聚丙烯酰胺生產(chǎn)的過程監(jiān)控

李勁松 LI Jin-song

（大慶煉化公司聚合物一廠，大慶 163411）

（The First Polymer Plant of Daqing Refining&Chemical Company，Daqing 163411，China）

聚丙烯酰胺生產(chǎn)的過程監(jiān)控

李勁松 LI Jin-song

（大慶煉化公司聚合物一廠，大慶 163411）

（The First Polymer Plant of Daqing Refining&Chemical Company，Daqing 163411，China）

本文論述了在聚丙烯酰胺生產(chǎn)過程中，通過加強(qiáng)過程監(jiān)控，達(dá)到控制和提高產(chǎn)品質(zhì)量的目的。

聚丙烯酰胺；質(zhì)量；水解度；不溶物；過濾比

1 聚丙烯酰胺生產(chǎn)情況簡介

本車間聚丙烯酰胺裝置采用的是均聚后水解工藝，是由大慶煉化公司研究院自主研發(fā)成功的，生產(chǎn)工序共分溶解、聚合反應(yīng)、預(yù)研磨造粒、水解、干燥、研磨篩分、包裝等七個(gè)主要工序。采用丙烯酰胺均聚成膠，經(jīng)造粒后加入粒堿進(jìn)行后水解的核心工藝，螺桿式預(yù)研磨機(jī)對(duì)膠體進(jìn)行預(yù)切割有利于膠體的造粒，振動(dòng)式流化床干燥器對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行兩段干燥，可進(jìn)一步提高產(chǎn)品的質(zhì)量。而先造粒后干燥的工藝順序，使粉塵的溢出降至最低限度。

聚丙烯酰胺可用于水處理、造紙、采油、礦冶、水敏性凝膠等。主要用途是用于油田三次采油。抗鹽型聚丙烯酰胺優(yōu)點(diǎn)是：分子量高、粘度高，尤其可用油田污水配制，可大大節(jié)省油田采油成本。

2 溶解聚合工序生產(chǎn)過程的監(jiān)控

2.1 溶解部分 這部分的生產(chǎn)主要是將進(jìn)入裝置的原料丙烯酰胺、脫鹽水按照比例在溶解罐中進(jìn)行溶解、混合，再通過溶解罐內(nèi)換熱盤管中的冷凍鹽水降溫至設(shè)定值，為聚合工序提供反應(yīng)原料。這部分重點(diǎn)監(jiān)控的是溶解降溫情況及溶解液pH值的調(diào)整。溶解溫度控制范圍是：-2-2℃，pH值調(diào)整到5.8-6.2之間。pH值調(diào)整通過在線pH計(jì)檢測(cè)與手工檢測(cè)兩種方法比對(duì)，確定pH值調(diào)整到合適的值。監(jiān)控pH值的調(diào)整是聚合反應(yīng)前的最基礎(chǔ)的工作。

2.2 聚合反應(yīng) 這部分是將溶解好的溶液按照配方值轉(zhuǎn)移到聚合釜中，通過氮?dú)獬酢嚢瑁诖呋瘎┑淖饔孟拢磻?yīng)生成膠體，為下一工序提供充足的物料。

這部分的監(jiān)控點(diǎn)主要有：①氮?dú)饬髁靠刂圃?0-80NM3/H，在此流量下，氮?dú)饪蓪?duì)聚合釜內(nèi)的物料達(dá)到最好的攪拌除氧效果，減少氧氣在反應(yīng)過程中的阻聚影響，保證正常的聚合反應(yīng)。②加強(qiáng)對(duì)氮?dú)鈬娮斓臋z查和清理，保證正常的氮?dú)饬髁俊＂蹖?duì)聚合反應(yīng)催化劑加入情況進(jìn)行檢查，包括加劑的時(shí)間及其間隔，加劑的順序，催化劑的物性及重量。④對(duì)聚合釜膠體掛壁情況檢查，聚合釜膠體掛壁情況嚴(yán)重的，會(huì)影響產(chǎn)品質(zhì)量及反應(yīng)曲線，誤導(dǎo)對(duì)物料反應(yīng)情況的認(rèn)識(shí)。

