聚丙烯酰胺產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢，國內(nèi)聚丙烯酰胺產(chǎn)品的主要用戶是油田的三次采 油和水處理行業(yè)。

聚丙烯酰胺產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢，我國聚丙烯酰胺消費結(jié)構(gòu)及預(yù)測

聚丙烯釀胺（Polyscrylamide，簡稱PAM)， 是由單體丙烯酰胺聚合而成的水溶性線型高分子 物質(zhì)。產(chǎn)品按物理形態(tài)劃分，有固體粉狀、水溶 液、凝膠和乳液4種形式；按離子形式劃分，有 非離子、陰離子、陽離子和復(fù)合離子4種類型。

聚丙烯酰胺是水溶性高分子中應(yīng)用最廣泛的 品種之一，具有“百業(yè)助劑，“萬能產(chǎn)品，’之稱[1]。

1應(yīng)用現(xiàn)狀 1.1國外

各國家和地區(qū)聚丙烯酰胺的應(yīng)用結(jié)構(gòu)有所不 同，美國和西歐的聚丙烯酰胺主要用于水處理， 在造紙方面應(yīng)用所占比例相對較小，而日本的聚 丙烯酰胺則主要用于造紙工業(yè)。美國聚丙烯酰胺 的消費結(jié)構(gòu)大約為：水處理占60%，造紙占 25%，礦山占11%，其它占4%;曰本聚丙烯酰胺 的消費結(jié)構(gòu)為：水處理占32%，造紙占45%，礦 山占8%，石油占12%，其它占3%;西歐聚丙烯 酰胺的消費結(jié)構(gòu)為：水處理占56%，造紙占 29%，石油占11%，其它占4%。

1.2國內(nèi)

我國聚丙烯酰胺主要應(yīng)用領(lǐng)域是石油開采、 水處理、造紙、高吸水性樹脂，冶金和洗煤等。

我國聚丙烯酰胺消費結(jié)構(gòu)及預(yù)測如表1所示。 從表1可以看出，在今后相當長的一段時間內(nèi)，

年份油田開采水處理造紙其它需求量 合計/萬t

需求量/萬t份額/%需求量/萬t份額/%需求量/萬t份額/%需求量/萬t份額/%

20006.4881.00.729.00.405.00.405.08.00

200517.5673.22.349.82.349.81.767.324.00

200625.0278.53.5111.02.497.80.862.731.88

200723.6375.03.4711.02.849.01.585.031.52

200825.7872.94.5112.83.419.61.664.735.36

2009 (E)28.1370.65.8614.74.0910.31.744.439.82

2010 (E)30.6968.17.6216.94.9110.91.834.145.05

 

1.2.1聚丙烯酰胺產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢，石油開采領(lǐng)域

在石油開采領(lǐng)域，隨著油田生產(chǎn)年限的延長， 原油產(chǎn)量呈下降趨勢。以大慶油田為例，2000— 2006年年均遞減率達3%以上，2006年原油產(chǎn)量 為4 338萬t。這期間，如果沒有采用聚丙烯酰胺

驅(qū)油，其遞減速度將更快。大慶油田是國內(nèi)第一 家使用PAM提高石油采出率的油田，從1996年開始工業(yè)化應(yīng)用注聚合物驅(qū)油技術(shù)，截至2006年 累計使用PAM 65萬t,累計為大慶油田增產(chǎn)原油 9 000多萬t。2001年的PAM用量已超過10萬t[2]。 預(yù)計“十一五”期間大慶油田對PAM的需求將繼 續(xù)增加。我國大慶、勝利、遼河、華北、大港等 油田均已進入生產(chǎn)后期，只有通過三次采油技術(shù) 才能保證產(chǎn)量，使所有的資源都能被利用。

此外，隨著油田生產(chǎn)要求的提高，除驅(qū)油外 其他用途的聚丙烯酰胺的用量也將增加，因此預(yù) 計未來幾年油田生產(chǎn)對聚丙烯酰胺需求的年增長 速度在6%左右，2010年需求量將達到30萬t。 1.2.2水處理領(lǐng)域

