聚丙烯酰胺造紙
PAM陽離子聚丙烯酰胺在造紙工業(yè)中主要應(yīng)用在兩方面,一是提高填料,顏料等的存留率以降低原材料的流失和對環(huán)境的污染;二是提高紙張的強(qiáng)度(包括干強(qiáng)度和濕強(qiáng)度).另外,使用 PAM陽離子聚丙烯酰胺還可以提高紙的抗撕性和多孔性,以改進(jìn)視覺和印刷性能.我國隨著造紙工業(yè)的發(fā)展,PAM陽離子聚丙烯酰胺用量也將增加.
聚丙烯酰胺在紙料中加入 PAM陽離子聚丙烯酰胺,能提高細(xì)小纖維和填料粒子在網(wǎng)上留著率,加速紙料的脫水.PAM陽離子聚丙烯酰胺的作用機(jī)理是漿料中的顆?？侩娭泻突蚣軜蚨跄?得以在濾布上保留下來.絮塊的形成也能使?jié){料中的水更易濾出,減少了纖維在白水中流失量,減少環(huán)境污染,又有利于提高過濾和沉淀等設(shè)備的效率.一般用作助留,助濾作用的 PAM陽離子聚丙烯酰胺多為陽離子型,如丙烯酰胺與二烷氨基烷基酯生成的共聚物,其他陽離子單體有丙烯酸二基乙酯氯化氨(DMCL)等.近來認(rèn)為非離子和兩性離子PAM陽離子聚丙烯酰胺也很有用.
使用 PAM陽離子聚丙烯酰胺還可以促進(jìn)上膠,提高紙的表面性質(zhì)(如孔隙,光學(xué)性,印刷性等).PAM陽離子聚丙烯酰胺用作長纖維紙的懸浮分散劑,可促進(jìn)長纖維在抄紙時的分散,增加紙漿液的穩(wěn)定性及填料和顏料的粘結(jié)性.在紙漿和造紙工業(yè),用 AM共聚物可改進(jìn)紙的印刷性能.這是由于會在紙漿中保留較多的填充劑,主要是高嶺土,從而改進(jìn)紙張表面結(jié)構(gòu).在pH=6—9時,使用 HPAM陽離子聚丙烯酰胺會使高嶺土的滯留量增加30%—35%.除了 HPAM陽離子聚丙烯酰胺,還有 AM—乙烯和 AM—氯乙烯共聚物以及 AM—吡咯烷酮共聚物也可用來改善紙張表層的性質(zhì).
聚丙烯酰胺PAM陽離子聚丙烯酰胺加入紙漿內(nèi)可提高紙的濕強(qiáng)度和干強(qiáng)度(拉伸強(qiáng)度,耐破度,耐折性等),AM—乙烯胺共聚物不僅可以改善紙張表層的性質(zhì),而且可以增強(qiáng)紙張的拉伸性能.提高強(qiáng)度是靠 AM共聚物中胺基的作用,對于潮濕狀態(tài)的紙張尤其是這樣(提高1000%和更高).用 AM共聚物增強(qiáng)紙張強(qiáng)度是由于添加的高分子同紙漿中含有的 Cr3+,Cu2+離子之間形成絡(luò)合物.
在造紙工業(yè)中,PAM陽離子聚丙烯酰胺有多種用途,平均分子量為1000—l0000的作為分散劑,可改善紙頁的均勻度.
3 聚丙烯酰胺采油
高分子PAM陽離子聚丙烯酰胺不僅是一種高效絮凝劑,又因為水溶液的粘度很高,也是一種極其優(yōu)良的增稠劑.PAM陽離子聚丙烯酰胺因有增稠,絮凝和對流變性的調(diào)節(jié)等作用,在油田石油開采中可作多種用途的添加劑,如用作鉆井液,壓裂液,及聚合物驅(qū)油以提高石油采收率(EOR).在石油開采中,應(yīng)用關(guān)鍵在于結(jié)合使用的條件和要求,合理設(shè)計并選用其組成結(jié)構(gòu),如分子形態(tài),分子量,離子度等,以及正確的施工工藝.
3.1 聚丙烯酰胺PAM陽離子聚丙烯酰胺用作鉆井液添加劑
鉆井液在石油開采中用作鉆井泥漿性能調(diào)整劑.PAM陽離子聚丙烯酰胺的作用是調(diào)節(jié)鉆井液的流變性,攜帶巖屑,潤滑鉆頭,有利鉆進(jìn).此外,還可大大減少卡鉆事故,減輕設(shè)備磨損,并能防止發(fā)生井漏和坍塌,使井徑規(guī)則.在這方面經(jīng)常使用的是部分水解聚丙烯酰胺,它由 PAM陽離子聚丙烯酰胺或聚丙烯腈水解而得.
3.2 聚丙烯酰胺PAM陽離子聚丙烯酰胺用作聚合物驅(qū)油
在提高石油采收率的諸方法中,聚合物驅(qū)油技術(shù)占有重要地位.聚合物的作用是調(diào)節(jié)注入水的流變性,增加驅(qū)動液的粘度,改善水驅(qū)波及效率,降低地層中水相滲透率,使水與油能勻速地向前流動.
聚丙烯酰胺聚合物驅(qū)油是通過在注入水中加入一定量的高分子聚丙烯酰胺,來增加注入水的粘度,改善油水流度比.由于油層對聚丙烯酰胺分子的吸附,捕集作用,而降低了高,中滲透層或高,中水淹層的滲透性,增加了注入水的滲流阻力,使低滲透層或低而未水淹層的吸水量增加,擴(kuò)大了注入水在油層平面上的波及范圍和油層縱向上的水淹厚度,從而擴(kuò)大水淹體積,將水驅(qū)時未動用的原油驅(qū)替出來,達(dá)到提高原油采收率的目的.
