摘 要：聚丙烯酰胺一级品包括固含量、粘均分子量、过滤因子、水不溶物、黏度、水解度、粒度、溶解速度八个指标。在聚丙烯酰胺生产活动中存在许多生产问题，本文谈谈如何提高聚丙烯酰胺一级品合格率。
关键词：聚丙烯酰胺；一级品；合格率
1 工艺简介
聚丙烯酰胺是一种线型的水溶性聚合物，是水溶性聚合物中应用最为广泛的品种之一，它由丙烯酰胺聚合而得，因此在其分子的主链上带有大量侧基酰胺基。酰胺基的化学活性很大，可以和多种化合物反应而产生许多聚丙烯酰胺的衍生物。酰胺基的独特之处还在于它能与多种可形成氢键的化合物形成很强的氢键。这样聚丙烯酰胺不仅具有一系列衍生物，而且具有多种宝贵的性能，如絮凝性，增粘（稠）性、表面活性等。
2 均聚中分生产工艺
中分生产工艺采用丙烯酰胺（AM）均聚，碳酸钠（Na2CO3）中后水解工艺，聚合过程中采用先进的引发体系，可以使反应平稳进行。生产工艺过程单元包括溶解、反应、预研磨、造粒、干燥、包装等单元。关键影响聚丙烯酰胺质量的工序是溶解、反应和干燥。
2.1 溶解工序
用于均聚中后水解反应溶液的主要原料是丙烯酰胺（AM）、碳酸钠溶液（Na2CO3）和脱盐水（DMW），每一罐溶解物料的主要参数如下：
各组份分别从各自的储罐经流量计计量后，进入溶解罐进行搅拌混合，此过程除设置在管线上的手动阀需人工操作外，其余过程均由DCS系统控制完成。平时生产过程中对全部流量计进行全面跟踪检查，确保溶解罐进出料误差均在1%以内，转移量与进料量差值在工艺范围内，满足工艺要求；
①pH值是影响聚合反应的一个关键参数，丙烯酰胺、碳酸钠水溶液均聚工艺中的反应溶液pH值控制为12.3-12.7，而溶解后的混合溶液的pH值随碳酸钠浓度的变化，一般在10.9～11.8之间。所以本工艺要用30%的氢氧化钠（NaOH）水溶液调整pH值，加入过程由DCS系统控制。现车间每周一次对溶液进行pH检测，发现pH值出现偏差及时调整氢氧化钠的加入量；②温度是影响聚合反应的另一个关键参数，丙烯酰胺、碳酸钠水溶液均聚工艺中要求的聚合温度为19℃。理论上在其他条件不变的情况下，降低反应温度，可提高产品分子量及粘度。均聚中分生产采用碳酸钠前水解工艺，为防止碳酸钠在溶解液中结晶析出，目前装置反应温度工艺要求控制在19±1℃，在日常生产中装置溶解罐温度控制在18.5～19.5℃之间。
2.2 反应工序
首先由泵从溶解罐把配制好的溶解液注入反应器，从反应器底部的五个喷嘴喷入带压氮气，氮气既能将溶液与加入的催化剂搅拌均匀，又能通过置换作用排出其它溶解气体，尤其是能将对反应有阻聚作用的氧浓度降到0.3ppm以下，吹氮的时间为60分钟左右。
停止吹氮后，反应即逐渐开始，温度逐渐升高，在此过程中，由于水解反应速度加快会产生大量NH3和CO2，胶体体积会膨胀为原体积的约2.5倍，此时物料温度为90℃左右，但水解反应仍在进行，为了增加产品的水解度，胶体需在反应器内熟化4小时以上。聚合反应过程是否正常，可以通过DCS温度记录曲线上各段的温度变化来判定。
①当液氮更换新批次后，先进行2批次的试验性反应，如果反应情况较理想，再将试验用的配方大面积在生产线应用，如反应出现升温慢或快的现象则进行催化剂微调，保证其反应在短期内达到稳定状态；②加强对液氮的使用和管理，班组辅化人员按要求领取、按规定温度储存（每班记录两次辅化冰柜温度）、按批次摆放及使用；③加强对催化剂的配制、储存及加剂情况检查，确保催化剂按要求加入；车间配备专职技术人员负责辅化管理，并不定期对辅化加剂情况进行抽查（车间每条线反应器都有高清摄像头，随时将加剂情况记录下来）；④技术人员坚持每天对氮气系统进行检查，确保反应吹氮效果、氮气流量正常，氮气系统无内漏现象。
2.3 干燥工序
干燥工序主要影响产品的固含量及过滤比、不溶物指标，干燥工序的控制主要是对风温、物温的控制，对床层高度的控制，对风压的控制。干燥器主要控制指标为前后段物料温度，在床层固定情况下，前段干燥物料出口温度44～61℃，后段干燥物料73～88℃，通过物料风温的自动调节直燃器自控閥阀位，从而实现对物料干燥程度的控制。干燥器平衡压力一般控制在-15～15mmH2O之间，通过对进风风机风门调节保证干燥器在微负压（-0.8mmH2O）状态下运行，实现床层流化。
①干燥器温度控制对固含量与过滤比指标影响较大，提高干燥器温度，固含量升高，导致物料在干燥器内发生亚胺化交联的几率增加，从而导致过滤比超标批次增加；②在干燥器控制方面要求干燥温度细化控制，要求前段风温不高于110℃，后段风温满足生产要求即可，达到平稳控制干燥器的目的；③控制干燥器床层高度，床层高度保持在150mm左右。保持干燥器床层高度稳定，任何人不得无故降低或提高干燥器出口挡板高度，以免出现质量波动；④根据反应物料胶体的性状及时调整研磨油的喷入量，按时检查研磨油的雾化效果，防止由于研磨油问题导致干燥器结块。
通过以上的描述，只有控制好各项工艺指标，就可以很好的控制产品质量，达到调高产品一级品合格率的目的。
参考文献：
[1]百度文库.阴离子聚丙烯酰胺的生产工艺[Z].
[2]大庆炼化公司.聚合物一厂聚丙烯酰胺二车间2018年装置操作规程[Z].