PAM在水處理中主要用在原水處理、城市污 水處理、工業(yè)廢水處理三方面[3]。與國外不同，我 國水處理領(lǐng)域在PAM消費中所占比例目前僅占 11%左右。2006年用量約為3.0萬t，2001年增加 到3.5萬t。污水處理能力差、水資源污染嚴重是 我國水資源緊缺的重要因素，僅全國600多座城 市污水處理廠城市生活污水集中處理率僅為42.55%， 有200個城市生活污水集中處理率為零。根據(jù)建 設(shè)部數(shù)據(jù)，到2006年全國仍有218個城市沒有建 成污水處理廠，有30多個城市50多座污水處理 廠運行負荷率不足30%，一部分建成的污水處理 廠沒有充分發(fā)揮效用。國內(nèi)工業(yè)水的重復(fù)利用率 不到10%，工業(yè)廢水處理率也不到80%，同國外 發(fā)達國家相比差距較大[4]。

污水處理率不高的問題已經(jīng)引起了國家政府 部門的重視。2008年3月，國務(wù)院在十■—屆全國 人大會議上提出，要在兩年內(nèi)，在36個大城市率 先實現(xiàn)污水的全部收集和處理，適當提高污水處 理費標準。隨著國家加大環(huán)保投資和污水處理相 關(guān)政策的施行，以及城市污水處理費的征收率和 征收水平的提高，已建成的污水處理廠的開車率 和運行負荷必將大大提高，應(yīng)用于污水處理領(lǐng)域 的聚丙烯酰胺消費需求也必將大幅提高。

1.2.3聚丙烯酰胺產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢，造紙領(lǐng)域

PAM在造紙行業(yè)的應(yīng)用也十分廣泛。高分子 量陽離子聚丙烯酰胺（CPAM)是一種優(yōu)良的助留 劑，利用CPAM分子結(jié)構(gòu)中的陽離子基團，可直 接與纖維和填料形成靜電吸附之留著，同時亦可 通過橋連作用與纖維結(jié)合而很快產(chǎn)生絮凝。利用 CPAM分子結(jié)構(gòu)中的陽離子基團架橋的作用，促 進纖維間的相互作用，吸附到纖維上的增強劑有 助于酰胺基與纖維上的羥基形成氫鍵，從而提高 了紙張的強度。

造紙工業(yè)對PAM的需求與紙漿原料、紙產(chǎn)品 種類以及造紙工業(yè)水平等相關(guān)。我國現(xiàn)已成為全 球第二大紙生產(chǎn)和消費國，自改革開放以來，長 期保持高速發(fā)展態(tài)勢，紙和紙板產(chǎn)量由1918年的 489萬t增至2001年的1 181萬t，預(yù)計2010年 的產(chǎn)量將超過9 000萬t。但是，造紙工業(yè)原料和 環(huán)境污染是長期困擾我國造紙工業(yè)發(fā)展的兩大主 要問題。我國是一個森林資源匱乏的國家，因此 造紙工業(yè)更多是利用非木漿和廢紙漿作為原料。 根據(jù)2006年造紙工業(yè)的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，木漿占國內(nèi)造 紙工業(yè)原料的比重僅為22%，非木漿為22%，其 余56%為廢紙漿。另外，由于技術(shù)水平、原料結(jié) 構(gòu)和規(guī)模及裝備水平等原因，我國造紙工業(yè)的噸 產(chǎn)品水耗高于國際先進水平100%以上，每年廢水 的排放量占全國的比重較高。2005年造紙工業(yè)的 廢水排放量36.1億t，約占全國重點統(tǒng)計企業(yè)廢 水排放總量的11%，COD排放量159.1萬t，占全 國重點統(tǒng)計企業(yè)COD排放總量的32.4%。

2006年國內(nèi)造紙領(lǐng)域消耗PAM量約2.5萬t， 2001年增加到約3萬t，其中廢紙脫磨和瓦楞增 強方面的用量較多。根據(jù)造紙工業(yè)的發(fā)展規(guī)劃， 預(yù)計2010年將需要近5萬t聚丙烯酰胺，其中陽 離子聚丙烯酰胺的用量將超過1萬t[5]。

1.2.4聚丙烯酰胺產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢，其他領(lǐng)域

在采礦、選礦、冶金、紡織印染、農(nóng)林、煤 炭、水泥等多個領(lǐng)域，PAM均有一定消費量。

在采礦領(lǐng)域，PAM被用于選礦。目前國內(nèi)的 鉛鋅礦、金礦、鎳礦、銅礦等大多采用PAM絮凝 劑和助濾劑，可促使有用的固體礦物很快下沉， 或可加速細粒物料的濃縮和提高過濾效率，從而 提高分離效果及生產(chǎn)效率，減少尾礦流失和降低 成本。隨著各種礦產(chǎn)資源儲量的減少和品位的下 降，選礦已成為獲取各種礦產(chǎn)資源的重要手段， 目前這方面對PAM的需求處于上升態(tài)勢。

