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  • 聚丙烯酰胺的作用原理

    1)絮凝作用原理:PAM用于絮凝时,与被絮凝物种类表面性质,特别是动电位,粘度 、浊度及悬浮液的PH值有关,颗粒表面的动电位,是颗粒阻聚的原因加入表面电荷相反的 PAM,通过电荷中和作用能使动电位降低而凝聚。

    )吸附架桥:PAM分子链固定在不同的颗粒表面上,各颗粒之间形成聚合物的桥,使 颗粒形成聚集体而沉降。

    一、阴离子聚丙烯酰胺 对于悬浮颗粒,较粗、浓度高、粒子带正电荷,PH值为中性或碱性的污水,由于阴离 子聚丙烯酰胺分子链中含有一定量极性基能吸附水中悬浮的固体粒子,使粒子间架桥形成大 的絮凝物。

    二、阳离子聚丙烯酰胺 阳离子聚丙烯酰胺比阴离子或非离子型聚丙烯酰胺分子量低,这类絮凝剂的功能主要是 通过电荷中和作用絮凝带负电荷的酸性或碱性污水中的微小颗粒,还具有除浊、脱色功能。

    三、非离子聚丙烯酰胺 由于其分子链中含有一定量极性基因能吸附水中悬浮的固体粒子,使粒子间形成大的 絮凝物。 它加速悬浮液中的粒子的沉降,有非常明显的加快溶液的澄清,促进过滤等效果。

    四、两性离子聚丙烯酰胺 两性离子聚丙烯酰胺因分子内含阳离子基和阴离子基,此类絮凝剂可在大范围的PH值 内使用,具有更高的滤水性能。

    聚丙烯酰胺是一种有机高分子絮凝剂,不溶于大多数有机溶剂,具有良好的絮凝性,可以降低液体之间的摩擦阻力,可以分为阴离子、阳离子、非离子和两性型。

    聚丙烯酰胺为白色粉末或细小颗粒状物,软化温度为210度,一般方法干燥时含有少量的水,干时又会很快从环境中吸取水分。

    聚丙烯酰胺用于造纸主要是提高纸张的强度,提高填料等存留率。石油工业、采油、钻井泥浆、废泥浆处理、防止水窜、降低摩阻、提高采收率。用于防治上浆剂、广泛适用于增稠、稳定胶体、减阻、粘结、成膜、生物医学材料等方面。甘蔗糖、甜菜糖生产中蔗汁澄清。污水处理方面也有广泛使用,气浮行业的气浮法有效地用于污泥脱水。

    我国聚丙烯酰胺的应用早用于矿物精选,而后在制糖、造纸、钢铁、水处理等领域的应用逐渐扩大。目前我国聚丙烯酰胺的应用领域主要集中在石油开采、水处理、造纸、制糖、洗煤和冶金等领域,其消费结构为:油田开采占81%,水处理占9%,造纸占5%,矿山占2%,其它占3%。

    一、聚丙烯酰胺用于石油开采:

    (a)聚丙烯酰胺用作驱油剂:

    在提高石油采收率的三次采油方法中,用聚丙烯酰胺作驱油剂占有重要地位。聚合物作用是调节注入水的流变性,增加驱动液粘度,改善水驱波发效率,降低地层中水相渗透率,使水与油匀速地向前流动。采用胶束/聚合物驱油时,先将表面活性剂与助剂配成具有超低界面张力的微乳液注入注水井中,再注聚合物溶液,后注水。水呈柱塞流动向前推进,驱替分散在孔隙内的残余油,提高原油的釆收率。用于三次采油的聚丙烯酰胺一般质量分数为10%-50%、相对分子质量从几十万到千余万。我国大型油田包括大庆、胜利、辽河、大港等已进入开采中后期,采出油综合含水率日趋提高。为稳定我国东部油田产量,采用三次采油技术,提高釆油率,保证油田稳产势在必行。大庆油田已工业化推广应用聚丙烯酰胺驱油实验,并取得较好增油效果。

    (b)聚丙烯酰胺用作堵水调整剂:

    在油田生产过程中,由于地层的非均质性,常产生水浸问题,需要进行堵水,其实质是改变水在地层中的渗流状态,以达到减少油田产水、保持地层能量、提高油田终采收率的目的。聚丙烯酰胺类化学堵水剂具有对油和水的渗透能力的选择性,对油的渗透性降低高可超过10%,而对水的渗透性减少可超过90%。选择性堵水这一特点是其他堵水剂所没有的,通常视地层类型选择合适的聚丙烯酰胺分子量。均质性好、平均渗透率高的油层,可选用中相对分子质量5x106-7x106的聚丙烯酰胺;基岩渗透率低的裂缝性油层或渗透率变化大的油层,可选用高相对分子质量10x107聚丙烯酰胺。聚丙烯酰胺在使用时可不交联使用,也可与铝盐、铬盐、锆盐等交联生成凝胶使用,还可添加某些树脂以形成互容聚合物网络,使之具有更高的耐温性。该方法已在国内碳酸盐底水油藏高含水油田堵水中应用,取得明显效果。采用聚丙烯酰胺还可调整地层内吸水剖面及封堵大孔道。实践中已取得良好效果。

