Pwodiksyon an nan poliakrilamid konsiste de de etap prensipal:
Teknoloji pwodiksyon monomè: pwodiksyon monomè akrilamid itilize akrilonitrile kòm materyèl bwit. Anba aksyon yon katalis, acrylonitrile a sibi hydrasyon pou bay yon pwodwi akrilamid brit. Apre evaporasyon flash ak pirifikasyon, monomè akrilamid rafine jwenn; monomè sa a sèvi kòm materyèl prensipal anvan tout koreksyon pou pwodiksyon an nan poliakrilamid.
Acrylonitrile + (Dlo/Katalis) → Idratasyon → Akrilamid brit → Flash Evaporasyon → Pirifikasyon → Acrylamide rafine.
Ki baze sou evolisyon istorik katalis, teknoloji pwodiksyon monomè te pwogrese atravè twa jenerasyon diferan:
Premye jenerasyon an te itilize teknoloji hydrasyon ki katalize asid silfirik-. Dezavantaj yo nan metòd sa a enkli pousantaj konvèsyon akrylonitrile ki ba, pwodiksyon pwodwi akrilamid ki ba, ak jenerasyon anpil pa-pwodwi, ki te mete yon fado enpòtan sou pwosesis pirifikasyon ki vin apre a. Anplis de sa, akòz korozivite fò nan katalis asid silfirik la, depans ekipman yo te wo, kidonk ogmante pri pwodiksyon an jeneral. Dezyèm jenerasyon an itilize katalis kwiv skelèt binè oswa ternary. Dezavantaj teknoloji sa a se te entwodiksyon iyon kòb kwiv mete -ki entèfere ak pwosesis polymerization-nan pwodwi final la, kidonk ogmante depans ki asosye ak pirifikasyon en ak post-pwosesis. Twazyèm jenerasyon an anplwaye teknoloji kataliz mikwòb nitrile idrataz. Teknoloji sa a fonksyone nan kondisyon reyaksyon modere-espesyalman nan tanperati anbyen ak presyon atmosferik-e li karakterize pa segondè selektivite, segondè sede, ak gwo aktivite katalitik. Pousantaj konvèsyon akrilonitril la ka rive 100%, pou asire reyaksyon konplè san jenerasyon pa pwodwi oswa enpurte. Pwodwi akrilamid ki kapab lakòz pa gen okenn iyon kwiv; konsa, pa gen okenn nesesite pou pwosedi echanj iyon yo retire iyon kwiv ki te pwodwi pandan pwodiksyon, ki siyifikativman senplifye koule nan pwosesis an jeneral. Anplis, analiz chromatografi gaz endike ke pwodwi akrilamid la gen nòmalman pa gen okenn rezidyèl akrylonitrile gratis, ki demontre yon wo degre de pite. Sa fè li patikilyèman apwopriye pou preparasyon ultra-polyakrilamid ki gen gwo pwa molekilè, osi byen ke poliakrilamid ki pa-toksik ki mande endistri manje a.
Konsènan teknoloji pou pwodwi akrilamid monomère atravè kataliz mikwòb, Japon te premye etabli yon etablisman komèsyal -espesyalman yon 6,000-tòn{-pa-anyèl (t/a) plant- an 1985. Apre sa, Larisi te metrize teknoloji sa a tou; pandan ane 1990 yo, ni Japon ak Larisi te komisyone yon gwo -echèl, dis-mil-tòn{-enstalasyon pou pwodiksyon akrilamid ki katalize mikwòb-. Apre Japon ak Larisi, peyi nou an se twazyèm nan mond lan ki posede teknoloji sa a. Aktivite mikwòb katalis la kanpe nan 2,857 Inite Byochimik Entènasyonal, yon nivo ki rive nan estanda mondyal yo. Teknoloji peyi nou an pou pwodiksyon mikwòb -katalize monomè akrilamid yo te devlope ak konplete pa Shanghai Pestisid Research Institute pandan twa Plan senk ane youn apre lòt: "Setyèm," "Wityèm" ak "Nevyèm" Plan yo. Katalis mikwòb -nitrile idrataz-te premye tès depistaj an 1990; li te sòti nan nitril idrataz jwenn nan kilti grenn, itilize 163 tansyon bakteri izole nan tè nan pye mòn Tai ak 145 tansyon izole nan tè nan Wuxi. Katalis sa a te deziyen pa kòd "Nocardia-163." Teknoloji sa a depi lè yo te mete avèk siksè nan operasyon komèsyal nan Rugao (Jiangsu), Nanchang (Jiangxi), Shengli Oilfield, ak Wanquan (Hebei). Pwodwi yo ki kapab lakòz yo se nan bon jan kalite siperyè, satisfè mezi espesifik kalite ki nesesè pou pwodiksyon an nan ultra-wo relativman molekilè pwa poliakrilamid. Reyalizasyon sa a vle di ke teknoloji peyi nou an pou pwodiksyon akrilamid ki katalize mikwòb te rive nan yon nivo entènasyonal avanse.
