專利名稱：超高分子量聚丙烯酰胺合成工藝技術(shù)中的水解方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及生產(chǎn)聚丙烯酰胺系列產(chǎn)品工藝過程中的水解及造粒工藝，聚具體地說，是一種超高分子量聚丙烯酰胺合成工藝技術(shù)中的水解方法。
背景技術(shù)：
目前，合成聚丙烯酰胺的方法有三種①均聚共水解工藝，該方法雖然工藝簡單，但存在著原料純度要求高，聚合鏈終止快，不易生產(chǎn)出高分子量產(chǎn)品的缺點(diǎn)，一般分子量是500～1500之間；②共聚工藝，該法雖然不需要水解，但對(duì)原料純度，尤其是丙烯酰胺要求高，很難得到高分子量產(chǎn)品，分子量一般在1500～2000萬，還易產(chǎn)生交聯(lián)不溶解；③聚合后水解工藝，該法對(duì)原料純度要求雖然不高，但因聚丙烯酰胺是熱的不良導(dǎo)體，溫度很難達(dá)到水解條件，仍不能得到更高分子量的聚丙烯酰胺，其分子量最高的達(dá)到2400萬。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種可獲得分子量高達(dá)2800萬以上，并且溶解性良好聚丙烯酰胺產(chǎn)品的超高分子量聚丙烯酰胺合成工藝技術(shù)中的水解方法。
本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的本工藝采用的是丙烯酰胺水溶液先進(jìn)行聚合反應(yīng)成膠，應(yīng)用造粒設(shè)備將膠體造粒，然后和固態(tài)堿(純度為70％～99.99％的氫氧化鈉或氫氧化鉀等粒狀或片狀、面狀強(qiáng)堿)混合攪拌加熱在60℃～95℃水解。加堿比例范圍為0.2％～10％，最優(yōu)化為3.66％～4.00％。具體流程為反應(yīng)成膠體的聚丙烯酰胺膠塊通過造粒設(shè)備進(jìn)行造粒，粒徑在2～6mm，然后把膠體輸送到水解器中，水解器的攪拌器對(duì)進(jìn)入水解器中的物料進(jìn)行攪拌，同時(shí)水解器筒體設(shè)有夾套，通過加熱介質(zhì)(＜150℃)給物料加熱。最后物料由底部卸料口放出。
研制開發(fā)抗鹽型超高分子量聚丙烯酰胺是為滿足油田高效率、低成本采油的需要，使油田采油的抽出污水回注，減少了環(huán)境污染，節(jié)省了處理污水的大量資金，而且該產(chǎn)品在鉆井、固井和水處理方面意義重大。
以往制備陰離子型聚丙烯酰胺有三種方法①丙烯酰胺水溶液中加堿調(diào)整PH值后，進(jìn)行均聚反應(yīng)，在反應(yīng)的中后期熟化過程中靠反應(yīng)升溫水解。該方法對(duì)原料純度要求低，可降低生產(chǎn)成本，但該方法只能獲得分子量在1500萬以下的陰離子聚丙烯酰胺產(chǎn)品對(duì)于生產(chǎn)更高分子量的陰離子聚丙烯酰胺產(chǎn)品很困難。②丙烯酰胺和丙烯酸、碳酸鈉等進(jìn)行共聚反應(yīng)。該方法不需要水解過程，但水溶性不好，而且產(chǎn)品的分子量也在1800萬以內(nèi)。③將丙烯酰胺水溶液先進(jìn)行聚合反應(yīng)成膠，再用水溶解后加入氫氧化鈉或氫氧化鉀等強(qiáng)堿，加熱水解再用有機(jī)溶劑溶解沉淀而制備的陰離子型聚丙烯酰胺膠體。其工藝流程為溶解聚合物膠體→加堿加熱水解→沉淀→干燥→粉碎→成品。該方法雖然能獲得分子量超過2000萬以上的聚合物產(chǎn)品，但在生成膠體后用水溶解過程中，由于沒有水解過的膠體水溶性不好而使膠體溶液濃度不均勻使水解反應(yīng)受影響所以生產(chǎn)的產(chǎn)品分子量很難超過2500萬，因而其黏度等其他性能也難達(dá)到一個(gè)新的水平；另外其工藝流程復(fù)雜，利用醇類或丙酮等溶劑進(jìn)行物料的溶解和沉淀過程中還必須考慮溶劑本身的脫水分離和循環(huán)再生利用的問題。
而本發(fā)明是把反應(yīng)生成的膠塊造粒后直接按一定比例混入固態(tài)堿進(jìn)行水解然后干燥、粉碎、出成品。而且更優(yōu)越的是利用該方法能生產(chǎn)分子量在2800萬以上的陰離子型聚丙烯酰胺產(chǎn)品，而且產(chǎn)品性質(zhì)穩(wěn)定，雜質(zhì)少，水溶性極好。
利用該工藝生產(chǎn)的抗鹽型聚丙烯酰胺產(chǎn)品均可達(dá)到如下指標(biāo)