在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，利用PAM的膠黏性和高吸水 性，可用作土壤改良劑以防治水土流失，用作土 壤保濕劑以及種子培養(yǎng)劑等。我國傳統(tǒng)的農(nóng)林澆 水灌溉，水的利用率不足10%，投資大的滴灌、 噴灌，水的利用率也只有50%~60%，因此對水資 源嚴重短缺的地區(qū)，采用更加高效的保水辦法將 更為有利。大量的研究顯示，PAM作為保水劑在1

ha 土地上使用100 kg可節(jié)水50%c，農(nóng)作物增產(chǎn) 20%~70%。根據(jù)我國土地和水資源特點，發(fā)展 PAM保水劑對于提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)意義重大。

另外，在水泥增強劑、吸水性樹脂、粘合劑、 皮革復(fù)蹂劑等領(lǐng)域，聚丙烯酰胺也有比較廣泛的 使用。近年來，市場對高吸水性樹脂需求增加很 快，更增加了對聚丙烯酰胺的需求量[6]。

2聚丙烯酰胺產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢，生產(chǎn)現(xiàn)狀 2.1國外

世界上聚丙烯酰胺生產(chǎn)企業(yè)主要分布在美國、 日本、西歐。到2007年，世界上聚丙烯酰胺的總 生產(chǎn)能力約為45萬t/a,總產(chǎn)量約為42萬t/a。 美國、日本、西歐是聚丙烯酰胺的主要生產(chǎn)國家和 地區(qū)，國外聚丙烯酰胺主要生產(chǎn)廠家列于表2[7]。

2.2聚丙烯酰胺產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢，國內(nèi)

到2007年，全國聚丙烯酰胺企業(yè)有200多 家，而近90%的產(chǎn)量集中在十多家生產(chǎn)廠。國內(nèi)企 業(yè)聚丙烯酰胺生產(chǎn)能力統(tǒng)計見表3。

3生產(chǎn)工藝 3.1國外

3.1.1丙烯酰胺生產(chǎn)技術(shù)

丙烯酰胺工業(yè)化生產(chǎn)的方法主要有兩種： 一種是化學(xué)法，即用骨架銅作催化劑生產(chǎn)；另 一種是生化法，即用生物水和酶作催化劑生產(chǎn) 丙烯酰胺。目前，國外丙烯酰胺單體生產(chǎn)裝置 以化學(xué)法為主，技術(shù)覆蓋率在90%以上，其它為

