一種聚丙烯酰胺連續(xù)化后水解方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種聚丙烯酰胺連續(xù)化后水解方法，將丙烯酰胺水溶液通過均聚制得高分子量聚丙烯酰胺膠塊，一次造粒后通過雙螺條水解器時(shí)先加入膠塊總量1-1.5％的分散劑一混合均勻，然后加堿作為水解劑和膠?；旌暇鶆颍旌暇鶆蚝蠹尤肽z塊總量0.8-1.2％的分散劑二分散均勻，最后進(jìn)入水解罐進(jìn)行水解，同時(shí)水解罐保持一定料位，不影響下一工段造粒的連續(xù)運(yùn)行。加入分散劑一可以使膠粒不易粘連結(jié)塊，分散均勻，減少膠體和水解劑混合均勻的阻力，減少膠體和水解劑混合均勻時(shí)間；加入分散劑二可以保證水解劑與膠?；旌细映浞?，水解反應(yīng)更徹底。有效降低殘單量和水不溶物含量，提高產(chǎn)品分子量和溶解性，提高產(chǎn)品的粘度。
【專利說明】一種聚丙烯酰胺連續(xù)化后水解方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于聚丙烯酰胺后水解【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種聚丙烯酰胺連續(xù)化后水解 方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 聚丙烯酰胺（PAM)是一種性能良好的水溶性高分子活性劑。近年來PAM被廣泛應(yīng) 用于石油、化工、冶金、造紙、紡織、水處理等工業(yè)部門，需求量逐年遞增，是使用最為廣泛的 水溶性高分子產(chǎn)品，目前向著專業(yè)化、功能化等方向發(fā)展，其油田驅(qū)油劑產(chǎn)品主要追求高分 子量、溶解性好、耐溫、抗鹽等性能的提高。
[0003] 聚丙烯酰胺的水解工藝通常分為均聚共水解和均聚后水解兩種，均聚共水解生產(chǎn) 工藝具有工藝流程短、設(shè)備投資少、產(chǎn)品水解度分布均勻等特點(diǎn)，均聚后水解工藝雖然多一 道工序，但因聚合時(shí)不加水解劑，引入體系中影響聚合的雜質(zhì)幾率降低，聚合可重復(fù)性好， 容易得到超高分子量產(chǎn)品。但是，傳統(tǒng)的后水解采用普通的雙螺條水解器，批量加入水解 齊U，分批次進(jìn)行水解，容易造成輸送過程產(chǎn)生熱量損失、水解劑加入不均勻、混合時(shí)間長(zhǎng)、產(chǎn) 生的熱量分布不均勻、局部產(chǎn)品分子量降解、能耗偏高等問題，其產(chǎn)品存在水解度不均勻， 溶解性差，水不溶物含量高和耐溫抗鹽性能差等問題，由于產(chǎn)品溶解性差，對(duì)膠體水溶液粘 度影響很大，不利于產(chǎn)品作為驅(qū)油劑使用。我們認(rèn)為產(chǎn)生這些問題的原因有：
[0004] 1、膠粒和水解劑都是有一定大小的顆粒，兩者之間完全混合均勻幾無可能；
[0005] 2、|父粒造粒后本身各易粘在一起，不利于水解劑在I父粒中的分散；
[0006] 3、膠粒和水解劑混合一段時(shí)間后，重新出現(xiàn)發(fā)粘現(xiàn)象，導(dǎo)致膠粒和水解劑混合時(shí) 間短，混合效果差；
[0007] 4、和水解劑混合后的I父粒在水解罐內(nèi)容易成團(tuán)，導(dǎo)致其廣品在水解罐內(nèi)停留時(shí)間 不一致，水解度分布不均勻，產(chǎn)品熱穩(wěn)定性差。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種聚丙烯酰胺連續(xù)化后水解方法 避免膠粒粘連結(jié)塊，有效降低殘單量和水不溶物含量，提高產(chǎn)品分子量和溶解性，提高產(chǎn)品 的粘度。
[0009] 本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：一種聚丙烯酰胺連續(xù)化后水解方 法，包括以下步驟：
