超高分子量聚丙烯酰胺的合成与工业化生产

摘要

基于自由基聚合反应的机理，采用复合引发体系及低温引发技术，合成了超高分子量水解聚丙烯酰胺。在小试配方筛选的过程中，采用低温绝热技术以保证小试实验结果与工业放大有良好的对应关系。研究中重点考察了聚合条件，如聚合温度、引发剂浓度、氨水、尿素、单体浓度及质量等因素对聚丙烯酰胺分子量的影响。通过正交实验优化了实验配方，得出了最佳聚合工艺参数，由此小试合成了分子量大于2500万以上的超高分子量的水解聚丙烯酰胺。 要使水解聚丙烯酰胺具有良好的水溶性，必须具有合适的水解度。实验中着重考察了水解剂的用量、水解温度、水解时间及助溶剂的用量对部分水解聚丙烯酰胺分子量的影响，筛选出了最佳水解条件。 在均聚后造粒加碱后水解工艺的基础上，采用复合引发体系，根据小试实验结果，通过调节聚合条件，提出了合理的造粒设备与工艺，较好地解决了HPAM胶块造粒干燥等问题，成功地实现了丙烯酰胺聚合反应的工业放大。合成了分子量超过2200万，年产量达到2000吨以上，过滤因子小于1.2的超高分子量的工业化产品，其性能及指标优于进口产品。

目录

文摘

英文文摘

第1章引言

1.1概述

1.2三次采油技术发展概况

1.2.1国内外三次采油技术的发展史

1.2.2三次采油技术在大庆油田的应用

1.3聚丙烯酰胺生产工艺技术概况

1.3.1国外聚丙烯酰胺工艺技术概况

1.3.2国内聚丙烯酰胺工艺技术概况

1.4论文研究的目的和主要内容

第2章文献综述

2.1部分水解聚丙烯酰胺的增粘性能

2.1.1流变性

2.1.2稳定性

2.2聚丙烯酰胺的合成研究

2.2.1 AM的水溶液聚合

2.2.2 AM的反相乳液聚合[11]

2.2.3反相悬浮聚合

2.3聚丙烯酰胶(HPAM)的工业化生产

2.3.1 HPAM的生产工艺

2.3.2 HPAM的产品质量

2.4 HPAM引发体系的研究现状

2.4.1氧化—还原体系

2.4.2复合引发体系

2.4.3含功能性单体的复合引发体系

第3章丙烯酰胺聚合条件研究

3.1实验仪器及药品

3.2实验步骤

3.3影响聚合产品分子量的相关因素

3.3.1引发温度对分子量的影响

3.3.2单体浓度对分子量的形响

3.3.3链转移剂对分子量的影响

3.3.4介质PH值对分子量的影响

3.3.5单体杂质对分子量的影响

3.4化学法丙烯酰胺精制技术的研究

3.4.1丙烯酰胺精制机理的研究

3.4.2丙烯酰胺单体精制工艺的优化

3.4.3总结优化工艺

第4章超高分子量聚丙烯酰胺的合成研究

4.1实验仪器及药品

4.2实验步骤

4.3 HPAM引发体系的确定

4.4聚合反应条件研究

4.4.1辅助引发剂AI浓度与分子量的关系

4.4.2引发温度与分子量的关系

4.4.3氨水浓度与分子量的关系

4.4.4尿素浓度与分子量的关系

4.4.5 EDTA-2NA与分子量的关系

4.5聚丙烯酰胺溶解性的调节

4.5.1表面活性剂对过滤因子的影响

4.5.2链转移剂对过滤因子的影响

4.6正交实验

4.6.1实验因素的水平

4.6.2实验结果与讨论

第5章超高分子量聚丙烯酰胺水解条件的研究

5.1实验仪器及试剂

5.2实验步骤

5.3聚丙烯酰胺水解条件的确定

5.3.1水解温度对HPAM分子量的影响

5.3.2水解时间对HPAM分子量的影响

5.3.3水解剂NAOH的加量对HPAM分子量的影响

5.3.4助溶剂尿素的浓度对HPAM分子量的影响

第6章超高分子量水解聚丙烯酰胺的工业化生产

6.1聚合反应的工业放大

6.2水解聚丙烯酰胺胶块在反应釜上的粘壁与挂壁问题

6.3水解聚丙烯酰胺胶块的造粒与干燥问题

6.4工业化产品的质量与性能

第7章结论

参考文献

致谢