聚丙烯酰胺聚合物驅(qū)油提高石油采收率的概念和技術(shù)方法從提出到初步形成經(jīng)歷了約15年時間(1949一1964).1964年美國開始了聚合物驅(qū)油的現(xiàn)場試驗和工業(yè)規(guī)模的使用試驗.美國國家石油與能源研究中心(NIPER)認(rèn)為:zui終采收率ET決定于驅(qū)油效率Ed,波及效率Es和經(jīng)濟(jì)因素Ee,ET=Ed×Es×Ee.聚合物的主要貢獻(xiàn)是提高驅(qū)替工作液的粘度,降低油水流度比及調(diào)整滲透率剖面,通過提高波及效率而提高zui終采收率.Phillips石油公司對聚合物的作用作了進(jìn)一步說明:①高分子使水相粘度增高,有些聚合物流經(jīng)孔隙介質(zhì)后尚可降低水相的相對滲透率;②降低水油流度比,水油流度比的降低可減少指進(jìn)現(xiàn)象;③水相粘度增高和水相的相對滲透率下降使以后注人的流體可轉(zhuǎn)入未波及的條帶,從而提高波及系數(shù).
我國"七五"期間大慶和大港油田的兩個現(xiàn)場試驗均取得了令人振奮的良好結(jié)果.大慶油田開發(fā)試驗表明:該工藝可大幅度提高采收率,增加原油產(chǎn)量.平均每注人 lt聚合物,可增產(chǎn)原油150t以上,提高采收率 10%.研究工作表明該項技術(shù)在我國有良好的應(yīng)用前景.預(yù)計在今后高分子驅(qū)及利用高分子等化學(xué)劑的復(fù)合驅(qū)在我國將有更大的發(fā)展.
3.3 聚丙烯酰胺PAM陽離子聚丙烯酰胺用作堵水劑
在油田生產(chǎn)過程中,由于地層的非均質(zhì)性,常產(chǎn)生水浸問題,需要進(jìn)行堵水.其實質(zhì)是改變水在地層中的滲透狀態(tài),以達(dá)到減少油田產(chǎn)水,保持地層能量,提高zui終采收率的目的.PAM陽離子聚丙烯酰胺類化學(xué)堵水劑對油和水的滲透能力的作用具有選擇性,對油的滲透性降低少,對水的滲透性降低多.使用時可不交聯(lián)使用,也可與鋁鹽,鉻鹽,鋯鹽等交聯(lián)生成凝膠使用,還可增加某些樹脂以形成互穿聚合物網(wǎng)絡(luò)(IPN)使之具有更高耐溫性.如采用 W/O型PAM陽離子聚丙烯酰胺膠乳和改性氨基樹脂經(jīng)過化學(xué)交聯(lián)可以形成互穿聚合物網(wǎng)絡(luò)堵水劑,已在油田堵水中應(yīng)用,并取得了明顯的效果.采用 PAM陽離子聚丙烯酰胺還可調(diào)整地層內(nèi)吸水剖面及封堵大孔道,實踐中已見到良好效果.
3.4 聚丙烯酰胺PAM陽離子聚丙烯酰胺用作壓裂液添加劑
壓裂工藝是油田開發(fā)致密層的重要增產(chǎn)措施,其作用是開通巖石的通道,讓油流過.亞甲基聚丙烯酰胺交聯(lián)而成的壓裂液,由于具有高粘度,低摩阻,良好的懸砂能力以及配制方便和成本低等優(yōu)點而被廣泛應(yīng)用.
4, 聚丙烯酰胺礦冶
采礦過程中通常使用大量的水,zui后常須從水或水溶液中分離有用固體礦物,并將廢水凈化回收使用.應(yīng)用 PAM陽離子聚丙烯酰胺絮凝劑,可促使有用的固體物質(zhì)很快的下沉,促進(jìn)液體的澄清和泥餅的脫水,從而可提高生產(chǎn)效率,減少尾礦流失和水消耗,降低設(shè)備投資和加工成本,并減少環(huán)境污染.
聚丙烯酰胺鈾礦提取是 聚丙烯酰胺 PAM陽離子聚丙烯酰胺zui早的重要應(yīng)用領(lǐng)域之一.鈾礦是通過用酸或磺酸鹽溶液浸濾其礦石來提取的.在酸浸液過濾時,用 PAM陽離子聚丙烯酰胺處理可提高增稠和過濾速率.在提取鈾的濃縮和過濾過程中,添加 PAM陽離子聚丙烯酰胺進(jìn)行處理非常有效.PAM陽離子聚丙烯酰胺還可有效地應(yīng)用于處理鉀堿礦的礦泥,使之分出澄清的鹽水.在拜爾(Bayer)法提煉鋁礦石中,可用 PAM陽離子聚丙烯酰胺由熱苛性鈉水溶液中分離不溶性氧化鐵(紅泥).
聚丙烯酰胺 PAM陽離子聚丙烯酰胺可用于煤炭工業(yè)的洗煤過程.用于處理煤泥水,既能回收大量煤泥,又能防止黑水污染,并可使煤礦實現(xiàn)用水循環(huán),節(jié)約用水.浮選精煤時在過濾前加 PAM陽離子聚丙烯酰胺,可以增加過濾速度和濾餅重量,從而提高生產(chǎn)能力.
聚丙烯酰胺在冶金行業(yè)中,PAM陽離子聚丙烯酰胺可用于如轉(zhuǎn)爐除塵污水處理,軋鋼污水處理,高爐煤氣洗滌水處理,礦山粘土采石廢水處理,鋁加工廢水處理等.PAM陽離子聚丙烯酰胺在改進(jìn)水質(zhì)和水的重復(fù)應(yīng)用中發(fā)揮*的作用.