3 一次造粒及水解工序生產(chǎn)過程的監(jiān)控

這部分是將聚合釜卸至預(yù)研磨料箱內(nèi)的物料經(jīng)過造粒機(jī)造粒后的膠粒輸送到水解機(jī)里，在水解機(jī)保證一定的溫度的情況下，與粒堿進(jìn)行水解反應(yīng)。產(chǎn)生的氨氣由排氨風(fēng)機(jī)排入煙囪。水解反應(yīng)應(yīng)保證粒堿的加入量準(zhǔn)確，水解溫度、水解時(shí)間滿足工藝要求。

這部分的監(jiān)控點(diǎn)主要有：①一次造粒機(jī)造粒情況：崗位員工應(yīng)在每次巡檢時(shí)，在取樣口處檢查一次造粒機(jī)造粒是否均勻，大小是否滿足生產(chǎn)要求。②加強(qiáng)對(duì)加堿量的檢查，現(xiàn)在每批次水解機(jī)的進(jìn)料量一般在4200kg。加堿量為200kg。并且要求加堿應(yīng)從兩個(gè)加堿斗加入，使得加堿更為均勻，水解反應(yīng)更為完全，減少由于加堿不均勻?qū)Ξa(chǎn)品水解度的影響。③安全監(jiān)控，加堿人員全身防護(hù)，防止99%純度的粒堿對(duì)人身的傷害。④主操要加強(qiáng)對(duì)水解溫度及水解時(shí)間的控制。

4 二次造粒及干燥工序的監(jiān)控

這部分是將水解機(jī)卸料到緩沖料箱的物料經(jīng)過二次造粒機(jī)二次造粒后輸送到干燥器內(nèi)，通過干燥器內(nèi)熱空氣進(jìn)行干燥，將膠粒中含水量由70%降低到10%。

這部分的監(jiān)控點(diǎn)主要有：①二次造粒機(jī)造粒情況：崗位員工應(yīng)在每次巡檢時(shí)，在取樣口處檢查二次造粒機(jī)造粒是否均勻，粒度大小是否滿足生產(chǎn)要求。②干燥器床層的控制：目前要求干燥器內(nèi)物料的床層厚度為200mm。③壓力控制：干燥器平衡壓控制在-100-100Pa之間，一二三段風(fēng)壓調(diào)整比例為1.1：0.8：06。④溫度控制：前段為35-55℃，后段為45-65℃。

干燥工序易出現(xiàn)的異常情況主要有：

①產(chǎn)品固含量不合格，一般要求固含量指標(biāo)為88-92%。產(chǎn)生的原因主要有：1）干燥器進(jìn)料速度異常；2）床層高度異常；3）風(fēng)溫及壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)異常；4）造粒機(jī)出口粒度不好；5）四氟擋板破損；6）振蕩器運(yùn)轉(zhuǎn)異常；7）SPAN噴入量異常；8）物料溫度和風(fēng)溫的設(shè)定值不正確。

采取的措施主要有：1）檢查進(jìn)料情況，適當(dāng)調(diào)整進(jìn)料速度；2）檢查床層高度，調(diào)整床層高度在視鏡的1/3-1/2處；3）檢查調(diào)節(jié)閥故障聯(lián)系儀表人員處理；4）檢查造粒機(jī)出料情況，如有異常，聯(lián)系機(jī)修處理；5）檢查四氟擋板破損，并處理；6）檢查振振蕩器異常機(jī)修處理；7）檢查SPAN噴入量，適當(dāng)調(diào)整噴入量；8）重新設(shè)定物料溫度和風(fēng)溫設(shè)定值。

②干燥器結(jié)塊死床。產(chǎn)生的原因主要有：1）干燥器泡帽堵塞；2）振蕩器皮帶脫落；3）SPAN 加入量異常偏少；4）干燥器進(jìn)料速度過快；5）干燥器風(fēng)壓風(fēng)溫控制低；6）反應(yīng)膠體性狀不良；7）干燥器床層過高；8）干燥器風(fēng)機(jī)軟連接損壞。

