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高分子量和超高分子量聚丙烯酰胺的开发和应用
 
一、污水处理

1、项目概况

聚丙烯酰胺及其共聚物是重要的絮凝剂,广泛应用于城市污水和工业废水处理。我国是一个水资源相当贫乏的地区,加上全国水污染严重,因而保护水资源,控制和治理污染是环保的重要环节。我国制定了未来的几年内使城市污水处理率达20-30%,工业污水处理率达84%,城市排污设施普及率达70%的水污染控制总体规划目标。可是我国在水处理技术方面技术更新较慢。目前,絮凝剂仍以无机絮凝剂为主。采用聚丙烯酰胺作絮凝剂,投入量是无机絮凝剂的100分之一,但效果是无机絮凝剂的几倍至几十倍,因而聚丙烯酰胺在污水处理方面的应用具有特别重要的意义。

聚丙烯酰胺按离子特性可以分为非离子型,阴离子型,阴离子型和两性离子型。其中阳离子型聚丙烯酰胺是污水处理的有效絮凝剂。目前国内生产阳离子型聚丙烯酰胺的技术,尤其是生产高分子量阳离子型聚丙烯酰胺的技术较为落后,研制,生产的主要是一些中低分子量阳离子型聚丙烯酰胺粉状产品,且产品结构单一,不能满足社会的需要,而高分子量阳离子型聚丙烯酰胺则主要依赖于国外进口。因此开发和生产高分子量阳离子聚丙烯酰胺,并应用于环保领域,具有特别重要的意义。

本项目将要生产系列高分子量和超高分子量阳离子型,阴离子型聚丙烯酰胺乳液产品。该项目的开发技术具有国际先进水平。目前该项目的成熟度已达产业化要求。和国内生产的中低分子量粉状产品相比,高分子量阳离子型聚丙烯酰胺乳液具有用量少,溶解速度快,稳定性高,絮凝,脱泥效率高等优点。在国外,应用于污水处絮凝剂主要是这类乳液聚丙烯酰胺产品。

2、市场前景

注重环境保护已成为我国的一项基本国策。对于一个水资源相当贫乏的国家来说,保护好水源,并有效治理水污染更显重要。“高分子量聚丙烯酰胺”开发和应用安全符合国家环保产业政策,必定会得到有关政策的支持。

该项目的引进生产,将填补国内市场的某些空白,再凭借其优质,高效,价廉的特点,很快会被广大用户所接受,随着产品信誉度的不断扩大,市场占有率也将随之扩大。

再有,随着我国经济的快速发展,城市工业用水不断增加,伴随产生的污水也在增多。据市场调查,上海已新建一所污水处理站,每天有170万吨污水进入,如污水中的污泥含量为1%,则每天有一万七千吨的污泥需处理。那么一个地区,一个省,乃至全国,每天需处理的污水,污泥量将会是一个惊人的数目。因此“高分子量聚丙烯酰胺”的开发和应用,其市场前景非常广阔。

3、技术特点

高分子量聚丙烯酰胺乳液产品具有生产工艺简单,反应快速,操作方便,生产安全,效率高等优点。其中最重要的是高分子量阳离子型聚丙烯酰胺用量少,稳定性高,絮凝,脱泥效率高。本项目产品和国内产品在性能上的比较可见下表。

项目产品和国内产品比较:

阳离子聚丙烯酰胺 物理状态 分子量 水中溶解速度 水中稳定性 絮凝,脱凝效率
国内产品 粉状 <2百万 5-6小时 不稳定,失效快 用量高,效果差
本项目产品 乳液 >1千万 速溶 稳定,持效 用量少,效率高

本项目生产的聚丙烯酰胺是一个地道的无公害产品,在生产过程中无“三废”。

4、生产条件

由于“高分子量聚丙烯酰胺”为系列产品,故可考虑分步开发投产。要求投资者具有一定的市场开拓能力,首期投资给500万人民币(不包括土地投资),用于建造试验室,厂房,则置试验仪器和生产设备等固定资产的投产以及流动资金的准备。

5、效益评估

现按上述的市场调查和估算,仅以上海市每天有一万七千吨污泥需处理为例,需用阳离子聚丙烯酰胺85吨(如每吨污泥处理需5千克阳离子聚丙烯酰胺)。目前阳离子聚丙烯酰胺的市场价格为3万元-4.5万元/吨 (45% 阳离子度) ,按下限价格计算,本产品的销售额为每天255万元,经测算,本产品 (45% 阳离子度) 的生产成本为2.3万元/吨,那么每天可获利税59万5千元。可见其获利水平远远高于社会平均利润水平,因此该项目将带来的经济效益是十分可观的。

二、造纸

聚丙烯酰胺是造纸工业的重要添加剂。在造纸过程中,聚丙烯酰胺可以提高填料,颜料等的存留率以降低原材料的流失和对环境的污染。此外,还可提高纸张的湿强度和干强度。我国是一个造纸大国,随着造纸工业的发展,聚丙烯酰胺用量也将增加。但由于国内生产高分子量聚丙烯酰胺技术较为落后。现有的产品有分子量低,稳定性差,溶解速度慢等缺点,所以现有产品不能满足造纸工业的发展和需求。本项目产品由于高分子量,效率高,稳定性好等优点,则会广泛应用造纸工业。进口高分子量聚丙烯酰胺用于造纸助留剂,目前市场售价在4.5万元/吨—5万元/吨之间。由此看来,科学技术作为先进的生产力,会给社会和企业带来巨大的效益。

三、采油

高分子量聚丙烯酰胺不仅是一种高效絮凝剂及造纸添加剂,也是一种极其优良的增稠剂。由于聚丙烯酰胺水溶液的粘度很高,因而在石油开采中可作多种用途的添加剂,如用作钻井液、压裂液及聚合物驱油以提高石油采收率。如在油田开采过程中,平均每注入1吨聚丙烯酰胺可增产原油150吨以上提高采收率10%。石油开采对聚丙烯酰胺分子量要求能达一千万以上,但由于国内目前不能生产超高分子量聚丙烯酰胺,所以现有产品不能满足石油开采的发展和需求。本项目将要生产超高分子量聚丙烯酰胺,主要应用于油田的开采。因而本项目产品在石油开采的应用也会带来可喜的经济效益和社会效益。

四、其它应用

高分子量聚丙烯酰胺除了用于污水处理,造纸,石油开采行业外,还可以应用于选矿,发酵、建材,纺织,印染,炼金,土壤改良。吸水树脂,电镀工业等行业。同样具有可喜的经济效益和社会效益。

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