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一、陰離子聚丙烯酰胺生產(chǎn)原理：
丙烯酰胺單體在催化劑的作用下，發(fā)生的聚合反應(yīng)。在這種特定過(guò)程中，聚合反應(yīng)包括兩步：
步，氧化一還原體系催化劑釋放自由基；
第二步，偶氮類(lèi)催化劑在熱活化作用下釋入自由基。
二、陰離子聚丙烯酰胺生產(chǎn)步驟：
1．陰離子聚丙烯酰胺---溶解罐溫度
工藝上將溶解罐溫度控制在18℃左右。高于18℃溶液易聚合；低于17℃，碳酸鈉將在盤(pán)管上析出。 調(diào)節(jié)方法：控制溫度高于18qC，溶解罐由制冷系統(tǒng)的循環(huán)冷卻水(5～10℃)冷卻至固定的聚合溫度(18℃)，在出現(xiàn)冷卻溫度比設(shè)定溫度低的情況時(shí)，可用同一盤(pán)管對(duì)罐再加熱。用電加熱水罐供熱水。
2．陰離子聚丙烯酰胺---溶解罐pH值
工藝上控制溶解罐pH值在12．3左右，pH值較高可使Na：CO，穩(wěn)定并有利于水解反應(yīng)進(jìn)行。 調(diào)節(jié)方法：一般AM與Na2CO，溶液混合完后pH值為10．9～11．8，用NaOH(30％) 逐漸把．pH值調(diào)到12．3，pH值高于12．3可用H：SO。(95．1％)調(diào)回。
3．陰離子聚丙烯酰胺---反應(yīng)器加料量 工藝上反應(yīng)器加料量控制在12100kg左右，多于12100kg在聚合時(shí)體積膨脹將溢出反應(yīng)器。
4．陰離子聚丙烯酰胺---通N2時(shí)間
工藝上控制通N：的時(shí)間在40～60min之間，一般為40min，通N：時(shí)間低于40min，氧含量不低于O．3mg,／L，阻聚。 開(kāi)始進(jìn)料5rain后，將與30ml脫鹽水和一些Span20均勻混合的偶氮催化劑AZDN從儲(chǔ)罐中，用壓縮空氣打人反應(yīng)器，其加入量約為12kgo 吹氮開(kāi)始30min，從甲酸鈉儲(chǔ)罐中向反應(yīng)器加入1．8kg的甲酸鈉(一種鏈轉(zhuǎn)移劑)，其溶液供料管線(xiàn)回路在回流穩(wěn)壓閥的作用下保持恒壓，通過(guò)I)CS系統(tǒng)控制(用電磁流量計(jì)計(jì)量其加人量能夠更準(zhǔn)確)。
5．陰離子聚丙烯酰胺---引發(fā)劑、鏈轉(zhuǎn)移劑加入量及順序
停止吹氮前5min，將氧化劑過(guò)硫酸銨0.18kg加入反應(yīng)器中，2min后加入 0.18kg甲醛合次硫酸氫鈉，其操作方法與甲酸鈉相同，過(guò)硫酸銨經(jīng)流量計(jì)計(jì)量，由泵從儲(chǔ)罐中打人反應(yīng)器，硫酸氫鈉經(jīng)流量計(jì)計(jì)量后，由泵從儲(chǔ)罐打人反應(yīng)器。 NaFS加入后2min停止吹N：，即反應(yīng)逐漸開(kāi)始，溫度逐漸升高，在此過(guò)程中，由于水 解反應(yīng)速度加快會(huì)產(chǎn)生大量NH，和cO：，膠體體積會(huì)膨脹為原體積的2．5倍，大約30min聚 合反應(yīng)完成，此時(shí)溫度為90％左右，但水解反應(yīng)仍在進(jìn)行，為了增加產(chǎn)品的水解度，膠體 需在反應(yīng)器內(nèi)熟化3h，然后進(jìn)入預(yù)研磨階段。聚合反應(yīng)過(guò)程是否正常，可以通過(guò)溫度記錄 曲線(xiàn)比較各段的溫度變化來(lái)判定。
6．陰離子聚丙烯酰胺反應(yīng)溫度
溫度對(duì)聚合反應(yīng)也是一個(gè)關(guān)鍵參數(shù)，聚合溫度設(shè)定約為18℃(該溫度可按原料的配方 及所需產(chǎn)品的相對(duì)分子質(zhì)量不同進(jìn)行調(diào)整)各組分混合后的溫度為18～25qC，此冷卻過(guò)程 由制冷系統(tǒng)完成，冷卻水溫度為2～10℃，由泵注入溶解罐夾套盤(pán)管，由溫度控制器控制冷 卻水閥門(mén)。如果由于裝置暫停或設(shè)備誤操作，出現(xiàn)冷卻溫度比設(shè)定溫度低時(shí)，也可用夾大盤(pán) 管對(duì)溶解罐進(jìn)行加熱。熱水來(lái)自熱水儲(chǔ)罐，由泵打入。
7．陰離子聚丙烯酰胺---預(yù)研磨、造粒
