國內(nèi)外聚丙烯酰胺的發(fā)展狀況及發(fā)展建議

1、國內(nèi)外聚丙烯酰胺的發(fā)展狀況

在國外，聚丙烯酰胺干粉的生產(chǎn)大多采用水溶液聚合工藝、主要生產(chǎn)工藝過程包括聚合、造粒、干燥、粉碎、包裝，其中：聚合、造粒、干燥工序，作為主要關(guān)鍵過程而不斷改革發(fā)展，造粒設(shè)備作為關(guān)鍵設(shè)備很少在專利文獻上報道。在干燥形式上、各公司有不同的方法，美國道公司采用雙滾筒式干燥設(shè)備；日本三菱和德國斯特豪森采用網(wǎng)帶式熱風(fēng)連續(xù)干燥機；英國聯(lián)合膠體化學(xué)公司采用沸騰床干燥、經(jīng)過造粒干燥后，聚合物分子量降解不大，因此國外先進廠的產(chǎn)品較高相對分子量達到1000萬-2000萬。

聚丙烯酰胺的先進生產(chǎn)技術(shù)主要分布在美國、日本和歐洲，產(chǎn)品主要應(yīng)用于水處理，石油、造紙、選礦等行業(yè)。

我國80年代初，天津大學(xué)、華南工學(xué)院、廣州精細化學(xué)工業(yè)公司（原廣州南中塑料廠、廣州南中有機化工廠，下同。）等單位合作率先在國內(nèi)實現(xiàn)了乳液法制備粉狀聚丙烯酰胺工業(yè)化，使聚丙烯酰胺在應(yīng)用上得到重大發(fā)展，市場需求不斷增加。但由于乳液法生產(chǎn)聚丙烯酰胺工藝存在較大的危險性，影響聚丙烯酰胺生產(chǎn)的擴大發(fā)展。為此，核工業(yè)部五所、大連輕化所、廣州精細化學(xué)工業(yè)公司、大連同德化工廠等單位合作、分別在廣州及大連實現(xiàn)水溶液法制備聚丙烯酰胺工藝。10多年來，在國家科委、經(jīng)貿(mào)委、國務(wù)院重大辦以及印刷專項辦的大力支持下、相繼開發(fā)了聚丙烯酰胺系列產(chǎn)品。

1993年，國內(nèi)聚丙烯酰胺產(chǎn)品產(chǎn)量約8000t左右，其中干粉產(chǎn)品約在7000t，陽離子產(chǎn)品200t。按應(yīng)用領(lǐng)域分類，油田化學(xué)品、采礦4000t左右，造紙化學(xué)品500t左右，水處理約2000t，其他工業(yè)用量約1500t。

我國聚丙烯酰胺生產(chǎn)與國外相比，在專用產(chǎn)品和各類不同基團共聚接技改性衍生物等品種的數(shù)量和性能上差距較大。在工業(yè)生產(chǎn)及科技水平總體上與發(fā)達工業(yè)國家相比亦有較大的差距，主要表現(xiàn)在：

（1）總體規(guī)模小，單機生產(chǎn)能力低。發(fā)達工業(yè)國家聚丙烯酰胺生產(chǎn)廣家丙烯酰胺生產(chǎn)能力達1萬t，聚丙烯酰胺生產(chǎn)能力數(shù)萬t，丙烯酰胺生產(chǎn)經(jīng)濟規(guī)模在4-10kt/a、聚丙烯酰胺生產(chǎn)線能力在4kt左右，而我國聚丙烯酰胺年總生產(chǎn)能力在10k左右，較大的生產(chǎn)廠年生產(chǎn)能力在1.5kt，且由多條生產(chǎn)線組成。

（2）技術(shù)水平、產(chǎn)品質(zhì)量較低，劑型少。先進工業(yè)國家聚丙烯酰胺生產(chǎn)廠有乳液、水溶液、懸浮液，粉狀、珠狀產(chǎn)品，產(chǎn)品相對分子量大于1800萬，產(chǎn)品質(zhì)量較好，而我國聚丙烯酰肢工業(yè)化產(chǎn)品主要是粉狀及水溶液（乳液穩(wěn)定性及相對分子微都未達先進水平），產(chǎn)品相對分子量一般在500萬-700萬，個別達1000萬左右。

（3）技術(shù)經(jīng)濟指標落后。

2、聚丙烯酰胺的應(yīng)用狀況

（1）油田化學(xué)品

聚丙烯酰胺作為油田化學(xué)品，主要作用在鉆井泥漿材料及提高采收率兩個方面，80年代初作為鉆井泥漿材料方面的應(yīng)用開發(fā)，誘發(fā)了聚丙烯酰胺的迅速發(fā)展。進入90年代，由于油田的開發(fā)已進入后期，聚丙烯酰胺的應(yīng)用前景轉(zhuǎn)移在堵水方面。用到三次采油上。大慶油田三次采油試驗表明，對油層每注1t聚合物可增加原油150t以上，提高采收率10%以上。因此，三次采油用聚丙烯酰胺有很大的發(fā)展前景。