    (c)聚丙烯酰胺用作钻井液调整剂:

    聚丙烯酰胺作为钻井液调整剂,经常使用部分水解聚丙烯酰胺Hp,它由聚丙烯酰胺水解而得。其作用是调节钻井液的流变性,携带岩屑,润滑钻头,减少流体损失等。用聚丙烯酰胺调制的钻井泥浆比重低,可减轻对油气层的压力和堵塞,容易发现油气层,并有利于钻进,钻进速度比常规泥浆高19%,比机械钻速高45%左右,此外,还可大大减少卡钻事故,减轻设备磨损,并能防止发生井漏和坍塌(d)用作压裂液添加剂。压裂工艺是油田开发致密层的重要增产措施。亚甲基聚丙烯酰胺交联而成的压裂液,因具有高粘度、低摩阻、良好的悬砂能力、滤失性小、粘度稳定性好、残渣少、货源广以及配制方便和成本低而被广泛应用网。

    二、聚丙烯酰胺用于水处理:

    聚丙烯酰胺的酰胺基可与许多物质亲和、吸附而形成氢键。高分子量聚丙烯酰胺在被吸附的粒子间形成“桥联”,生成絮团,有利于微粒下沉。聚丙烯酰胺类絮凝剂能适应多种絮凝现象,其用量小,效率高,生成的泥渣少,后处理容易,对某些情况具有特殊的价值。我国的原水处理、城市污水处理和工业废水处理行业都在不同程度地使用聚丙烯酰胺作为絮凝剂。聚丙烯酰胺是目前应用广、效能高的高分子有机合成絮凝剂。

    (3)聚丙烯酰胺用于造纸。

    聚丙烯酰胺在造纸工业中主要应用于两方面:一是提高填料、颜料等的存留率,以降低原材料的流失和对环境的污染;二是提高纸张的强度包括干强度和湿强度。另外,使用聚丙烯酰胺还可以提高纸的抗撕性和多孔性,以改进视觉和印刷性能。

    (4)聚丙烯酰胺医药工业:

    水凝胶的特点之一是,在某一临界温度下,它在水中的溶胀性随温度的微小变化发生激剧的突变、体积的变化可达几十至几百倍。这一性质可用于水溶液的提浓过程,避免高温,这对一些有机物或生物物质提取很有价值。PAM水溶胶还可用于药物的控制释放和酶的包埋、蛋白质电泳、人工器官材料、接触眼镜片等。

    (5)聚丙烯酰胺用于矿冶行业:

    采矿过程中,通常使用大量水,后常需回收水中的有用固体,并将废水净化回收使用。应用聚丙烯酰胺絮凝,可促进团粒的下沉、液体的澄清和泥饼的脱水,从而可提高生产效率,减少尾矿流失和水消耗,降低设备投资和加工成本,并避免环境污染。铀矿提取是聚丙烯酰胺早的重要应用领域之一,用酸或磺酸盐溶液沥取铀矿石时,在沥取物的浓缩和过滤中,添加聚丙烯酰胺处理非常有效。

    (6)聚丙烯酰胺用于纺织、印染工业:

    聚丙烯酰胺作为织物处理的上浆剂、整理剂,以及可生成柔顺、防皱、防霉菌的保护层。利用它的吸湿性强的特点,能减少纺细纱时的断张率。聚丙烯酰胺作后处理剂可以防止织物的静电和阻燃。用作印染助剂时,聚丙烯酰胺可使产品附着牢度大、鲜艳度高,还可作为漂白的非硅高分子稳定剂(7)聚丙烯酰胺其它应用:

    水敏性凝胶:聚丙烯酰胺水凝胶在水中的溶胀性在某一临界温度随湿度的微小变化发生急剧的突变,体积变化可达几十至几百倍。这一性质可应用于某些水溶液的提浓,而免除使用高温,对一些有机物质或生物物质的提取颇有价值。食品加工:聚丙烯酰胺可用于制糖工业用化学助剂,此外,可用于各种肉类、水果和蔬菜清洗水的净化以及果酒和啤酒的澄清,使用高分子量的聚丙烯酰胺(水解度25%-30%,作为絮凝剂可用于糖浆澄清处理,可以尽可能多的除去非糖分,以提高质量。电镀工业:在电镀液中,添加聚丙烯酰胺可使金属沉淀均匀化,使镀层更加光亮。