附圖為本發(fā)明的制備方法流程圖。
具體實(shí)施本發(fā)明提供的實(shí)施例如下實(shí)施例1下面以5個(gè)12噸/釜說明該工藝的水解過程。
首先給水解器夾套加熱，待反應(yīng)器內(nèi)溫度升至50℃～70℃左右，啟動(dòng)水解器攪拌器，啟動(dòng)水解器進(jìn)料風(fēng)機(jī)，用輸料風(fēng)機(jī)將已造粒的聚丙烯酰胺膠體顆粒送至水解器中，水解器內(nèi)物料加熱升溫，當(dāng)溫度升至50～70℃時(shí)，加入固態(tài)粒狀堿純度為99.96％，如加堿比例按膠體重量的3.66％則加入量為12000×3.66％/99.96％＝439.2kg。粒堿加完后，膠粒進(jìn)入水解狀態(tài)，當(dāng)水解進(jìn)行0.5-2小時(shí)水解完成后把料卸出，進(jìn)行干燥處理，然后研磨、篩分、包裝。

實(shí)施例2以5個(gè)4噸/釜反應(yīng)驗(yàn)證該工藝過程整個(gè)工藝過程與12噸/釜反應(yīng)相同，加入固態(tài)粒堿純度為99.96％若按膠體重量的3.66％加堿為4000×3.66％/99.96＝146.4kg。所得結(jié)果如下

該技術(shù)的發(fā)明，使聚丙烯酰胺分子量達(dá)到2800萬以上，產(chǎn)品溶解速度小于2小時(shí)，粘度70mPa.s以上，4000礦化度水溶液配制，粘度等同于分子量1200萬1000礦化度污水配制效果均達(dá)到40mPa.s以上，解決了大慶油田污水配制聚合物的難題，節(jié)省了大量的新鮮水，減少污水排放。社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益顯著。
權(quán)利要求
1.超高分子量聚丙烯酰胺合成工藝技術(shù)中的水解方法，它是通過丙烯酰胺水溶液聚合成膠、造粒，然后進(jìn)行水解反應(yīng)來制備，其特征是采用純度為70～99.99％的固態(tài)堿與丙烯酰胺膠粒混合，在水解反應(yīng)器中加熱攪拌，固態(tài)堿的加入量為聚丙烯酰胺重量的0.2～10％，加熱溫度為60～95℃，水解時(shí)間為0.5～2小時(shí)，水解完成后進(jìn)行干燥處理，經(jīng)研磨篩分得到分子量在2800萬以上的陰離子型超高分子量抗鹽聚丙烯酰胺產(chǎn)品。
2.按照權(quán)利要求1所述的超高分子量聚丙烯酰胺合成工藝技術(shù)中的水解方法，其特征在于采用的固態(tài)純堿，可以是固態(tài)氫氧化鈉或氫氧化鉀，其形式為粒狀、片狀或粉狀。
3.按照權(quán)利要求1所述的超高分子量聚丙烯酰胺合成工藝技術(shù)中的水解方法，其特征在于采用的固態(tài)純堿，其固態(tài)堿的加入量為聚丙烯酰胺的3.66～4.00％。
4.按照權(quán)利要求1所述的超高分子量聚丙烯酰胺合成工藝技術(shù)中的水解方法，其特征在于固態(tài)堿與聚丙烯酰胺加熱水解反應(yīng)，其水解反應(yīng)溫度為80～90℃。
全文摘要
一種超高分子量聚丙烯酰胺合成工藝技術(shù)中的水解方法，丙烯酰胺水溶液先進(jìn)行聚合反應(yīng)成膠，應(yīng)用造粒設(shè)備將膠體造粒，然后和純度為70％～99.99％固態(tài)堿混合攪拌加熱在60℃～95℃水解。加堿比例范圍為0.2％～10％，水解器的攪拌器對(duì)進(jìn)入水解器中的物料進(jìn)行攪拌，同時(shí)水解器筒體設(shè)有夾套，通過加熱介質(zhì)(＜150℃)給物料加熱，使聚丙烯酰胺分子量達(dá)到2800萬以上，產(chǎn)品溶解速度小于2小時(shí)，粘度70mPa.s以上，4000礦化度水溶液配制，粘度等同于分子量1200萬1000礦化度污水配制效果均達(dá)到40mPa.s以上，解決了油田污水配制聚合物的難題。
文檔編號(hào)C08F120/00GK1498908SQ02146699
公開日2004年5月26日 申請(qǐng)日期2002年11月7日 優(yōu)先權(quán)日2002年11月7日
發(fā)明者周云霞, 劉福民, 張躍虎, 楊洪孝, 秦學(xué)峰, 云飛, 金龍淵 申請(qǐng)人:中國石油天然氣股份有限公司