表2國外聚丙烯酰胺主要生產(chǎn)廠家

公司名稱生產(chǎn)能力/所占比 (萬 t.a-1)例/%產(chǎn)品形式

美國38.6

美國汽巴特種化學(xué)品公司1.2干粉

道化學(xué)公司3.5干粉、乳液

賽特公司4.0干粉、乳液

馬拉松石油公司3.4水溶液

納爾科公司1.5乳液

日本14.77

聚丙烯酰胺公司1.0干粉

日東化學(xué)公司0.8干粉

三井化學(xué)公司1.4干粉

三菱化成公司1.0干粉

rakawa公司1.0干粉

西歐52.37

英國汽巴特種化學(xué)品公司4.0干粉、 乳液

法國SNF公司7.0干粉、 乳液

德國斯托豪森公司2.1干粉

納爾科公司1.8干粉

芬蘭的賽特公司1.5干粉、 乳液

合計35.2

生化法技術(shù)。

3.1.1.1化學(xué)法

表3國內(nèi)企業(yè)聚丙烯酰胺生產(chǎn)能力統(tǒng)計

企業(yè)名稱生產(chǎn)能力/(萬fa-1)產(chǎn)品形式

中國石油大慶煉化分公司9中高、高分子量陰離子PAM干粉

江蘇泰興SNF (法）公司3陰、陽離子PAM干粉、乳液PAM

北京市恒聚油田化學(xué)劑有限公司3陰、陽離子PAM干粉，復(fù)合離子PAM干粉等

安徽天潤化學(xué)工業(yè)股份有限公司3.8中高分子量陰離子 PAM 干粉

勝利油田長安實業(yè)公司1.3中高分子量陰離子 PAM 干粉

勝利油田聚合物有限公司0.4中高分子量陰離子 PAM 干粉

太原重工祁縣聚合物公司1中高分子量陰離子 PAM 干粉

遼寧盤錦興建助劑有限公司0.4中高分子量陰、陽、復(fù)合離子、抗鹽PAM干粉

撫順油田化學(xué)廠0.2中高分子量陰離子PAM干粉

山東東營勝利電化有限公司0.2中高分子量陰離子PAM干粉

江蘇南天集團有限公司0.3中高分子量陰離子 PAM 干粉

勝利油田井下盛苑化工實業(yè)公司0.2中高分子量陰離子 PAM 干粉

南昌兩江化工有限公司1中高分子量陰離子 PAM 干粉

廣州聚丙烯酰胺工程技術(shù)中心0.3中高分陰、陽、非離子PAM干粉

其他小廠1.5

合計（折干基）25.6

目前國外主要采用化學(xué)法生產(chǎn)丙烯酰胺。早 在20世紀60年代，美國氰胺公司和日本三菱化 成公司先后開發(fā)硫酸水合法生產(chǎn)丙烯酰胺的技術(shù)， 實現(xiàn)了丙烯酰胺的工業(yè)化生產(chǎn)。到了 20世紀70

年代中期，日本和美國同時開發(fā)了以銅為主的催 化劑體系，建成直接水合法生產(chǎn)丙烯酰胺單體生 產(chǎn)裝置，取代了硫酸水合法，被稱為丙烯酰胺第 二代生產(chǎn)技術(shù)。

國外化學(xué)法生產(chǎn)丙烯酰胺兩個比較有代表性 的技術(shù)：_是三菱公司懸浮床連續(xù)催化生產(chǎn)工藝， 產(chǎn)品為50%的丙烯酰胺水溶液；二是美國 化學(xué)公司為代表的固定床連續(xù)催化工藝技術(shù)， 產(chǎn)品為25%~30%丙烯酰胺水溶液。這兩種生產(chǎn) 工藝的共同特點是采用丙烯腈催化水合法生產(chǎn) 丙烯酰胺，丙烯腈轉(zhuǎn)化率高，無副產(chǎn)品，產(chǎn)品 質(zhì)量好，催化劑和原材料的消耗指標都較低， 三廢排放量少。

3.1.1.2生化法

生化法采用生物酶作催化劑，將丙烯腈、水 和生物催化劑調(diào)配成水合溶液，在催化反應(yīng)后分 離出廢催化劑就可得到丙烯酰胺產(chǎn)品。與銅催化 水合法相比，其特點是：丙烯腈單程轉(zhuǎn)化率極高， 為99.99%;無需分離回收未反應(yīng)丙烯腈；酶的特 異性能使選擇性極高，為99.98%，無副反應(yīng)，無 需銅分離工段，無需離子交換處理，使分離精制 操作大為簡化；產(chǎn)品濃度高，無需提濃操作；整 個過程操作簡便，設(shè)備投資少，生產(chǎn)經(jīng)濟效益高， 利于小規(guī)模生產(chǎn)；特別適合于生產(chǎn)高粘度的超高 相對分子質(zhì)量的聚丙烯酰胺。到目前為止，生化 法已經(jīng)發(fā)展出以下三種具體工藝技術(shù)。

(1)應(yīng)用膜技術(shù)的微生物法。包含的工序有 微生物菌體培養(yǎng)、菌體重懸液的制備、用游離菌 體作生物催化劑進行丙烯腈水合反應(yīng)、分離反應(yīng) 所得的丙烯酰胺水合液。其特征是用微濾膜來洗 滌凈化發(fā)酵液中的菌體以制備菌體重懸液，用超 濾膜來分離丙烯酰胺水合液及生物雜質(zhì)。采用該 工藝生產(chǎn)丙烯酰胺可以明顯提高生產(chǎn)效率和菌體 利用率，同時水合液產(chǎn)品中的生物雜質(zhì)含量降低， 得到的丙烯酰胺質(zhì)量好、純度高。

(2)微生物連續(xù)催化法。通過發(fā)酵生產(chǎn)含有 腈水合酶的丙酸棒桿菌或其誘變株細胞，然后用 游離細胞法或固定化細胞法催化丙烯腈水合成丙 烯酰胺，然后處理得到高純度的丙烯酰胺。

