除外)及其他地區(qū)2005年25萬(wàn)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(wàn)噸左右。其中25％在西歐。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。而在 AM聚合過(guò)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)。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。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。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(méi)有能力去補(bǔ)充通用品種。而我國(guó)陽(yáng)離子產(chǎn)品僅占10%。以及1995年法國(guó)NSF公司5萬(wàn)噸/年P(guān)AM生產(chǎn)裝置后，我國(guó)PAM的產(chǎn)量和質(zhì)量都油了很大的提升。不久開(kāi)發(fā)了堿性陰離子型PAM和陽(yáng)離子型PAM。20世紀(jì)70年代初美國(guó)合日本開(kāi)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(wèn)世。我國(guó)的銷售量約占全球的1/3。在品種系列化上，國(guó)外已形成齊全的多品種系列產(chǎn)品，達(dá)到2000多個(gè)品種。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。 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(guò)硫酸錢一亞硫酸氫鈉一偶氮化合物、過(guò)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(guò)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(wú)機(jī)物組成的引發(fā)體系。③ 添 加 物:在AM水溶液聚合中添加有機(jī)、無(wú)機(jī)物對(duì)Rp和分子量均有影響。近十年來(lái)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)。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。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(wàn)噸／年，其次為西歐2l萬(wàn)噸／年。年)。由于我國(guó)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(kāi)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)的應(yīng)用, 已成為東部油田穩(wěn)產(chǎn)的重要舉措。：調(diào)節(jié)鉆井液的流變性攜帶巖屑，潤(rùn)滑鉆頭減少流體損失等。另外，使用聚丙烯酰胺還可以提高紙張的抗撕性和多孔性，以改進(jìn)視覺(jué)和印刷性能。（6） 其他：聚丙烯酰胺在水敏性凝膠、食品加工、電鍍工業(yè)吸水性樹脂也用著廣泛的應(yīng)用。③走重組兼并之路，逐步淘汰一些落后的小規(guī)模生產(chǎn)裝置，以提高行業(yè)的整體水平。含：聚合工序、造粒工序、干燥工序。（2）課程設(shè)計(jì)的要求與依據(jù) 課程設(shè)計(jì)時(shí)高等學(xué)校培養(yǎng)學(xué)生的最后一個(gè)及其重要的教學(xué)環(huán)節(jié)，在課程設(shè)計(jì)中培養(yǎng)學(xué)生綜合應(yīng)用所學(xué)知識(shí)的能力，不斷提高學(xué)生制圖、運(yùn)算、計(jì)算機(jī)應(yīng)用、查閱文獻(xiàn)資料、編寫說(shuō)明書等技能。① 單體濃度：根據(jù)釜式大塊水溶液聚合工藝要求和綜合考慮傳熱、攪拌、物料輸送等因素控制在25%。當(dāng)堿液濃度較高時(shí)，溶劑解可以忽略，表現(xiàn)為與[OH]成正比。2．2．3 PAM的性能PAM具有良好的親水性和水溶性，其水凝膠親水而不溶于水；高黏性和良好的流變調(diào)節(jié)性；酰胺基極易與水或含有—OH基團(tuán)的物質(zhì)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。因?yàn)槿軇樗途酆戏磻?yīng)活化能考慮，選擇偶氮二異丁腈（E總=62kJ/mol）。 車間組成該車間主要由聚合工段、水解工段和后處理工段組成。全裝置主要采用連續(xù)操作方式，局部采用間歇操作方式。⑤ 設(shè)備跑料、儲(chǔ)罐冒頂應(yīng)立即采取緊急措施，切斷物料來(lái)源，控制現(xiàn)場(chǎng)，及時(shí)回收流失物料，消除危險(xiǎn)。