内容发布更新时间 : 2024/5/29 7:56:50星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

根据AM的以上特性，在工程设计中主要采取了以下措施:

a、与AM溶液接触的管道、设备、仪表采用不锈钢、PVC材料。 b、AM储罐内壁抛光处理。

c、AM储存温度控制在10-20℃之间。

d、在工艺流程设置上，设阻聚空气系统，对静止及温度较高的AM溶液通 入空气。

c、输送AM溶液的泵采用磁力离心泵。

f、流程设置上尽可能使管道中的AM溶液处于流动状态。对可能短时间静 止的间歇性生产的管道采用冷冻水伴冷。 g、配管设计中，避免管道安装中的死角。

h、设脱盐水冲洗系统，在停运时随之冲洗管道。 2.9 AM配液

对于前加碱均聚共水解聚合工艺，要求AM水溶液在聚合前与碱充分溶解，以使聚合产品水解度均匀。本工艺中聚合引发体采用的碱为Na2CO3固体，其在AM混合物要求的温度(10-13℃)条件下溶解度较小，约8%。因此，使AM溶液与Na2CO3充分A合的最好方法是先将Na2CO3溶解，制得Na2CO3水溶液，再使AM溶液与Na2CO3水溶液混合。但这要求AM溶液有较高的浓度，以满足加入Na2CO3水溶液后仍可保证AM混合液的浓度要求。得到高浓度AM的途径有两条，一是提高AN水合反应产物的浓度，这在目前技术条件下难于实现；二是将较低浓度的AM水溶液浓缩，这需较高的能耗，且由于AM溶液在常温下就极易自聚，浓缩工艺较为复杂，建设投资大。因此，根据中试装置实践，确定采用固碱直接溶于AM水溶液的方法。为了使AM溶液与固态Na2CO3充分混合，在溶解过程中始终进行搅拌，同时，采用给料器向溶解罐给料，使Na2CO3均匀进入溶液，防止结块。 2.10 聚合釜形式及特点

AM溶液聚合后为高粘度的胶状物。胶状物却料、输送均较困难。国外公司PAM聚合釜卸料均采用倾倒形式，即待AM聚合成胶状物后将聚合釜倾倒，使胶体却出。这种方式聚合釜形式可以多样，也可有较大的容积，安装高度可以较低，但机械设备、自动控制要求高，设备投资高，且目前国内的设备制造能力难于满足工业化要求。目前国内较多采用的是圆筒气压卸料式聚合釜，本项目亦如此。从工程设计的实践中体会到，这种聚合釜形式，有操作方便，设备投资低的优点，但由于胶体难于输送的特点，设备必须安装在较高的位置，使得设备安装难度大，安装配套设施费用高，采用10m3聚合釜已使设备安装高度至20m，厂房高度至25m。其它方面的难点：a、由于聚合釜温度压力周期性变化，内涂层易于脱落；b、为胶体却料用阀门需特殊开发；c、从工艺角度考虑，聚合釜内聚合反应完成后温度约为75℃，而其后在釜内进行的水解反应按现配方要求温度为90℃，即釜内胶体需从75℃升至90℃。但由于胶体的传热性能很差，上述升温过程难于实现。因此，采用圆筒气压卸料式聚合釜，其釜容积要增大较困难。但就目前国内设备制

造能力而言，圆筒气压卸料式聚合釜仍将是首选的。 2.11 PAM胶体造粒

PAM胶体干燥前需切割成3-6mm的颗粒。由于PAM胶体具有极高的粘度，所以将其切割成小颗粒，从工程上考虑需解决如下几方面的问题：a、胶体进入造粒机的喂料问题；b、造粒机内部胶体的传送问题；c、胶体切割及造粒的均匀性问题；d、胶体造粒后防止重新粘结在一起的问题。本项目采用重力与气压喂料相结合的进料方式，造粒机内部采用双螺杆传送物料，造粒采用孔板挤压与旋转切割相结合的方式，在造粒的同时，向胶粒表面喷入表面活性剂与白油调配的混合物，喷入量小于胶体量的1%。 2.12 PAM胶粒干燥

PAM胶粒含水75%，需干燥至含水10%。由于PAM胶体的高粘性、及在高温下易使分子量下降、且易交链而使溶解性变差的特点，因此从工程上考虑，干燥PAM胶粒需解决如下问题；a、为防止胶粒在干燥过程中再度粘结，须使胶粒处于流化状态；b、为防止高温降解及交链，需控制胶体表面温度不超高，且干燥器床层不能有死床现象，以免局部过热；c、PAM胶体中包含了聚合反应的副产物NH3，在干燥过程中随干燥介质释放出来，因此，干燥过程需要密闭；且排气高度应符合环保要求；d、PAM干燥风量较大，随风带出的PAM需有效回收；e、PAM干燥是能量大量消耗的过程，需考虑能量综合利用及降低能耗的措施。本项目采用流化床，用蒸汽加热空气作为干燥介质，随风带出的PAM采用旋风分离器回收，废气从50m高烟筒排放；为保证干燥出口物料温度满足要求，增加了冷却段；由于系统噪声较大，主要噪声源被封闭在隔音室内。 2.13 PAM研磨

