聚丙烯酰胺胶体分散水解技术.pdfVIP

2013全国功能高分子行业委员会年会暨水溶性高分子技术研讨会 聚丙烯酰胺胶体分散水解技术 罗健辉 卜若颖 白凤鸾 王平美 (中国石油勘探开发研究院。北京100083) 摘要：本文分析了丙烯酰胺类聚合物的水解技术，指出目前丙烯酰胺类聚合物大量使用防粘油造粒引起 的产品质量问题，贪绍了丙烯酰胺类聚合物胶粒专用分散剂(FS-IO)及应用效果与特点，解决了保持丙烯酰 胺类聚合物胶粒分散状态下进行水解的难题，杜绝了产品含油，减少了工序，降低了生产成本，避免了二次 造粒对聚合物分子量的伤害。FS一10对丙烯酰胺类聚合物胶粒具有非常出色的分散效果，建议推广应用。 关键词：聚丙烯酰胺；丙烯酰胺类聚合物；水解；造粒；分散 中图分类号#TE357．46；TE39；TQ314．2：T@317．4###文献标识码#A### 引言 部分水解聚丙烯酰胺应用领域最广、用量最大，因而聚丙烯酰胺的生产，大部分都是指 部分水解聚丙烯酰胺的生产，特别是在油田三次采油应用中的部分水解丙烯酰胺类聚合物要 求水解度在23～27％。因此，丙烯酰胺类聚合物基本上都是指部分水解丙烯酰胺类聚合物， 由于丙烯酰胺类聚合物的部分水解技术是丙烯酰胺类聚合物研究和生产中的关键技术之一。 目前部分水解丙烯酰胺类聚合物的生产部分水解聚丙烯酰胺的生产工艺，可分为均聚法和共 聚法两种，均聚法又包括均聚共水解工艺(又称先水解法或前水解法)和均聚后水解工艺。 前水解法具有工艺流程短、操作简便、水解均匀、产品溶解性好的优势，成为对分子量要求 不太高的部分水解丙烯酰胺类聚合物生产的主要方法，但存在原料质量要求高、产品的分子 量相对不高等缺陷。共聚合法具有工艺流程短、操作简便、无氨气污染的优势，成为对溶解 性要求不太高的部分水解丙烯酰胺类聚合物生产的主要方法，但存在原料质量要求高、产品 的溶解性相对差等缺陷。后水解法具有对辅助原料质量要求相对较低、产品分子量大、便于 产品改性的优势，成为对分子量要求高的部分水解丙烯酰胺类聚合物生产的主要方法，但存 在工艺流程长、操作复杂等缺陷。 鉴于油田三次采油用聚合物对分子量和耐温抗盐的特殊要求，生产部分水解聚丙烯酰胺 以后水解法为主。后水解法生产工艺多了一道水解工序，而这道工序恰恰正是均聚后水解工 艺中最难掌握的技术关键，国外仅英国联合胶体公司、日本三菱化成化学株式会社等少数生 产厂能很好的掌握应用。近年来，国内普遍采用防粘油喷入聚丙烯酰胺胶体而后造粒，再将 聚丙烯酰胺胶粒与水解剂(碱)混合水解，水解结束后再次喷入防粘油进行二次造粒，随后 进入干燥、粉碎得到部分水解聚丙烯酰胺粉剂产品。这种生产方法尽管可以实现后水解，但 残留在产品中的防粘油严重影响产品的品质和性能，挥发的防粘油污染环境，大量防粘油消 耗增加生产成本，二次造粒增加工序并伤害聚合物分子量。针对这些问题，采用我们在“八 五”期间专门攻关研究成功的丙烯酰胺类聚合物胶粒专用分散剂，就可以实现聚丙烯酰胺胶 粒分散和保持聚丙烯酰胺胶粒在分散状态下进行水解，无需进行二次造粒就可以直接进行干 燥、粉碎得到部分水解聚丙烯酰胺粉剂产品。杜绝了产品含油，减少了工序，降低了生产成 本，避免了二次造粒对聚合物分子量的伤害。本技术在广州精细化学工业公司、华北油田京 华油田化学有限责任公司试验成功，在北京恒聚化工集团有限责任公司的均聚后水解聚丙烯 酰胺和梳形抗盐聚合物的生产中连续稳定运行了10年，说明我们完全掌握了具有国际先进 水平的丙烯酰胺类聚合物均聚后水解技术，工艺和技术成熟。 1丙烯酰胺类聚合物水解技术分析 聚丙烯酰胺可以通过它的侧基酰胺水解，形成含有羧基的产物一部分水解聚丙烯酰胺， 这种聚合物具有丙烯酰胺一丙烯酸钠共聚物相似的结构。水解反应在中性介质中速率很低， 第一作者简介：罗健辉(1962一)，男，中国石油勘探开发研究院油化所副所长，教授级高级工程师，1983 年毕业于北京大学放射化学专业，获学士学位，1988年起从事水溶性聚合物合成与改性研究。电话： 2013全国功能高分子行业委员会年会暨水溶性高分子技术研讨会 在酸性条件下水解速度较慢，部分酰胺基转化为亚酰胺导致不溶于水，应用价值不大。因此， 水解反应一般在碱性溶液中进行，PAM在碱作用下酰胺基转化为羧基的反应可在聚合的同时 进行，也可在聚合以后进行。聚丙烯酰胺可以通过它的侧基酰胺水解，形成含有羧基的产物 一部分水解聚丙烯酰胺：