    吸水性树脂:高吸水性树脂已经广泛应用于工业、农业和日常生活,这类聚合物凝胶有较高的强度,吸水量可达自重的数百倍,甚至上千倍以上。近年由于生产尿不湿和卫生巾的高吸水性树脂需求增长,对聚丙烯酰胺需求量也增长很快。

    聚丙烯酰胺分类聚丙烯酰胺产品简介:聚丙烯酰胺(PAM)为水溶性高分子聚合物,不溶于大多数有机溶剂,具有良好的絮凝性,可以降低液体之间的摩擦阻力,按离子特性分可分为非离子、阴离子、阳离子和两性型四种类型。(注:聚丙烯酰胺不同于丙烯酰胺)水处理领域。

    在水处理工业中的应用主要包括原水处理、污水处理和工业水处理3个方面。在原水处理中,PAM与活性炭等配合使用,可用于生活水中悬浮颗粒的凝聚和澄清;在污水处理中。PAM可用于污泥脱水;在工业水处理中,PAM主要用作配方药剂。在原水处理中,用有机絮凝剂PAM代替无机絮凝剂,即使不改造沉降池,净水能力也可提高20%以上。工业废水处理,特别是对于悬浮颗粒、较粗、浓度高、粒子带阳电荷,水的PH值为中性或碱性的污水、钢铁厂废水,电镀厂废水,冶金废水,洗煤废水等污水处理,效果好。在污水处理中,采用PAM可以增加水回用循环的使用率。

    石油采油领域。在石油开采中,PAM主要用于钻井泥浆材料以及提高采油率等方面,广泛应用于钻井、完井、固井、压裂、强化采油等油田开采作业中,具有增粘、降滤失、流变调节、胶凝、分流、剖面调整等功能。目前我国油田开采已经步入中后期,为提高原油采收率,改善油水流速比,使采出物中原油含量提高。我国由于特殊的地质条件,大庆油田和胜利油田已经开始广泛采用聚合物驱油技术。

    造纸领域。PAM在造纸领域中广泛用作驻留剂、助滤剂、均度剂等。它的作用是能够提高纸张的质量,提高浆料脱水性能,提高细小纤维及填料的留着率,减少原材料的消耗以及对环境的污染等。PAM在造纸中使用的效果取决于其平均分子量、离子性质、离子强度及其它共聚物的活性。非离子型PAM主要用于提高纸浆的滤性,增加干纸强度,提高纤维及填料的留着率;阴离子型共聚物主要用作纸张的干湿增强剂和驻留剂;阳离子型共聚物主要用于造纸废水处理和助滤作用,另外对于提高填料的留着率也有较好的效果。此外,PAM还应用于造纸废水处理和纤维回收。

    纺织领域在纺织工业中,PAM作为织物后处理的上浆剂、整理剂,可以生成柔顺、防皱、耐霉菌的保护层。利用它的吸湿性强的特点,能减少纺细纱时的断线率;PAM作后处理剂可以防止织物的静电和阻燃;用作印染助剂时,PAM可使产品附着牢度大、鲜艳度高,还可以作为漂白的非硅高分子稳定剂;此外,PAM还可以用于纺织印染污水的高效净化。

    其他领域在采矿、洗煤领域,采用PAM作絮凝剂可促进采矿、洗煤回收水中固体物的沉降,使水澄清,同时可回收有用的固体颗粒,避免对环境造成污染;在制糖工业中,PAM可加速蔗汁中细粒子的下沉,促进过滤和提高滤液的清澈度;在养殖工业中,PAM可改善水质,增加水的透光性能,从而改善水的光合作用;在医药工业中,PAM可用作分离抗菌素的絮凝剂、用作药片的赋型粘接剂以及工艺水澄清剂等;在建材工业中,PAM可用作涂料增稠分散剂、锯石板材冷却剂以及陶瓷粘接剂等;在农业上,PAM作为高吸水性材料可用作土壤保湿剂以及种子培养剂等。在建筑工业中,PAM可以增强石膏水泥的硬度,加速石棉水泥的脱水速度。此外,PAM还可用作天然或合成皮革的保护涂层以及无机肥料的造粒助剂等。

    洗煤池投加阴离子聚丙烯酰胺的数量是一个很讲究的课题。如果加量过大的话,就造成了浪费,如果加量不够的话,就很难产生效果,因此正确合理的使用量应该是千分之一到千分之二的比例,即1、2斤的酰胺,可以使用1000斤的水。按照这个指标,在正常情况下,都可以在一定的时间内,成功的将煤炭和水进行分离,分离之后将表层的清水放出去,然后就留下了池子底部的煤泥,经过晾晒和烘干,就可以当正常的煤

  • 发布:王伟   点击:2013