采取的措施主要有：1）及時(shí)檢查泡帽是否有堵塞，如有及時(shí)清理；2）如果振蕩器皮帶脫落，及時(shí)聯(lián)系機(jī)修處理；3）檢查二次油噴入量是否符合要求，如果噴入量達(dá)不到要求則要對(duì)油線吹掃，并標(biāo)油至合適的油量；4）檢查進(jìn)料速度是否過快，適當(dāng)調(diào)整進(jìn)料量；5）若干燥器溫度低，則上調(diào)一二段物料溫度；6）若風(fēng)壓過低，則重新設(shè)定風(fēng)壓值至合適；7）檢查物料性質(zhì)是否良好，及時(shí)調(diào)整反應(yīng)，并在此時(shí)要加大SPAN的噴入量，防止結(jié)塊；8）檢查干燥器的床層是否過高，調(diào)整床層高度；9）檢查干燥器的各軟連接是否損壞，如果損壞及時(shí)恢復(fù)，更換軟連接。

5 對(duì)研磨包裝工序的生產(chǎn)監(jiān)控

這部分主要是將干燥后的物料在雙層篩篩分成細(xì)粉、成品和研磨物料，再通過研磨機(jī)輥?zhàn)娱g隙的調(diào)整，得到生產(chǎn)要求的產(chǎn)品。產(chǎn)品粒度要求在0.212-1mm之間，成品中大粒料及細(xì)粉含量要低于5%，否則判定為粒度超標(biāo)。

在研磨包裝工序易發(fā)生的異常情況主要是：

①細(xì)粉篩網(wǎng)堵塞。

原因：1）SPAN用量過多；2）干燥器出口物料干燥效果不好。

采取措施：1）檢查造粒部分SPAN噴入量及時(shí)調(diào)整；2）主操作要及時(shí)調(diào)整物料溫度，保證干燥效果；3）聯(lián)系機(jī)修刷細(xì)粉篩網(wǎng)。

②成品中細(xì)粉指標(biāo)超標(biāo)。

原因：1）細(xì)粉軟連接堵；2）細(xì)粉篩網(wǎng)堵塞以及篩球磨損嚴(yán)重；3）干燥器出口物料溫度過高；4）干燥器出口物料含油過高；5）雙層篩振動(dòng)異常；6）研磨機(jī)輥間隙異常。

采取措施：1）清理更換軟連接；2）刷篩網(wǎng)或者更換篩網(wǎng)和篩球；3）檢查干燥器出口物料，如果細(xì)粉含量高，通知主操調(diào)整操作；4）檢查干燥器出口物料，如果物料含油高，降低二次油量；5）檢查雙層篩振動(dòng)情況，必要時(shí)進(jìn)行維修；6）研磨機(jī)輥間隙不正常，調(diào)整輥間隙。

③成品中有大粒。

原因：1）成品篩網(wǎng)漏；2）篩網(wǎng)密封條損壞；3）張緊鉤損壞；4）篩網(wǎng)規(guī)格不對(duì)；5）篩架變形。

采取措施：1）更換篩網(wǎng)；2）更換篩網(wǎng)密封條；3）更換張緊鉤；4）篩網(wǎng)規(guī)格不對(duì)，更換篩網(wǎng)；5）若篩架變形，及時(shí)更換篩架。

6 結(jié)論

在聚丙烯酰胺生產(chǎn)過程中，最重要的生產(chǎn)環(huán)節(jié)是在聚合反應(yīng)工序，一個(gè)良好的反應(yīng)過程是保證后道工序順利生產(chǎn)的基本保障。只有加強(qiáng)對(duì)各工序的有效監(jiān)控，才能生產(chǎn)出質(zhì)量合格的產(chǎn)品，才能夠滿足油田對(duì)聚合物產(chǎn)品質(zhì)量的要求。

[1]鄭健,張光焰,王海英.適用于海上油田新型調(diào)剖劑的研究與應(yīng)用[J].石油鉆采工藝,2007(04).

[2]汪海波,劉冬根,李綿貴,王兆惠.分散聚合法合成聚丙烯酰胺的研究進(jìn)展[J].云南化工,2007(01).

[3]劉祥,晁芬,范曉東.聚丙烯酰胺反相微乳膠的制備及其驅(qū)油性能研究[J].西安石油大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2006(04).

Process Monitoring of Polyacrylamide Production

This paper discusses that through strengthening process monitoring in polyacrylamide production process to achieve the purpose of control and improve product quality.

polyacrylamide；quality；degree of hydrolysis；insoluble matter；filtration ratio

李勁松（1973-），男，黑龍江五常人，工程師。

TQ326.4

A

1006-4311（2014）11-0070-02