[0010] 1)將丙烯酰胺水溶液通過均聚制得分子量為500-4000萬、含水率60-80%的聚丙 烯酰胺膠塊；
[0011] 2)將步驟1)的聚丙烯酰胺膠塊通過造粒設(shè)備一次造粒制得粒徑5-9mm的膠粒，然 后經(jīng)雙螺條水解器依次加入分散劑一、水解劑、分散劑二；
[0012] 3)混合后進(jìn)入水解罐熟化，再經(jīng)二次造粒、干燥、粉碎制得15% -50%不同水解度 的粉狀聚丙烯酰胺。粉狀聚丙烯酰胺可通過控制水解劑的加入量，獲得不同的水解度，經(jīng)過 干燥、機(jī)械粉碎制得粉狀陰離子型聚丙烯酰胺。
[0013]所述步驟2)中雙螺條水解器長(zhǎng)度為1.8m，內(nèi)外螺條均通過變頻器控制轉(zhuǎn)數(shù)， 膠粒在螺條的傳送過程中向雙螺條前部0. 3-0. 4m處連續(xù)勻速加入分散劑一、在雙螺條 0. 7-0. 8m處加入水解劑、在螺條傳送過程中1. 1-1. 2m處加入分散劑二。
[0014] 所述分散劑一是耐堿、具有分散作用的油溶性或者水溶性表面活性劑，要求具有 熔點(diǎn)低，易于融化或者本身就是液體。具體的可以是脂肪醇與環(huán)氧乙烷縮合物、聚甘油酯中 的一種或兩種，分散劑一的加入量為膠塊質(zhì)量的1-1. 5%。
[0015] 所述水解劑是氫氧化鈉、碳酸氫鈉、碳酸鈉中的一種或幾種，其形狀為片狀或粒 狀，加入量一般按酰胺基理論水解的等摩爾比例量加入，單位時(shí)間內(nèi)加入的水解劑重量與 單位時(shí)間內(nèi)聚丙烯酰胺膠體顆粒的流出重量比例為1. 5% -5%。
[0016] 所述分散劑二是具有分散作用的油溶性表面活性劑，要求具有較高的HLB值。具 體的為失水山梨醇脂肪酸酯、聚甘油酯中的一種，如司盤20,司盤40,司盤60,司盤80,三聚 甘油硬脂酸脂、三聚甘油油酸脂等，分散劑二的加入量是膠塊質(zhì)量的〇. 8-1. 2%。
[0017] 本發(fā)明具有以下有益效果：本發(fā)明提出了一種通過雙螺條水解器加入分散劑進(jìn)行 聚丙烯酰胺連續(xù)化后水解的方法。通過加入分散劑一，分散劑一在膠粒本身的溫度下溶解 均勻涂布在膠粒表面，可以使聚丙烯酰胺膠粒分散，不易粘連和結(jié)塊，水解劑和膠粒可迅速 混合分散均勻。加堿后加入分散劑二可以使膠粒更松散，避免了加堿后膠粒易粘連結(jié)塊的 現(xiàn)象，同時(shí)延長(zhǎng)水解劑與膠粒的混合時(shí)間，使水解劑與膠粒進(jìn)一步混合均勻，水解反應(yīng)更徹 底充分，使聚丙烯酰胺分子鏈上的羧基能均勻分布，膠粒在料倉成松散狀堆積，不會(huì)造成料 倉塌陷，有利于生產(chǎn)控制，能有效降低殘單量和水不溶物含量，提高產(chǎn)品分子量和溶解性， 提高產(chǎn)品的粘度，改善產(chǎn)品的耐溫抗鹽性能。利用本發(fā)明提出的連續(xù)化后水解方法解決了 產(chǎn)品存在的水解度不均勻，水解度偏低，溶解性差，水不溶物含量偏高的問題，利用該方法 生產(chǎn)的產(chǎn)品性質(zhì)穩(wěn)定，雜質(zhì)少，水溶性極好。

【具體實(shí)施方式】
[0018] 以下是本發(fā)明的具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步描述，但是本發(fā)明的 保護(hù)范圍并不限于這些實(shí)施例。凡是不背離本發(fā)明構(gòu)思的改變或等同替代均包括在本發(fā)明 的保護(hù)范圍之內(nèi)。
[0019] 分散劑（Dispersant)是一種在分子內(nèi)同時(shí)具有親油性和親水性兩種相反性質(zhì)的 界面活性劑。可均一分散那些難于溶解于液體的無機(jī)、有機(jī)的固體顆粒，同時(shí)也能降低分散 體系中固體或液體離子的聚集。
[0020] -個(gè)優(yōu)良的分散劑應(yīng)滿足以下要求：分散性能好，能防止固體顆粒之間相互聚集； 熱穩(wěn)定性良好；不影響產(chǎn)品的性能，無毒、價(jià)廉。