Teknoloji Polymerization: Pwodiksyon polyacrylamid itilize yon solisyon akeuz monomè akrilamid kòm matyè premyè. Anba aksyon yon inisyatè, yon reyaksyon polymérisation pran plas. Apre reyaksyon an fini, blòk jèl poliakrilamid ki lakòz yo sibi yon seri etap pwosesis -koupe, granulasyon, siye, ak pulverize-pou bay dènye pwodwi poliakrilamid la. Etap kritik nan pwosesis sa a se reyaksyon polymerization tèt li; pandan etap pwosesis ki vin apre yo, yo dwe peye atansyon patikilye pou anpeche degradasyon mekanik, degradasyon tèmik, ak kwa -ki lye ak asire ke poliakrilamid la kenbe pwa molekilè relatif li yo ak solubility dlo.
Acrylamid + Dlo (Inisyatè / Polymerization) → Polyacrylamid Gel Blocks → Granulation → Siye → Pulverize → Polyacrylamid Product
Teknoloji pwodiksyon poliakrilamid peyi nou an jeneralman evolye atravè twa etap diferan:
Premye etap la enplike adopsyon an pi bonè nan "polymerization pan." Nan metòd sa a, solisyon reyaksyon polymérisation byen melanje yo te vide nan plato asye pur. Lè sa a, plato sa yo te pouse nan yon fou siye tanperati -kontwole. Apre polymerize pou plizyè èdtan, yo te retire plato yo nan dife pou chofe fou a; jèl la poliakrilamid te koupe an bann lè l sèvi avèk yon kouto guillotine, manje nan yon moulen vyann pou granulasyon, seche nan yon dife pou chofe fou, epi finalman pulverize yo pwodwi pwodwi a fini. Tout pwosesis sa a te fèt nan style yon atelye manyèl tradisyonèl yo. Dezyèm etap la enplike itilizasyon yon kneader: pre-solisyon reyaksyon polymerization melanje yo mete nan kneader la epi chofe. Yon fwa polymerization kòmanse, kneader a aktive, sa ki pèmèt kneading ak polymerization kontinye ansanm. Depi lè polimerizasyon fini, granulasyon fini tou; Lè sa a, materyèl la egzeyate seche ak pulverize bay pwodwi final la.
Twazyèm etap la te parèt nan fen ane 1980 yo ak devlopman pwosesis konik reyaktè polymérisation. Teknoloji sa a te pilote avèk siksè pa Fifth Research Institute nan Ministè endistri nikleyè nan plant chimik Jiangdu nan pwovens Jiangsu. Pwosesis sa a prezante yon lam granulasyon wotasyon ki sitiye nan pati anba a nan raktor a konik; kòm polymère a extrudée, li an menm tan fòme nan granules. Se materyèl la imedyatman seche lè l sèvi avèk yon seche tanbou rotary ak pulverize yo pwodwi pwodwi final la.
Pou anpeche blòk jèl poliakrilamid kole ak mi enteryè reyaktè polymérisation a, gen kèk teknik ki itilize kouch ki fèt ak fliyò- oswa silisyòm-konpoze polymère ki aplike nan enteryè raktor a. Sepandan, kouch sa yo gen tandans dekale pandan pwosesis pwodiksyon an, kidonk kontamine pwodwi poliakrilamid la.
Genyen tou desen ki itilize reyaktè konik wotatif; yon fwa reyaksyon polymérisation a fini, raktor a envèse pou dechaje blòk jèl polyacrylamid yo. Anplis de sa, varyasyon egziste konsènan metòd granulasyon (ki gen ladan granulasyon mekanik, granulasyon koupe, ak granulasyon mouye-sa vle di, granulasyon nan yon mwayen dispèsyon), metòd siye (tankou -koule seche rotary oswa vibre seche kabann fluidize), ak teknik pulverizasyon. Pandan ke kèk nan diferans sa yo soti nan varyasyon nan bon jan kalite ekipman, lòt moun reflete diferans ki genyen nan apwòch espesifik operasyonèl yo te adopte, an jeneral, tandans nan dominan nan teknoloji polymérisation ap deplase nan direksyon pou itilize nan réacteurs konik fiks konbine avèk vibre fluidized kabann siye teknoloji.