(3)使用經(jīng)丙烯酸水溶液洗滌的微生物催化 劑。先用丙烯酸水溶液洗滌微生物催化劑，然后 將經(jīng)洗滌的微生物催化劑用于轉(zhuǎn)化反應(yīng)來制備丙 烯酰胺。

聚丙烯酰胺產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢，國外生化法技術(shù)是首先由日本日東公司開發(fā)的。 該公司于1984年在日本橫濱建成一套4 000 t/a 生化法丙烯酰胺生產(chǎn)裝置，1992年將裝置的生產(chǎn) 能力提高到2萬t/a。日東生化法生產(chǎn)丙烯酰胺技 術(shù)仍以丙烯腈為原料，在多級連續(xù)平流型反應(yīng)器 內(nèi)進行水合反應(yīng)，反應(yīng)物經(jīng)泡沫分離和過濾直接 得到50%的丙烯酰胺單體溶液，其技術(shù)的先進性 表現(xiàn)在腈水合酶催化劑選擇性好，收率高，產(chǎn)品 雜質(zhì)少，副產(chǎn)物少，反應(yīng)在常溫、常壓下進行， 省去了產(chǎn)品提濃和丙烯腈回收等工段，使工藝過 程得到簡化。另外，法國SNF公司采用生化法丙 烯酰胺生產(chǎn)技術(shù)在美國和法國建設(shè)2套萬噸級生 產(chǎn)裝置，并在我國泰州獨資建設(shè)2萬t/a生化法 丙烯酰胺單體裝置和配套聚合物生產(chǎn)裝置。

3.1.2聚丙烯酰胺生產(chǎn)技術(shù)

國外工業(yè)化聚丙烯酰胺的聚合工藝技術(shù)主要 有如下5種[8]。前三種工藝均可以通過調(diào)整引發(fā) 體系，生產(chǎn)不同分子量的聚丙烯酰胺產(chǎn)品。

3.1.2.1乳液聚合工藝

將單體水溶液按一定比例加入到油相中，在 乳化劑的作用下形成油包水型乳液，丙烯酰胺單 體在此環(huán)境中進行聚合反應(yīng)，得到質(zhì)量分數(shù)為 20%以上的乳液聚合物產(chǎn)品，其產(chǎn)品相對分子質(zhì) 量能達到2 400萬以上，粘度在70 mPa.s以上。 乳液聚合工藝在生產(chǎn)過程中減少了聚合物膠體的 切割、造粒、干燥等工序，降低了聚合物工廠的 設(shè)備投入和能耗，但同時增加了產(chǎn)品的運輸和貯 存量，在生產(chǎn)過程中需用大量的有機溶劑。美國 CYTEC公司、法國SNF公司均擁有此項技術(shù)。 3.1.2.2均聚現(xiàn)場水解工藝

將在化工廠內(nèi)聚合得到的非離子聚丙烯酰胺 干粉運至聚合物注入現(xiàn)場溶解后，再加入氫氧化 鈉進行水解得到質(zhì)量分數(shù)為2.2%的陰離子聚丙烯 酰胺產(chǎn)品，最終產(chǎn)品的相對分子質(zhì)量最高能達 到2 400萬以上，粘度能達到70 mPa .s以上， 其它各項指標均符合要求。這種工藝技術(shù)需要 在油田注入現(xiàn)場建設(shè)多個水解非離子聚丙烯酰 胺的小化工廠。英國汽巴公司、法國SNF公司 擁有此項技術(shù)。

3.1.2.3聚丙烯酰胺產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢，均聚后水解工藝

主要由日本三菱化學(xué)公司開發(fā)。其工藝過程 是先均聚成非離子聚丙烯酰胺，在造粒后加入氫 氧化鈉水解，最后通過干燥得到粉狀聚合物產(chǎn)品。

產(chǎn)品的相對分子質(zhì)量能達到2 200萬以上，粘度 能達到50mPa.s以上。這種工藝技術(shù)的特點是較 其它干粉生產(chǎn)工藝得到的產(chǎn)品相對分子質(zhì)量高，對 產(chǎn)品類型可進行靈活調(diào)整，但工藝過程較為復(fù)雜。 3.1.2.4共聚合工藝