反應(yīng)器中的膠體傾倒在預(yù)研磨機(jī)中的過(guò)程由DCS系統(tǒng)控制，開(kāi)蓋后由液壓系統(tǒng)將反應(yīng)器緩慢傾倒，膠體沿潤(rùn)滑后的聚丙烯壁滑下，并靠重力作用由橫梁刀切成3塊，此時(shí)膠體溫度約為90cIC，其過(guò)程如下：由升降器將反應(yīng)器蓋打開(kāi)，啟動(dòng)液壓泵由液壓罐將反應(yīng)器緩慢傾斜，使膠體倒人預(yù)研磨機(jī)中，預(yù)研磨機(jī)內(nèi)有6個(gè)平行切割螺桿，切割螺桿將膠體切碎并壓人進(jìn)料螺桿中(進(jìn)料螺桿與切割螺桿垂直)，然后由進(jìn)料螺桿將膠體送入螺桿計(jì)量泵計(jì)量后，送人造粒機(jī)中，計(jì)量的速度及切割機(jī)內(nèi)的膠體通量由手動(dòng)調(diào)節(jié)，在此過(guò)程中，為使切割容易，特別是對(duì)于低、中相對(duì)分子質(zhì)量的聚合物需向膠體上噴一定量的表面活性劑，可使黏性膠粒保持自由流動(dòng)狀態(tài)，這種溶液由泵從儲(chǔ)罐手工操作打入預(yù)研磨機(jī)中，其加入量由連接在DCS系統(tǒng)上的計(jì)時(shí)器控制，加人量為5L，為使造粒容易進(jìn)入造粒機(jī)，物料需用2％ Span20的Exxsol油做潤(rùn)滑劑(每小時(shí)耗油約為20L)，每臺(tái)造粒機(jī)的加人量取決于產(chǎn)品的規(guī)格及造粒機(jī)內(nèi)的切割間隙，而且在切割刀鈍化后，其用量要增加，加入方法是用泵經(jīng)儲(chǔ)罐打人造粒機(jī)中。 通過(guò)造粒機(jī)底部的篩子可以得到尺寸為3～6mm的膠粒，然后利用風(fēng)機(jī)將其送入干燥器 中。
8．陰離子聚丙烯酰胺---產(chǎn)品的干燥
采用振動(dòng)式流化床結(jié)構(gòu)的干燥器，對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行兩段干燥，在此過(guò)程中，聚丙烯酰胺由膠體變成粉劑，水含量由’70％降至10％，其物料平衡如下：(每小時(shí)量) 開(kāi)啟風(fēng)機(jī)，將研磨的膠體從造粒機(jī)送人干燥器中，干燥器內(nèi)的熱氣流及振動(dòng)器使膠粒很快地流態(tài)化，其振動(dòng)由電機(jī)控制，熱空氣來(lái)自蒸汽加熱器，經(jīng)過(guò)濾器過(guò)濾的冷空氣加熱到 O℃以上，然后經(jīng)氣流調(diào)節(jié)器，用風(fēng)機(jī)將加熱的空氣分別吹入干燥器的一段、二段，兩段熱空氣的溫度范圍分別是100～130qC和60～90~C，蒸汽加熱器的調(diào)節(jié)閥由DCS系統(tǒng)控制，在保持每段干燥區(qū)內(nèi)物料溫度恒定的情況下使空氣維持溫度。 啟動(dòng)風(fēng)機(jī)旋風(fēng)分離器，把被高速氣流從流化態(tài)表面夾帶出的產(chǎn)品細(xì)顆粒分離出來(lái)，由輸料風(fēng)機(jī)重新加入到干燥器中，同時(shí)也使干燥器內(nèi)保持負(fù)壓狀態(tài)，防止氨氣擴(kuò)散到車(chē)間內(nèi)。 流化床干燥器，對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行兩段干燥。每段干燥面積為8m。，一段干燥物料含水量由 ’70％降到30％，，人口物料流量為3000kg,／h，入口空氣溫度為120～125℃，空氣流量為 48520m。／h(20％：)。二段干燥物料含水量由30％降至10％，人口空氣溫度為83℃，空氣流量為41842m。／h(20~C)。該干燥器每小時(shí)的處理量為900～1000kg，在干燥器出口，檢查產(chǎn)品濕度合格后，打開(kāi)干燥器門(mén)，開(kāi)啟回轉(zhuǎn)振動(dòng)篩將未干燥的塊狀物除去，這些塊狀物或研碎，或重新加入預(yù)切割機(jī)中。
9．陰離子聚丙烯酰胺---篩分、研磨及包裝
把干燥后的部分水解的聚丙烯酰胺處理成干粉，將顆粒分布滿(mǎn)足要求的干粉包裝成為終產(chǎn)品，物料平衡如下：
從振動(dòng)篩分器篩出來(lái)的產(chǎn)品，經(jīng)負(fù)壓風(fēng)力輸送至旋風(fēng)分離器，此負(fù)壓風(fēng)力是由風(fēng)機(jī)產(chǎn)生 的，旋風(fēng)分離器底部產(chǎn)品經(jīng)旋轉(zhuǎn)閥進(jìn)入雙層篩，而氣流中的細(xì)粉被袋式過(guò)濾器收集在料斗 中，并通過(guò)螺桿進(jìn)入側(cè)裝袋。