Anplis de sa nan operasyon inite yo mansyone pi wo a, teknoloji pwodiksyon polyacrylamid montre varyasyon enpòtan nan fòmilasyon pwosesis. Espesyalman konsènan etap inisyasyon an, yo fè yon distenksyon ant pwosesis "pre-ko-idroliz alkali" ak pwosesis "post-post-idroliz alkali". Chak metòd gen pwòp avantaj ak dezavantaj li yo: pwosesis pre-alkali ko{-idroliz la se pwosedi ki pi senp, men li prezante defi ki gen rapò ak transfè chalè pandan idroliz-espesyalman, yon tandans pou kwa-lyezon rive ak yon pèt enpòtan nan mas molekilè relatif. Okontrè, pandan pwosesis post-alkali post-idwoliz la enplike yon sekans pwosedi ki pi konplike, li asire idwoliz inifòm, minimize risk pou kwa-lyezon, ak rezilta nan pèt neglijab nan mas molekilè relatif pwodwi a.
Nan peyi mwen an, inisyatè yo anplwaye pou polyacrylamid polymérisation jeneralman tonbe nan twa kategori: amorsè inòganik, amorsè òganik, ak sistèm melanje inòganik -òganik. (1) Peroksid
Peroksid yo lajman klase nan peroksid inòganik ak peroksid òganik. Peroksid inòganik yo enkli peroksidilfat potasyòm, peroksidilfat amonyòm, perbromat sodyòm, ak oksijene idwojèn. Peroksid òganik yo enkli oksijene benzoyl, oksijene lauroyl, ak idroperoksid tert-butil. Ajan rediksyon yo tipikman asosye ak oksijene sa yo gen ladan silfat fèr, klori fèr, metabisulfit sodyòm, ak tiosulfat sodyòm.
(2) Konpoze Azo
Egzanp yo enkli azobisisobutyronitrile (AIBN), azobis(dimethylvaleronitrile), sodyòm azobis(cyanovalerate), ak seri sèl azoamidin ki te devlope nan ane 1980 yo-tankou azo-N-hydrochlorides amidinopropane ranplase. Sa yo reprezante yon klas nan pwodwi ki te sijè a entans devlopman konpetitif. Yo tipikman ajoute nan konsantrasyon sòti nan 0.005 a 1 pati pou chak 10,000; yo montre gwo efikasite katalitik, fasilite pwodiksyon polymère ki gen gwo mas molekilè relatif, epi yo idrosolubl nan dlo -, sa ki fè yo fasil pou itilize.
Envès sispansyon Polymerization: Polyacrylamid se youn nan flokulan polymère òganik ki pi enpòtan nan domèn endistriyèl. Endistriyèl, poliakrilamid anjeneral pwodui lè l sèvi avèk metòd solisyon akeuz oswa metòd polimerizasyon sispansyon envès la. Seksyon ki anba la a dekri pwosesis pou pwodui poliakrilamid atravè sispansyon envès polimerizasyon.
Polymerization sispansyon envès se kounye a metòd ki pi lajman itilize ak teknoloji ki gen matirite pou fabrikasyon mikwosfè poliakrilamid (PAM). Pwosesis la enplike nan itilize ajitasyon wòdpòte pou dispèse yon monomè (oswa yon melanj de monomè) nan yon mwayen kontinyèl (tipikman yon sòlvan òganik), fòme ti gout amann. Imedyatman, polimerizasyon inisye nan mitan monomè yo, amorseur, sòlvan òganik, ak estabilize dispèsyon. Lè yo fini nan reyaksyon an polimerizasyon, pwodwi a sibi dezidratasyon azeyotropik, separasyon, ak siye pou bay yon pwodwi patikil. Pwodwi yo jwenn atravè polimerizasyon envès sispansyon tipikman genyen yon kontni solid ki depase 90%, yon pousantaj konvèsyon polimerizasyon ki pi gran pase 95%, ak yon kontni monomè rezidyèl ki mwens pase 0.5%; gwosè patikil pwodwi a varye ant 10 a 500 mikromèt, ak pwodwi a montre ekselan solubilite dlo.
Metòd sa a trè fasil pou aplikasyon endistriyèl-echèl akòz pwosesis senp li yo, fasilite kontwòl operasyon an, fasil retire chalè polymerization, ak fasil pou polymère a ka separe, lave, epi seche; nplis de sa, pwodwi a ki kapab lakòz karakterize pa pite li yo, inifòmite, ak estabilite. Sepandan, polymérisation sispansyon envès fè fas a plizyè defi nan pwodiksyon endistriyèl. Premye nan mitan sa yo se sansiblite segondè li yo nan vitès vibran, ki souvan mennen nan coalescence patikil ak fòmasyon jèl. Anplis de sa, sistèm nan gen tandans yo dwe enstab pandan distilasyon azeyotropik, ak pwosesis la karakterize pa tan dezidratasyon pwolonje. Anplis de sa, faktè tankou yon distribisyon gwosè patikil pwodwi laj, itilizasyon anpil nan solvang òganik, enkyetid sekirite konsènan operasyon pwodiksyon, ak depans polimerizasyon twò wo te kolektivman lakòz metòd la polymérisation sispansyon envès yo raman itilize domestik pou pwodiksyon an nan poliakrilamid.
