[发明专利]后水解法制备聚丙烯酰胺类聚合物用节能型水解器及方法

说明书

技术领域

本发明是关于一种后水解法制备聚丙烯酰胺类聚合物的工艺中所用的关键设备及相关工艺，具体是关于一种改进的水解器以及利用该水解器采用后水解法制备聚丙烯酰胺类聚合物的方法，能节能降耗，降低生产成本领域，解决后水解工艺的关键性问题。

背景技术

聚丙烯酰胺类聚合物的水解工艺分为前水解工艺和后水解工艺。后水解工艺为丙烯酰胺单体经过聚合后成为胶体，通过一次造粒设备将其造粒，然后在50～95℃的加热条件下和纯度为90～99.99%的固体氢氧化钠混合搅拌水解。加碱比例为5%～60%，水解时间为2～10h。水解反应器（简称水解器）筒体外层为夹套，通过加热介质对物料进行加热水解。水解后的物料再经过二次造粒，输送至干燥床，干燥，粉碎，筛分，得到工业产品。通过后水解工艺的聚丙烯酰胺类聚合物工业产品分子量可以大于2500万甚至3500万，同时产品的水溶性良好。

后水解虽然多一道水解工序，但聚合反应的起始反应温度低且不加碱，避免了一些杂质的带入，易得到相对分子量高的产品。目前广泛应用超高分子量的聚丙烯酰胺类聚合物多采用此方法生产。

后水解的一次造粒的目的是为了把聚丙烯酰胺大块胶块造粒，然后在搅拌下加入强碱，因为聚丙烯酰胺类聚合物不是热的良导体，为了使其受热均匀，同时也是为了氢氧化钠颗粒分布均匀，必须施加搅拌。但是，目前使用的水解器，基本上是采用电机直接连接水解器搅拌螺旋的方式提供搅拌动力（相关装置结构可参见CN202139189B，由于水解器本身无需太快的转速，该现有技术中电机可连接一个减速器后再驱动搅拌装置），这种以电机直接驱动搅拌装置的方式，功率较大，通常在100KW以上，并且启动力矩小，必须在一次造粒开始时就要启动，否则中间过程启动，由于物料粘度较大，易造成电机憋停需要人为进入掏出物料的事故。此外，由于一次造粒通常需要几个小时，因此电机能耗非常大，增加了后水解工艺生产聚丙烯酰胺类聚合物的成本。

发明内容

本发明的一个目的在于针对现有技术的后水解法工艺生产聚丙烯酰胺类聚合物能耗高的缺点，对工艺中的关键设备——水解反应器进行改进，提供一种节能型的水解反应器（水解器），以节能降耗，降低生产成本。

本发明的另一目的在于提供利用所述的节能型水解器生产聚丙烯酰胺类聚合物的方法。

本发明中，主要是以液压传动装置与水解器搅拌螺旋相连接，为搅拌提供动力，可在一次造粒过程的大部分时间不需运转，当一次造粒结束前用较大力矩开启搅拌，同时加入氢氧化钠，在保证物料与氢氧化钠混合均匀及水解受热均匀的前提下，将能耗降到最低，从而克服了现有技术的后水解工艺能耗高的缺点。

具体地，一方面，本发明提供了一种节能型的后水解法制备聚丙烯酰胺类聚合物用水解器，该水解器包括搅拌装置，该水解器的搅拌装置的直接动力由液压装置提供。

根据本发明的具体实施方案，所述液压装置可以是现有技术的液压装置，通常包括顺序连接的电机、油泵、液压泵及液压传动系统。本发明中，液压传动系统与水解器的搅拌装置连接而驱动搅拌装置运作。

根据本发明的具体实施方案，本发明中所用液压装置为低速大扭矩液压装置，优选地，最低稳定转速5～15转/分，产生的扭矩为100～5000Nm（具体扭矩可按照实际生产需要进行调整）。

根据本发明的具体实施方案，本发明的后水解法制备聚丙烯酰胺类聚合物用水解器中，液压装置的液压系统可以是开式的或者闭式的。液压装置的液压泵可以为单泵系统、双泵系统或多泵系统。

根据本发明的具体实施方案，本发明的后水解法制备聚丙烯酰胺类聚合物用水解器中，由电机驱动液压装置从而间接给水解器提供动力，电机功率可以是电机直接驱动的水解器的1/2～1/5，通常为20～50KW。

另一方面，本发明还提供了一种利用本发明所述的节能型水解器生产聚丙烯酰胺类聚合物的方法，该方法包括：

纯度为90～99.99%的固体氢氧化钠与聚合物胶粒在水解器中混合，并在加热的条件下搅拌水解，搅拌装置的直接动力由液压装置提供。

根据本发明的具体实施方案，本发明的利用本发明所述的节能型水解器生产聚丙烯酰胺类聚合物的方法中，固态氢氧化钠的加入量为聚合物重量的5%～60%，加热温度为50～95℃，水解时间为2～10h。