（2）造紙化學(xué)品

國外聚丙烯酰胺類造紙化學(xué)品發(fā)展十分迅速，日本有53%的聚丙烯酰胺是應(yīng)用在造紙工業(yè)，美國造紙助劑的用量也占聚丙烯酰胺產(chǎn)量的16%。

我國聚丙烯酰胺類造紙助劑專用化學(xué)品的開發(fā)應(yīng)用較遲。“六五“期間，主要是膠體產(chǎn)品應(yīng)用在造紙助劑上。“七五“期間，開發(fā)了長纖維紙分散劑等專用化學(xué)品。“八五”期間，開發(fā)了CN-8801等造紙增強劑，可提高紙袋的干強度27%以上，但由于我國造紙行業(yè)對造紙化學(xué)品的功能，特征及其應(yīng)用辦法了解不夠，致使我國聚丙烯酰胺在造紙上的應(yīng)用只占較少的比例。因此，“九五“期間發(fā)展我國的聚丙烯酰胺類造紙化學(xué)品，應(yīng)十分重視專用化學(xué)品的開發(fā)研究以及推廣應(yīng)用技術(shù)工作。

（3）水處理劑

國外的精細化工產(chǎn)品中水處理劑占有很重要的地位。據(jù)資料報道，在美國各精細化工產(chǎn)品的銷售額中水處理劑排名第4，并以平均3.5%的速度逐年遞增，典型的有機高分子絮凝劑和聚丙烯酰胺絮凝劑。更以平均每年6.5%-7%的速度增長。目前國外主要有23家生產(chǎn)公司，分布在美國、日本和西歐。

在國外用于水系統(tǒng)凈水工藝的聚丙烯酰胺絮凝劑，各國都有嚴格的質(zhì)量標準，用于直接飲用水處理時，游離丙烯酰胺在0.05%以下。各國相繼開發(fā)低毒聚丙烯酰胺絮凝劑，已支配國際飲用水處理、糖汁澄清，水果蔬菜洗滌等食品、醫(yī)藥、工業(yè)用水的市場。

在我國，隨著環(huán)境保護法的實施，對污水排放標準的要求愈為嚴格。近年來，在化工、鋼鐵，洗煤、電子等工業(yè)中，引進了不少水處理裝置，因此與之配套使用的聚丙烯酰胺絮凝劑的需求與日俱增。聚丙烯酰胺用于城市生活污水處理，我國“九五“期間年需求量在1000t左右。石油化工含油廢水處理，包括乙烯工程中廢水處理，年需要量300t左右。電子工業(yè)、食品工業(yè)、紡織工業(yè)廢水處理年需要量在500t左右。

隨著聚丙烯酰胺在水處理領(lǐng)域應(yīng)用的下斷發(fā)展，特別是在替代進口水處理劑的過程中。我國聚丙烯酰胺小處理劑的產(chǎn)品質(zhì)量不斷提高，增加了幾種陽離子水處理劑產(chǎn)品，形成幾十個系列品種。但低殘留聚丙烯酰胺產(chǎn)品，還沒能實現(xiàn)工業(yè)化，只有廣州精細化學(xué)工業(yè)公司的少量中試產(chǎn)品提供給市場應(yīng)用，而遠未能滿足市場需求，中試批量產(chǎn)品影響產(chǎn)品成本及推廣應(yīng)用。因此，需要盡快實現(xiàn)低殘留聚丙烯酰胺干粉工業(yè)化生產(chǎn)。

3、聚丙烯酰胺發(fā)展建議

（1）聚丙烯酰胺在發(fā)展策略上應(yīng)采取跨越式發(fā)展，即上經(jīng)濟規(guī)模的生產(chǎn)技術(shù)和關(guān)鍵設(shè)備以引進為主，同時注意消化吸收和創(chuàng)新研究，盡快縮小我國聚丙烯酰胺生產(chǎn)技術(shù)與國際先進水平的雙重任務(wù)，要以形成經(jīng)濟規(guī)模和產(chǎn)品上檔次為目標，集中力量發(fā)展能參與國際市場競爭的產(chǎn)品，堅持科技開發(fā)的高起點和適度超前，優(yōu)先發(fā)展電腦控制催化水合及生物法制取丙烯酰胺單體。

（2）老產(chǎn)品的改進主要是提高產(chǎn)品質(zhì)量，解決聚丙烯酰胺干粉的水溶液，發(fā)展高分子量的聚丙烯酰胺新品種，提高丙烯腈的轉(zhuǎn)化率，降低原材料和能量消耗。同時，開拓如涂料增稠等應(yīng)用新領(lǐng)域，開發(fā)聚丙烯酰胺市場。

（3）研究開發(fā)的熱點應(yīng)放在以下幾個方面，即高分子量乳液聚丙烯酰胺實現(xiàn)工業(yè)化經(jīng)濟規(guī)模；低殘聚丙烯酰胺實現(xiàn)工業(yè)化規(guī)模：固定床催化水合法生產(chǎn)丙烯酰胺新工藝的研究以及生物法制備丙烯酰胺并建立生物法丙烯酰胺工業(yè)生產(chǎn)線。