玉泉生物法和化学法丙烯酰胺单体质量和聚合性能对比

1. 生物法单体聚合性能比较。
   由于生物法单体浓度偏低(为23%左右)，无法达到化学法单体聚合工艺要求的反应溶液单体(AM)浓度25%的要求，采取将样品溶液直接加固体碳酸钠的办法，使反应溶液浓度达到极限最高值，聚丙烯酰胺,pam,阴离子聚丙烯酰胺,非离子聚丙烯酰胺,阳离子聚丙烯酰胺--巩义市泰和水处理材料有限公司一般可达到21.5%以上。研究发现引发温度为19-20℃，反应母液pH值为12.40时效果最好。
   
   从图3-9可以看出，生物法单体(生物法单体为万全2)聚合反应引发速度慢，反应时间长，最终温度低，聚合反应不完全。经对比两种单体所得PAM在产品钻质量上的差异，化学法单体制得的产品质量指标均在合格指标范围内，而生物法单体(万全2)样品制得的产品多项指标不合格。其不溶物严重超标，过滤比不合格，残余单体偏高。
   从聚合反应温度记录曲线和检测结果来看(图3-9)，化学法单体聚合配方不适于生物法单体。
   

2. 两种单体的聚合反应性能和产品质量对比。
   为了准确评价两种单体的聚合性能和聚合产品所能达到的质量，采取分别优选最佳配方的方法，进行聚合反应性能和产品质量对比。
   
   从图3-10可以看出，生物法单体引发速度比化学法单体快(即聚合反应前20min)，而在30min后(即反应温度达到40℃时)，化学法单体反应速度明显比生物法单体快，最高反应温度也比生物法单体高。从整个聚合反应过程看，生物法单体虽引发速度快，但整个聚合反应速度并不快，反应温度始终保持平稳上升。生物法单体的聚合特点表明，反应活性高，聚合反应平稳，符合高相对分子质量聚合配方的要求。实际生产中链转移剂浓度比化学法单体高4倍。
   

从表3-2中可以看出，生物法单体合成的聚丙烯酰胺黏度，相对分子质量均超过化学法单体合成的聚内烯酰胺，并且过滤比合格(不溶物不合格)。

1. 生物法单体的聚合性能和果合产品质量对比。
   采用优选的聚合配方，对样品1，样品2作对比实验，见图3-11。
   从图3-11中可以看出，取样前混合样品1聚合引发较快，最终温度高，而取样后混合样品2聚合活性较低，聚合反应速度比样品1慢。
   
   从表3-3中看出，以样品1为原料所生产PAM除不溶物超标外，其他指标均达到高相对分子质量PAM的要求；样品2所生产PAM溶解性较差，过滤比，不溶物不合格，相对分子质量和黏度较低。

1. 生物法。
   ①从单体活性看，生物法单体优于化学法单体，而且所得聚合物相对分子质量较高，但质量不稳定，有些样品活性与化学法单体相当或不如。
   ②生物法单体聚合反应速度易控制，虽大福度提高催化剂浓度，但反应速度始终保持平稳，低速，该特点有益于生产高相对分子质量的聚丙烯酰胺。
   ③生物法单体聚合性能不够稳定，这直接导致聚合产品质量的不稳定，最佳聚合配方和聚合产品质量的重复性较差。
   ④生物法丙烯酸胺生产工艺中的生物醉易染菌.r批生物酶的酶活性和选择性有一定差异，导致生产的丙烯酰胺单体溶液中除可检测出的杂质外，还有丙烯醛，丙烯酸，噁唑等未检测出的杂质。另外，由于固定生物酶的固定化细胞强度不够，可能有漏失到单体溶液中的死蛋白大分子和生物酶。这些杂质的存在比较难于通过精制过程完全除去，在自由基引发聚合时产生交联，导致聚合产品溶解性较差。
   由于生物酶的高选择性和高活性，生产的生物法单体活性较高，且生产过程中未加阻聚剂，单体易发生自聚生成低聚物，低聚物可使聚合产生交联，造成聚合产品溶解性较差。
   生物法丙烯酰胺生产技术工艺流程简单，投资少，对原料要求低，生产成本低，易于操作。其先进性表现在腈水合酶催化剂选择性好，收率高，产品杂质少，副产物少，反应在常温，常压下即可进行。缺点是酶催化剂制备时易染菌，稳定性略差。另外，丙烯酰胺产品活性高，且成品中投有加入起稳定作用的阻聚剂，使产品不易长时间储存，给大规模生产带来困难。
   ⑤高转化率。化学催化法生产丙烯酰胺的一次转化率在80%左右，而微生物催化剂的一次转化率可达99.99%，这样就省去了化学法催化过程所需要的丙烯腈回收装置，大大地减少了设备投入，降低了物耗和能耗。

2. 化学法。
   ①化学法反应物中有较多AN(17%)，需要闪蒸回收，以循环利用。
   ②化学法反应物中AM浓度约为22%，需浓缩至50%，能耗大。
   ③化学法对催化剂制备所需化学品要求非常严格，而且品种繁多。
   ④化学法要求气级脱盐(电导率≤2μs/cm)。
   ⑤化学法要求高纯氮(99.999%)。
   ⑥化学法AM产品中有Cu离子(Cu离子影响后续聚合工艺，起阻聚作用)。
   ⑦化学法反应压力，温度不易控制。
   ⑧化学法丙烯酰胺生产工艺技术成熟，产品质量稳定，易于储存，适于大规模生产，但工艺生产线较复杂，投资大，操作难度大。