聚丙烯酰胺生产的过程监控

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摘要： 本文论述了在聚丙烯酰胺生产过程中，通过加强过程监控，达到控制和提高产品质量的目的。

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

关键词： 聚丙烯酰胺；质量；水解度；不溶物；过滤比

Key words： polyacrylamide；quality；degree of hydrolysis；insoluble matter；filtration ratio

中图分类号：TQ326.4 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2014）11-0070-02

1 聚丙烯酰胺生产情况简介

本车间聚丙烯酰胺装置采用的是均聚后水解工艺，是由大庆炼化公司研究院自主研发成功的，生产工序共分溶解、聚合反应、预研磨造粒、水解、干燥、研磨筛分、包装等七个主要工序。采用丙烯酰胺均聚成胶，经造粒后加入粒碱进行后水解的核心工艺，螺杆式预研磨机对胶体进行预切割有利于胶体的造粒，振动式流化床干燥器对产品进行两段干燥，可进一步提高产品的质量。而先造粒后干燥的工艺顺序，使粉尘的溢出降至最低限度。

聚丙烯酰胺可用于水处理、造纸、采油、矿冶、水敏性凝胶等。主要用途是用于油田三次采油。抗盐型聚丙烯酰胺优点是：分子量高、粘度高，尤其可用油田污水配制，可大大节省油田采油成本。

2 溶解聚合工序生产过程的监控

2.1 溶解部分 这部分的生产主要是将进入装置的原料丙烯酰胺、脱盐水按照比例在溶解罐中进行溶解、混合，再通过溶解罐内换热盘管中的冷冻盐水降温至设定值，为聚合工序提供反应原料。这部分重点监控的是溶解降温情况及溶解液pH值的调整。溶解温度控制范围是：-2-2℃，pH值调整到5.8-6.2之间。pH值调整通过在线pH计检测与手工检测两种方法比对，确定pH值调整到合适的值。监控pH值的调整是聚合反应前的最基础的工作。

2.2 聚合反应 这部分是将溶解好的溶液按照配方值转移到聚合釜中，通过氮气除氧、搅拌，在催化剂的作用下，反应生成胶体，为下一工序提供充足的物料。

这部分的监控点主要有：①氮气流量控制在70-80NM3/H，在此流量下，氮气可对聚合釜内的物料达到最好的搅拌除氧效果，减少氧气在反应过程中的阻聚影响，保证正常的聚合反应。②加强对氮气喷嘴的检查和清理，保证正常的氮气流量。③对聚合反应催化剂加入情况进行检查，包括加剂的时间及其间隔，加剂的顺序，催化剂的物性及重量。④对聚合釜胶体挂壁情况检查，聚合釜胶体挂壁情况严重的，会影响产品质量及反应曲线，误导对物料反应情况的认识。

3 一次造粒及水解工序生产过程的监控

这部分是将聚合釜卸至预研磨料箱内的物料经过造粒机造粒后的胶粒输送到水解机里，在水解机保证一定的温度的情况下，与粒碱进行水解反应。产生的氨气由排氨风机排入烟囱。水解反应应保证粒碱的加入量准确，水解温度、水解时间满足工艺要求。

这部分的监控点主要有：①一次造粒机造粒情况：岗位员工应在每次巡检时，在取样口处检查一次造粒机造粒是否均匀，大小是否满足生产要求。②加强对加碱量的检查，现在每批次水解机的进料量一般在4200kg。加碱量为200kg。并且要求加碱应从两个加碱斗加入，使得加碱更为均匀，水解反应更为完全，减少由于加碱不均匀对产品水解度的影响。③安全监控，加碱人员全身防护，防止99%纯度的粒碱对人身的伤害。④主操要加强对水解温度及水解时间的控制。

4 二次造粒及干燥工序的监控

这部分是将水解机卸料到缓冲料箱的物料经过二次造粒机二次造粒后输送到干燥器内，通过干燥器内热空气进行干燥，将胶粒中含水量由70%降低到10%。

这部分的监控点主要有：①二次造粒机造粒情况：岗位员工应在每次巡检时，在取样口处检查二次造粒机造粒是否均匀，粒度大小是否满足生产要求。②干燥器床层的控制：目前要求干燥器内物料的床层厚度为200mm。③压力控制：干燥器平衡压控制在-100-100Pa之间，一二三段风压调整比例为1.1：0.8：06。④温度控制：前段为35-55℃，后段为45-65℃。