[0021] 本發(fā)明所述的聚丙烯酰胺水解反應(yīng)是通過加入分散劑進(jìn)行的，具體闡述如下：
[0022] 1、本發(fā)明所述的聚丙烯酰胺膠塊采用聚丙烯酰胺水溶液自由基聚合制得，可經(jīng)目 前已經(jīng)公開的方法比如通過過硫酸鹽與亞硫酸氫鈉組成的氧化還原引發(fā)體系、水溶性偶氮 鹽類熱引發(fā)劑，或復(fù)合引發(fā)劑引發(fā)丙烯酰胺聚合，本發(fā)明中的聚丙烯酰胺膠塊其典型的特 征在于分子量范圍廣泛，在500-4000萬之間，含水率60-80%。
[0023] 2、本發(fā)明中選擇聚合-造粒連續(xù)化操作工藝，以保證新鮮聚合膠塊溫度不至于過 分冷卻，按上述1中獲得的聚丙烯酰胺膠塊為釜式聚合的膠塊，膠塊通過造粒設(shè)備進(jìn)行造 粒，粒徑在5-9mm，膠粒在螺條的傳送過程中向雙螺條前部0. 3-0. 4m處連續(xù)勻速加入膠塊 總量1-1. 5%的分散劑一，使膠粒分散，不粘連結(jié)塊，同時(shí)在雙螺條0. 7-0. 8m處加入水解劑 進(jìn)行后水解，單位時(shí)間內(nèi)加入的水解劑重量應(yīng)與單位時(shí)間內(nèi)聚丙烯酰胺膠體顆粒的流出重 量比例為1. 5% -5%，在螺條傳送過程中在1. 1-1. 2m處加入膠塊總量0. 8-1. 2%的分散劑 二，使聚丙烯酰胺膠?？梢耘c水解劑充分混合；待聚丙烯酰胺膠體顆粒全部移至中間料倉 后密閉4小時(shí)，即可完成聚丙烯酰胺膠體顆粒的水解反應(yīng)。
[0024] 實(shí)施例1
[0025] 含水率80 %的新鮮膠塊重量900Kg，膠塊通過一次造粒設(shè)備進(jìn)行造粒，粒徑在 5-9mm，聚丙烯酰胺膠粒在雙螺條的傳送過程中向雙螺條前部0. 3-0. 4m處勻速加入9Kg分 散劑聚甘油酯，使膠粒分散，不粘連結(jié)塊，在螺條〇. 7-0. 8m處加入35. IKg NaOH(35 %水解 度）進(jìn)行后水解，單位時(shí)間內(nèi)加入的NaOH重量應(yīng)與單位時(shí)間內(nèi)聚丙烯酰胺膠體顆粒的流出 重量比例為1. 5% -5%，在螺條傳送過程中在1. 1-1. 2m處加入9Kg分散劑司盤60,使聚丙 烯酰胺膠粒與NaOH充分混合；待聚丙烯酰胺膠體顆粒全部移至中間料倉后密閉4小時(shí)，即 可完成聚丙烯酰胺膠體顆粒的水解反應(yīng)。水解完全的膠粒經(jīng)二次造粒、干燥，粉碎得粉狀聚 丙烯酰胺。產(chǎn)品的主要指標(biāo)見表1。
[0026] 比較例1
[0027] 實(shí)施例1中的含水率70 %的新鮮膠塊重量800Kg，膠塊通過一次造粒設(shè)備進(jìn)行造 粒，粒徑在5-9mm，聚丙烯酰胺膠粒在螺桿的傳送過程中加入35. lKgNa0H(35%水解度）進(jìn) 行后水解，單位時(shí)間內(nèi)加入的NaOH重量應(yīng)與單位時(shí)間內(nèi)聚丙烯酰胺膠體顆粒的流出重量 比例為1. 5% -5%，待聚丙烯酰胺膠體顆粒全部移至中間料倉后密閉4小時(shí)，即可完成聚丙 烯酰胺膠體顆粒的水解反應(yīng)。水解完全的膠粒經(jīng)二次造粒、干燥，粉碎得粉狀聚丙烯酰胺。 廣品的王要指標(biāo)見表1。
[0028] 實(shí)施例2
[0029] 含水率70 %的新鮮膠塊重量800Kg，膠塊通過一次造粒設(shè)備進(jìn)行造粒，粒徑 在5-9mm，聚丙烯酰胺膠粒在雙螺條的傳送過程中向雙螺條前部300-400cm處勻速加入 8Kg分散劑脂肪醇環(huán)氧乙烷縮合物，使膠粒分散，不粘連結(jié)塊，在螺條700-800cm處加入 62. 5KgNaHC03(22%水解度）進(jìn)行后水解，單位時(shí)間內(nèi)加入的NaHCO3重量應(yīng)與單位時(shí)間內(nèi) 聚丙烯酰胺膠體顆粒的流出重量比例為1. 5% -5%，在螺條傳送過程中在1100-1200cm處 加入9Kg分散劑失水山梨醇脂肪酸酯，使聚丙烯酰胺膠粒可以與NaHCO 3充分混合；待聚丙 烯酰胺膠體顆粒全部移至中間料倉后密閉4小時(shí)，即可完成聚丙烯酰胺膠體顆粒的水解反 應(yīng)。水解完全的膠粒經(jīng)二次造粒、干燥，粉碎得粉狀聚丙烯酰胺。產(chǎn)品的主要指標(biāo)見表1。