采用丙烯酰胺和丙烯酸兩種聚合單體在較低 的引發(fā)溫度條件下，由引發(fā)體系作用，進行共聚 合反應(yīng)，聚合得到的膠體經(jīng)切割、造粒、干燥等 過程得到粉狀陰離子聚丙烯酰胺產(chǎn)品。這種技術(shù) 在國外已應(yīng)用多年，世界上大多數(shù)聚丙烯酰胺產(chǎn) 品為共聚物，陰離子聚丙烯酰胺產(chǎn)品的相對分子 質(zhì)量能達到2 000萬，粘度可達50 mPa.s以上。 該工藝的特點是可以根據(jù)不同的用途生產(chǎn)不同水 解度的產(chǎn)品，產(chǎn)品的水解度可在0~70%的范圍內(nèi) 調(diào)整。英國汽巴公司、法國SNF公司、美國 CYTEC公司等均擁有共聚合技術(shù)。

3.1.2.5前加堿共水解聚合工藝

采用丙烯酰胺和碳酸鈉兩種主要原料。這種 工藝技術(shù)與其它工藝的主要區(qū)別是在聚合溶液制 備過程中加入碳酸鈉，在進行聚合反應(yīng)的同時進 行水解反應(yīng)，聚合和水解在同一反應(yīng)釜內(nèi)完成， 在熟化過程中使水解反應(yīng)更加完全。法國SNF公 司擁有此項技術(shù)。另外我國的大慶煉化公司 1992年引進的5.2萬t/a聚丙烯酰胺裝置采用了 這種技術(shù)。

3.2國內(nèi)

3.2.1丙烯酰胺生產(chǎn)技術(shù)

國內(nèi)化學(xué)法生產(chǎn)丙烯酰胺工藝起步晚，且近 年沒有很大的發(fā)展，仍限于采用銅系催化劑，固 定床工藝路線，最大生產(chǎn)能力為2 000 t/a，與國 外先進生產(chǎn)技術(shù)相比，規(guī)模小，能耗高，而且產(chǎn) 品質(zhì)量不穩(wěn)定，達不到生產(chǎn)高相對分子質(zhì)量聚丙 烯酰胺的原料要求。

近年來，國內(nèi)生化法生產(chǎn)丙烯酰胺技術(shù)得到 了較快的發(fā)展，近期國內(nèi)建設(shè)的丙烯酰胺裝置大 多采用生化法技術(shù)。

我國從20世紀80年代中期開始進行生化法 生產(chǎn)丙烯酰胺的研究工作，上海交大、北京微生 物所、石油化工科學(xué)研究院、上海生物化工研究 中心等大專院校和科研部門都相繼開展了此項研 究工作。1993年10月在浙江桐廬，采用上海生 物化工研究所的技術(shù)完成了 500 t/a規(guī)模的中試 裝置，得到了較高質(zhì)量的丙烯酰胺產(chǎn)品，取得了 突破性進展，并于當年通過國家科委組織的鑒定 驗收。

1999年9月，勝利油田采用上海生化所技術(shù) 建成1萬t/a丙烯酰胺生產(chǎn)裝置，之后，江西昌 九農(nóng)科化工有限公司、大慶石油管理局技術(shù)開發(fā) 實業(yè)公司等分別建成了萬噸級生化法丙烯酰胺生 產(chǎn)裝置。

國內(nèi)生化法技術(shù)在國內(nèi)的覆蓋率在90%以上。 生化法技術(shù)在國內(nèi)迅速發(fā)展的主要原因是技術(shù)來 源較為廣泛，工藝條件較為溫和以及國內(nèi)化學(xué)法 技術(shù)不夠成熟。