干燥工序易出现的异常情况主要有：

①产品固含量不合格，一般要求固含量指标为88-92%。产生的原因主要有：1）干燥器进料速度异常；2）床层高度异常；3）风温及压力调节系统异常；4）造粒机出口粒度不好；5）四氟挡板破损；6）振荡器运转异常；7）SPAN喷入量异常；8）物料温度和风温的设定值不正确。

采取的措施主要有：1）检查进料情况，适当调整进料速度；2）检查床层高度，调整床层高度在视镜的1/3-1/2处；3）检查调节阀故障联系仪表人员处理；4）检查造粒机出料情况，如有异常，联系机修处理；5）检查四氟挡板破损，并处理；6）检查振振荡器异常机修处理；7）检查SPAN喷入量，适当调整喷入量；8）重新设定物料温度和风温设定值。

②干燥器结块死床。产生的原因主要有：1）干燥器泡帽堵塞；2）振荡器皮带脱落；3）SPAN加入量异常偏少；4）干燥器进料速度过快；5）干燥器风压风温控制低；6）反应胶体性状不良；7）干燥器床层过高；8）干燥器风机软连接损坏。

采取的措施主要有：1）及时检查泡帽是否有堵塞，如有及时清理；2）如果振荡器皮带脱落，及时联系机修处理；3）检查二次油喷入量是否符合要求，如果喷入量达不到要求则要对油线吹扫，并标油至合适的油量；4）检查进料速度是否过快，适当调整进料量；5）若干燥器温度低，则上调一二段物料温度；6）若风压过低，则重新设定风压值至合适；7）检查物料性质是否良好，及时调整反应，并在此时要加大SPAN的喷入量，防止结块；8）检查干燥器的床层是否过高，调整床层高度；9）检查干燥器的各软连接是否损坏，如果损坏及时恢复，更换软连接。

5 对研磨包装工序的生产监控

这部分主要是将干燥后的物料在双层筛筛分成细粉、成品和研磨物料，再通过研磨机辊子间隙的调整，得到生产要求的产品。产品粒度要求在0.212-1mm之间，成品中大粒料及细粉含量要低于5%，否则判定为粒度超标。

在研磨包装工序易发生的异常情况主要是：

①细粉筛网堵塞。

原因：1）SPAN用量过多；2）干燥器出口物料干燥效果不好。

采取措施：1）检查造粒部分SPAN喷入量及时调整；2）主操作要及时调整物料温度，保证干燥效果；3）联系机修刷细粉筛网。

②成品中细粉指标超标。

原因：1）细粉软连接堵；2）细粉筛网堵塞以及筛球磨损严重；3）干燥器出口物料温度过高；4）干燥器出口物料含油过高；5）双层筛振动异常；6）研磨机辊间隙异常。

采取措施：1）清理更换软连接；2）刷筛网或者更换筛网和筛球；3）检查干燥器出口物料，如果细粉含量高，通知主操调整操作；4）检查干燥器出口物料，如果物料含油高，降低二次油量；5）检查双层筛振动情况，必要时进行维修；6）研磨机辊间隙不正常，调整辊间隙。

③成品中有大粒。

原因：1）成品筛网漏；2）筛网密封条损坏；3）张紧钩损坏；4）筛网规格不对；5）筛架变形。

采取措施：1）更换筛网；2）更换筛网密封条；3）更换张紧钩；4）筛网规格不对，更换筛网；5）若筛架变形，及时更换筛架。

6 结论

在聚丙烯酰胺生产过程中，最重要的生产环节是在聚合反应工序，一个良好的反应过程是保证后道工序顺利生产的基本保障。只有加强对各工序的有效监控，才能生产出质量合格的产品，才能够满足油田对聚合物产品质量的要求。

参考文献：

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