陽(yáng)離子聚丙烯酰胺PAM處理污水穩(wěn)定性高

目前世界上聚丙烯酰胺(PAM) 的生產(chǎn)都是由石油裂解得到的丙烯出發(fā)制造的。其過程包括三個(gè)步驟：合成丙烯腈，合成丙烯酸胺，聚丙烯酰胺單體聚合等。聚丙烯酰胺在污水處理領(lǐng)域一般作絮凝劑使用。

1．1丙烯腈的合成

目前工業(yè)上普遍采用氨氧化法，此法對(duì)丙烯的要求不高，除生成丙烯腈外，還產(chǎn)生乙腈、氫氨酸等易分離和可綜合利用的副產(chǎn)品。

1．2丙烯酰胺的合成

1．2．1硫酸水合法

1960年，美國(guó)氰胺公司首先采用等摩爾比的丙烯腈和水，在HzSO．存在條件下，于80—100~(2進(jìn)行水合，先生成丙烯酰胺硫酸鹽，然后再用氨(或燒堿、生石灰)中和，結(jié)晶分離出丙烯酰胺產(chǎn)品和副產(chǎn)品硫酸胺。

該法優(yōu)點(diǎn)是易制得結(jié)晶單體。主要缺點(diǎn)是：原料丙烯腈等消耗定額高，產(chǎn)品純度低，收率低，產(chǎn)生大量含丙烯酰胺的硫酸鹽和廢液，污染環(huán)境。

1．2．2催化水合法

上世紀(jì)70年代初，美、日兩國(guó)先后開發(fā)了利用骨架銅催化劑使丙烯腈與水直接反應(yīng)生成丙烯酰胺的工藝。美國(guó)道化學(xué)公司和El本東亞化學(xué)公司于1972年分別實(shí)現(xiàn)工業(yè)化。

催化水合法比硫酸水合法產(chǎn)品純度高，基本無三廢，易實(shí)現(xiàn)工業(yè)化。目前世界上主要采用催化水合法生產(chǎn)丙烯酰胺。采用的骨架銅催化劑是二元或三元以上的合金，經(jīng)堿處理后溶解掉一部分，留下活潑態(tài)的金屬成為骨架銅。骨架銅催化劑有Cu-Cr合金、Cu—Ni合金及Cu—A1一Zn合金等。反應(yīng)器采用懸浮床或固定床均可。以美國(guó)道化學(xué)公司為代表的是固定床連續(xù)催化工藝，采用Cu-Cr催化劑，產(chǎn)品是50％AM水溶液和晶體。我國(guó)目前通常用Cu-A1一Zn骨架銅催化劑固定床連續(xù)催化工藝。

1．2．3生化法

生化法即生物酶催化水合法。它采用生物酶作催化劑，應(yīng)用細(xì)胞固定技術(shù)，使丙烯腈水溶液通過含固定酶的生物反應(yīng)器生產(chǎn)AM。生物酶催化劑是繼骨架銅催化劑生產(chǎn)AM 的第三代技術(shù)，具有高選擇性、高潔性和高收率的特點(diǎn)，丙烯腈反應(yīng)，無副產(chǎn)物。該法還具有反應(yīng)條件溫和、能耗低、三廢少等特點(diǎn)。

生化法技術(shù)最早由日本日東公司于1985年在橫濱實(shí)現(xiàn)工業(yè)化，并于1991年達(dá)到了14kt／a的規(guī)模。生化法最大的優(yōu)點(diǎn)是常溫下反應(yīng)，不需銅催化劑，因此無副反應(yīng)帶來的雜質(zhì)和銅離子，單體不需提純即可直接聚合，聚合物分子量可以大大超過硫酸水合和催化水合工藝丙烯酰胺聚合物的分子量。我國(guó)生化法丙烯酰胺經(jīng)上海生物化工研究中心多年研究，篩選出優(yōu)質(zhì)菌株，總酶活力達(dá)到水平，從技術(shù)指標(biāo)來看，已具備與化學(xué)法競(jìng)爭(zhēng)的能力。

1．3聚合法

工業(yè)上PAM 及其衍生物都是經(jīng)過AM 自由基聚合制造的。聚合方法按單體在介質(zhì)中的分散狀態(tài)分類主要有本體聚合、溶液聚合、懸浮聚合和乳液聚合。按單體和聚合物的溶解狀態(tài)分類可分為均相聚合和非均相聚合。AM 的自由基聚合主要分為均相水溶液聚合法、反相乳液聚合法、懸浮聚合法等，以獲得各種劑型的產(chǎn)品。PAM 產(chǎn)品主要有三大劑型：水溶液膠體、粉狀和乳液，每種劑型中都有不同離子型產(chǎn)品。丙烯酰胺聚合所采用的引發(fā)手段有利用各種輻射、光(可見光和紫外線)、超聲波、電流或在聚合條件下易分解的化合物引發(fā)聚合。