3.2.2 聚丙烯酰胺生產(chǎn)技術(shù) 3.2.2.1 前加堿共水解聚合

該工藝采用丙烯酰胺和碳酸鈉兩種主要原料， 與其它工藝的主要區(qū)別是在聚合溶液制備過程中 加入碳酸鈉，在進行聚合反應(yīng)的同時進行水解反 應(yīng)，聚合和水解在同_反應(yīng)釜內(nèi)完成，在熟化過 程中使水解反應(yīng)更加完全。聚合反應(yīng)可根據(jù)所需 產(chǎn)品的相對分子質(zhì)量，既可在較低的引發(fā)溫度條 件下開始，生產(chǎn)較高相對分子質(zhì)量的產(chǎn)品，也可 采用在較高的溫度下引發(fā)，生產(chǎn)中低相對分子質(zhì) 量產(chǎn)品。 經(jīng)聚合反應(yīng)和熟化過程得到聚丙烯酰胺 膠體，經(jīng)切割、造粒、干燥等過程得到粉狀陰離 子聚丙烯酰胺產(chǎn)品。近幾年，這種技術(shù)在國內(nèi)應(yīng) 用較為廣泛，大慶煉化公司引進的5.2萬t/a聚 丙烯酰胺裝置、勝利油田寶莫生物化工有限公 司、遼河油田聚合物廠等均采用了這種技術(shù)，其 產(chǎn)品相對分子質(zhì)量最高能達到2 200萬，粘度達 到50 mPa.s以上。此項技術(shù)可根據(jù)需要生產(chǎn)相對 分子質(zhì)量500~2 400萬的產(chǎn)品。但此項技術(shù)在采 用低溫引發(fā)生產(chǎn)高相對分子質(zhì)量聚丙烯酰胺時， 存在后加熱水解不均勻等問題，一定程度上影響 了產(chǎn)品的穩(wěn)定性。

3.2.2.2聚丙烯酰胺產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢，均聚后水解工藝技術(shù)

該工藝是先將丙烯酰胺均聚成非離子聚合物， 然后加堿進行水解。由于近幾年國內(nèi)三次采油要 求采用高抗鹽、高相對分子質(zhì)量聚丙烯酰胺產(chǎn)品， 國內(nèi)聚丙烯生產(chǎn)廠商對高相對分子質(zhì)量聚丙烯酰 胺聚合技術(shù)進行了較為深入的研究。由于該工藝 更容易得到高相對分子質(zhì)量、粘度高的聚丙烯酰 胺產(chǎn)品而得到了重視。大慶煉化公司采用均聚后 水解工藝建成了 1.3萬t/a高抗鹽聚丙烯酰胺生產(chǎn) 裝置，并對引進法國SNF公司的8條生產(chǎn)線中的 4條線由原來的前加堿共水解工藝改造成后水解 工藝。北京恒聚油田化學(xué)劑有限公司等也采用均 聚后水解工藝生產(chǎn)抗鹽聚合物產(chǎn)品。

均聚后水解工藝有很好的靈活性，通過調(diào)節(jié) 配方和引發(fā)溫度可生產(chǎn)各種相對分子質(zhì)量的產(chǎn)品， 可根據(jù)需要生產(chǎn)相對分子質(zhì)量為500~3 500萬的 產(chǎn)品。

以上兩種技術(shù)為國內(nèi)生產(chǎn)三次采油用陰離子 聚丙烯酰胺的主流技術(shù)。

4產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢

從經(jīng)濟發(fā)展的趨勢看，隨著我國自身經(jīng)濟的 快速發(fā)展，我國迅速發(fā)展成為世界制造業(yè)的中心 之一。西方發(fā)達國家向我國等發(fā)展中國家轉(zhuǎn)移本 國已失去競爭優(yōu)勢的勞動密集型產(chǎn)業(yè)。聚丙烯酰 胺行業(yè)也在此列。

從聚丙烯酰胺行業(yè)特點上看，由于使用的原 料丙烯腈是劇毒物質(zhì)，丙烯酰胺也具有一定的毒 性，整個生產(chǎn)過程毒性較大，職業(yè)病危害因素比 較嚴重，有一定數(shù)量的污染物排放，對生產(chǎn)環(huán)境 有一定的損害。發(fā)達國家對于環(huán)保、生產(chǎn)安全、 員工勞動保護等方面要求嚴格，對含有有毒化學(xué) 品的產(chǎn)品生產(chǎn)采取不同程度的限制和不鼓勵政策。 因此，發(fā)達國家采取轉(zhuǎn)移基地的策略，將新建的 生產(chǎn)基地選在我國、印度等發(fā)展中國家。

上述因素決定了丙烯酰胺、聚丙烯酰胺類產(chǎn) 品在歐美等發(fā)達國家的生產(chǎn)規(guī)模不會持續(xù)擴大。 而由于我國極具潛力的聚丙烯酰胺消費市場、以 及相對寬松的投資、生產(chǎn)環(huán)境，為聚丙烯酰胺產(chǎn) 業(yè)的快速發(fā)展提供了廣闊的空間。