PAM干粉的溶解性与其颗粒度有关，因此PAM干燥后需进行研磨，使之成为颗粒为0.15-1.0mm的产品。研磨的关键是解决细粉量过多的问题，其次是排放废气的除尘问题。本项目采用棒锤式研磨机，可控制细粉量≤3%，废气除尘采用布袋式除尘器，自动切换。 2.14 PAM包装

PAM干粉易吸潮而变粘，因此包装需在密闭状态进行。本项目采用全封闭的半自动定量包装机，配套传送带、封口热合、缝纫功能。包装袋规格25kg,尺寸约575mm x 975mm。

2.15 PAM胶块、胶粒及干粉的输送

PAM胶粒及干粉采用气力输送比其它机械传送的方法有输送距离长，投资省、占地少、传输方便、能耗少的优点，因而在国外类似装置广泛采用。但由于气力输送的工艺计算尚无成熟方法，许多参数依赖试验数据或经验值。

PAM胶块输送较胶粒输送难度更大，以往国内大部分小装置都是采用人工转送的办法，劳动强度大。对于大规模工业生产，采用送料螺杆输送或传送带输送是可行的，但送料螺杆及传送带输送距离受限制，一般限于短距离，

如果需输送较长的距离，则需用几级串联。

所以，对于PAM胶块、胶粒、干粉的输送设计，首先需在设备布置时予以充分考虑，尽可能减少胶块、胶粒、干粉的输送距离，其次气力输送管道安装应尽可能少拐弯，拐弯管道的曲率半径应大于6DN，甚至更大。在气力输管道的选择上，最好选用无缝钢管，以免漏风，特别是对真空输送系统。

气力输送系统的喂料口设计是一个重要环节，需根据气力输送的不同形式仔细考虑。

2.16 设备、管道脱脂

生物发酵过程和AM生产过程对设备管道的洁净度都有较高的要求。发酵过程中设备、管道所带的油脂等杂物可影响菌种的培养及产酶，使酶产量下降；AM生产过程中设备、管道所带的油脂等杂物可影响AM溶液的质量，使AM纯度降低，而且可能带入对AM聚合产生较大影响的杂质，影响聚合物分子量。因此，对发酵系统及与AM溶液有关的设备、管道、阀门均需做脱脂处理。

3 分析与讨论

3.1 进一步提高水合反应产物中AM浓度

目前国外许多高技术的公司AM浓度已经能达到40%到50%了，AM的浓度对能耗，工艺都有很大的影响，我们应该在这方面多下功夫。 3.2 游离细胞催化技术的研究

用固定化细胞技术制成的生物酶催化剂有这许多不可避免的缺点，要想对工艺有更多的提高，游戏细胞催化技术是一个研究的方向。 3.3 AM产品组成及质量指标的研究

微生物法生产AM，具有AM纯度高、转化率高、选择性高，副产物少的特点，但是由于原料AN的组成复杂，生物催化剂在制备过程中也用到许多化学品，不可避免要带入AM产物中，所以实际上AM溶液的组成是很复杂的。但是，研究AM溶液中各类物质对后续聚合工艺的影响，确定其质量指标是很有必要的。所以，对于微生物法生产的AM的组成及质量指标还有待研究。

3.4 AN水合反应过程连续化操作的研究

目前，上海生物所开发的微生物法丙烯酰胺技术，其AN水合反应是周期性操作的，每一个周期中，都需经过向反应釜中加水、加催化剂、加AN,控制反应温度及AM出反应釜的过程，这使工程设计中要设置较大的中间储罐调峰，给生产操作带来不稳定因素。

从生物催化剂的上述特点分析，现实水合反应连续操作需解决下面几个方面的问题：

a、生物催化剂的机械强度，要能在流动状态下保持完整。 b、反应液在流动过程中浓度控制的手段和措施。 c、反应液在流动过程中，反应热导出的措施。

d、催化剂在流动状态的更新措施。 e、反应釜的结构形式。

3.5 原料AN对PAM水解工艺及PAM产品性能影响的研究

在生产过程中发现，用不同来源的AN生产的AM，对后续PAM水解工艺有不同程度的影响。在其它条件不变的情况下，用某一些厂的AN生产的AM, PAM水解过程按预定的时间顺利完成，而改用另一些厂的AN生产的AM, PAM水解过程较难进行，水解度达不到要求，PAM产品质量受影响。为什么出现此现象，目前原因不清。

3.6 进一步研究PAM聚合工艺及水解工艺

我国的PAM工艺指标许多方面离国际高水平还有一定距离，还有很多待研究的东西。

3.7 含NH3废气的净化问题 3.8 有关专用设备的研究

例如PAM聚合釜、PAM造粒机等重要设备国内的制造工艺和技术都处于落后的状态。