② 后處理的電器、轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備多，生產(chǎn)人員上崗必須穿好工作服戴好安全冒。損耗分配如下：包裝損失：%除塵損失：%研磨損失：%4．1．2 計(jì)算基準(zhǔn)連續(xù)反應(yīng)操作過(guò)程以kg/h為基準(zhǔn)。（2） 聚合釜容積的確定按6小時(shí)聚合時(shí)間確定總?cè)莘e[AM]=25%=V總=5000/(30%8000/6)=需13m3的聚合釜臺(tái)數(shù) 圓整為4臺(tái)，則需4m3聚合釜5臺(tái)。（6） 聚合釜封頭壁厚的確定設(shè)計(jì)中選用標(biāo)準(zhǔn)橢圓封頭，其壁厚計(jì)算公式 S=+C C=C1+C2+C3C3=(S0+ C2)式中 S—標(biāo)準(zhǔn)橢圓封頭的壁厚，mm； Di—封頭內(nèi)直徑，mm； C—封頭壁厚附加量，mm； C1—鋼板負(fù)偏差，mm； C2—腐蝕余量mm； C3—封頭熱加壓成型時(shí)壁厚減薄量，mm； S0—計(jì)算壁厚，mm； P—設(shè)計(jì)壓力MPa；—設(shè)計(jì)溫度時(shí)的許用應(yīng)力MPa； —焊縫系數(shù)，若為整塊鋼板制造，則=1。（8） 聚合釜質(zhì)量估算 m筒=716= m封=2479=58kg m法蘭= m夾=558= m夾封=397kg釜質(zhì)量 m釜= m筒﹢m封﹢m法蘭﹢m夾=。（2） 確定流量與揚(yáng)程： V== m3/h以泵中心線為基準(zhǔn)，在配料罐液面與聚合釜液面的伯努利方程為 H=Z2Z1+++式中=① =（+） U入=（4）(3600)= Re=()/(103)=708004000,為湍流。具體型號(hào)《化工工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》上冊(cè)，第789頁(yè)表711，確定為ZHW65125，其有關(guān)性能如下： Q= H=22m 電機(jī)功率：（4）其他泵的選擇過(guò)程與配料泵基本相同，其型號(hào)與性能見(jiàn)設(shè)備一覽表。采用廠外供給，地下鋪設(shè)管道形式引進(jìn)消防水。課程設(shè)計(jì)的三個(gè)多月時(shí)間里，章祥林作為第一導(dǎo)師多次帶領(lǐng)我們到設(shè)計(jì)院進(jìn)行實(shí)地學(xué)習(xí)，任琳老師在設(shè)計(jì)過(guò)程中對(duì)我們進(jìn)行了輔導(dǎo)工作，為此他們付出了心血和辛勤勞動(dòng)，在此我再次表示誠(chéng)摯的謝意！參 考 文 獻(xiàn)[1]、楊基和、蔣培化主編，〈〈化工工程設(shè)計(jì)概論〉〉，中國(guó)石化出版社，2005年8月第一版[2]、趙德仁，張慰盛主編，〈〈高聚物合成工藝學(xué)〉〉，化學(xué)工業(yè)出版社，1997年6月第二版[3]、陳昀主編，〈〈高聚物合成工藝設(shè)計(jì)〉〉，化學(xué)工業(yè)出版社，2004年8月第一版[4]、嚴(yán)瑞寶主編，〈〈水溶性聚合物〉〉，北京化學(xué)工業(yè)出版社，1998年[5]、譚天恩、竇梅、周明華等，〈〈化工原理〉〉上、下冊(cè)，化學(xué)工業(yè)出版社，2006年8月[6]、化學(xué)工業(yè)部設(shè)備設(shè)計(jì)技術(shù)中心，〈〈化工設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)手冊(cè)〉〉，化學(xué)工業(yè)出版社，1990年[7]、趙軍主編，〈〈化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)〉〉，化學(xué)工業(yè)出版社，2004年[8]、張福遠(yuǎn)，〈〈化工機(jī)械基礎(chǔ)〉〉，中國(guó)石化出版社，1999年[9]、中國(guó)石化集團(tuán)上海工程有限公司編，〈〈化工工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)〉〉，化學(xué)工業(yè)出版社，2003年[10]、侯文順主編，〈〈化工設(shè)計(jì)概論〉〉，化學(xué)工業(yè)出版社，2005年5月第5版[11]、方道斌 郭睿威 哈潤(rùn)華等編著，〈〈丙烯酰胺聚合物〉〉，化學(xué)工業(yè)出版社，2006年4月第一版[12]、馬沛生主編，〈〈有機(jī)化合物實(shí)驗(yàn)物性數(shù)據(jù)手冊(cè)〉〉，化學(xué)工業(yè)出版社，2006年8月第一版[13]、王延吉主編，〈〈有機(jī)化工原料〉〉，化學(xué)工業(yè)出版社，2004年1月第4版[14]、劉道德等編著，〈〈化工設(shè)備的選擇與設(shè)計(jì)〉〉，中南大學(xué)出版社，2002年[15]、鄺生魯主編，〈〈化學(xué)工程師技術(shù)全書〉〉，化學(xué)工業(yè)出版社，2001年 31