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聚丙烯酰胺的水解反应

聚丙烯酰胺PAM在水处理工业中的应用主要包括原水处理、污水处理和工业水处理3个方面。在原水处理中,PAM与活性炭等配合使用,可用于生活水中悬浮颗粒的凝聚和澄清;在污水处理中。聚丙烯酰胺PAM可用于污泥脱水;在工业水处理中,主要用作配方药剂。在原水处理中,用有机絮凝剂聚丙烯酰胺PAM代替无机絮凝剂,即使不改造沉降池,净水能力也可提高20%以上。所以目前许多大中城市在供水紧张或水质较差时,都采用PAM作为补充。在污水处理中,采用PAM可以增加水回用循环的使用率。

高温条件下,水解作用是影响部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)溶液热稳定性的重要因素。河南油田在高温(75℃)油藏已开展较大规模的聚合物驱矿场试验。用淀粉碘化铬方法,测量该油田产出水(污水)中3种水解度的高分子量HPAM的水解度,以研究75℃条件下不同水解度的HPAM样品在污水中的水解过程和水解反应机理。按照试验结果,给出了水解度与老化时间的关系式和水解速度与老化时间的关系式,3种HPAM的这2种关系式基本一致,表明HPAM在污水中的水解度(最大为75%)均随老化时间的增加而快速大幅度增大;水解速度与老化时间的二次方成反比关系,并且3种HPAM的水解速率和水解度之间的关系可以用同一个关系式表达。该关系式说明,在75℃的温度条件下,HPAM的水解速度仅由水解度决定,而与HPAM的分子量无关,呈现出典型的自阻滞水解反应机理。按照得出的3种HPAM的水解度、水解速度各自与老化时间的关系式,可以预测各种HPAM在老化期间任一时刻的水解速度和水解度值。我国大部分油田地层水属弱碱性,HPAM溶液在这类污水中的水解反应速度很快,稳定性变差,因此在抉择聚合物和水质时,应充分考虑高温水解作用的影响
影响聚丙烯酰胺水解的条件因素主要有:聚丙烯酰胺溶液浓度,加碱等到温度。可见其随水解条件的不同而取不同的值。在温度为20℃,加碱比0.333:1时,最佳水解度为32%~33%,与文献推荐数值30%左右基本一致。然而当提高温度或提高加碱比时,zui佳水解度均有增大的趋势。聚内烯酰胺溶液浓度的影响不很明显。如前所述,聚丙烯酰胺的絮凝效果在本质上是由其分子链在溶液中的存在形态所决定的。水解度作为描述水解程度的指标,仅在一定程度上反映了聚丙烯酰胺的这一性态。

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