[0030] 比較例2
[0031] 實(shí)施例2中的含水率80. 2 %的新鮮膠塊重量900Kg，膠塊通過一次造粒設(shè)備進(jìn)行 造粒，粒徑在5-9mm，聚丙烯酰胺膠粒在螺桿的傳送過程中加入62. 5KgNaHC03(22%水解度） 進(jìn)行后水解，單位時(shí)間內(nèi)加入的NaHCO3重量應(yīng)與單位時(shí)間內(nèi)聚丙烯酰胺膠體顆粒的流出重 量比例為1. 5% -5%，待聚丙烯酰胺膠體顆粒全部移至中間料倉后密閉4小時(shí)，即可完成聚 丙烯酰胺膠體顆粒的水解反應(yīng)。水解完全的膠粒經(jīng)二次造粒、干燥，粉碎得粉狀聚丙烯酰 胺。產(chǎn)品的主要指標(biāo)見表1。
[0032] 表1實(shí)施例1、2與比較例1、2水解聚丙烯酰胺的主要技術(shù)指標(biāo)
[0033]

【權(quán)利要求】
1. 一種聚丙烯酰胺連續(xù)化后水解方法，其特征在于，包括以下步驟： 1) 將丙烯酰胺水溶液通過均聚制得分子量為500-4000萬、含水率60-80%的聚丙烯酰 胺膠塊； 2) 將步驟1)的聚丙烯酰胺膠塊通過造粒設(shè)備一次造粒制得粒徑5-9_的膠粒，然后經(jīng) 雙螺條水解器依次加入分散劑一、水解劑、分散劑二； 3) 混合后進(jìn)入水解罐熟化，再經(jīng)二次造粒、干燥、粉碎制得15% -50%不同水解度的粉 狀聚丙烯酰胺。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚丙烯酰胺連續(xù)化后水解方法，其特征在于，所述步驟2)中 雙螺條水解器長(zhǎng)度為1. 8m，內(nèi)外螺條均通過變頻器控制轉(zhuǎn)數(shù)，膠粒在螺條的傳送過程中向 雙螺條前部0. 3-0. 4m處連續(xù)勻速加入分散劑一、在雙螺條0. 7-0. 8m處加入水解劑、在螺條 傳送過程中在1. 1-1. 2m處加入分散劑二。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的聚丙烯酰胺連續(xù)化后水解方法，其特征在于，所述分散劑 一為脂肪醇與環(huán)氧乙烷縮合物、聚甘油酯中的一種或兩種，分散劑一的加入量為膠塊質(zhì)量 的 1-1. 5%。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的聚丙烯酰胺連續(xù)化后水解方法，其特征在于，所述水解劑 是氫氧化鈉、碳酸氫鈉、碳酸鈉中的一種或幾種，其形狀為片狀或粒狀，單位時(shí)間內(nèi)加入的 水解劑重量與單位時(shí)間內(nèi)聚丙烯酰胺膠體顆粒的流出重量比例為1. 5% -5%。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的聚丙烯酰胺連續(xù)化后水解方法，其特征在于，所述 分散劑二為失水山梨醇脂肪酸酯、聚甘油酯中的一種，分散劑二的加入量是膠塊質(zhì)量的 0· 8-1. 2%。
【文檔編號(hào)】C08F120/56GK104262517SQ201410568101
【公開日】2015年1月7日 申請(qǐng)日期:2014年10月23日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月23日
【發(fā)明者】劉皓, 陳霞, 周衛(wèi)東, 李岳軍, 王義民, 王曰鵬 申請(qǐng)人:山東寶莫生物化工股份有限公司