國內(nèi)廠家分類發(fā)展示意

國際上聚丙烯酰胺生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展趨勢是在 丙烯酰胺制備階段提高丙烯腈的轉(zhuǎn)化率、選擇性， 簡化工藝和減少含腈污水的排放率，并提高產(chǎn)品 質(zhì)量。在我國，由于生化法占主要地位，因此我 國未來聚丙烯酰胺生產(chǎn)技術(shù)發(fā)展趨勢是解決含腈 廢水量較大的主要問題，降低丙烯腈單耗；在化 學(xué)法工藝上則需要借鑒國外成熟工藝，達到一定 的建設(shè)規(guī)模，實現(xiàn)國產(chǎn)化。

5我國聚丙烯酰胺產(chǎn)業(yè)存在的問題及解決 辦法

5.1存在的問題

我國聚丙烯酰胺產(chǎn)業(yè)發(fā)展至今，雖然產(chǎn)能已 經(jīng)達到國際領(lǐng)先水平，但是也存在較多的問題需

要解決。

(1)企業(yè)生產(chǎn)規(guī)模偏小。國內(nèi)外各行業(yè)中，處 于領(lǐng)先地位、具有成本優(yōu)勢、生存時間比較長的 企業(yè)都是那些取得規(guī)模經(jīng)濟的企業(yè)。據(jù)行業(yè)分析， PAM的經(jīng)濟規(guī)模是5 000 t/a以上，最好是8 000 t/a。目前我國聚丙烯酰胺生產(chǎn)企業(yè)多達200多 家，但是，規(guī)模較大的廠家僅10家左右，小規(guī)模 生產(chǎn)廠家和無牌照作坊數(shù)量眾多，不能形成規(guī)模 效應(yīng)和經(jīng)濟效益。

(2)生產(chǎn)工藝相對落后。雖然目前我國聚丙烯 酰胺產(chǎn)品的水平基本與國際水平接軌，產(chǎn)品相對分 子質(zhì)量能夠達到2 000萬以上，甚至達到3 500萬~ 4 000萬的超高相對分子質(zhì)量水平，產(chǎn)品游離單體 含量也達到國際先進水平，但我國的生產(chǎn)工藝水 平跟國際先進水平相比還是比較落后的。我國現(xiàn) 有的生產(chǎn)工藝大多是在20世紀80年代，從法國 等國家引進的技術(shù)。雖然經(jīng)過企業(yè)、研究機構(gòu)等 各方面的鉆研改進，有了很大提高，但是由于目 前大部分生產(chǎn)都保留著間歇性的生產(chǎn)工藝，生產(chǎn) 線機械化水平低，整體的生產(chǎn)效率無法提高。國 外目前采用的連續(xù)性操作生產(chǎn)工藝，萬噸級規(guī)模 的生產(chǎn)線只需要4~5個工人，而我們采用的間歇 性生產(chǎn)工藝卻需要50~60人。

目前國內(nèi)一些企業(yè)也比較注重工藝水平的研 發(fā)，紛紛自建研發(fā)中心或與科研院所合作研發(fā)。 比如山東萬達集團股份有限公司建立了國家級研 究開發(fā)中心，山東寶莫生物化工股份有限公司建 立了省級研究開發(fā)中心。但受到合作機制及人才 儲備等方面的影響，研究成果比較少，對提高生 產(chǎn)技術(shù)的推動作用還不明顯。

(3)產(chǎn)品質(zhì)量相對較差。受到企業(yè)生產(chǎn)規(guī)模 和生產(chǎn)工藝的影響，我國聚丙烯酰胺產(chǎn)品的質(zhì)量 相對國外成熟企業(yè)來說相對差些。雖然行業(yè)內(nèi)已 經(jīng)出現(xiàn)了以上海恒誼、北京恒聚、安徽天潤、大 慶煉化為代表的強勢品牌，但是，大量小規(guī)模生 產(chǎn)企業(yè)和無品牌小作坊也混雜其中，產(chǎn)品質(zhì)量、 服務(wù)無法保證。市場上很多聚丙烯酰胺產(chǎn)品表觀 相對分子質(zhì)量高，實際相對分子質(zhì)量低，聚丙烯 酰胺含量甚至不足40%,經(jīng)常出現(xiàn)潮解、無絮凝 效果、黏稠度不達標等問題，不但給各個行業(yè)的 使用者帶來諸多麻煩，而且給聚丙烯酰胺行業(yè)的 健康發(fā)展也帶來隱憂，消費者對聚丙烯酰胺行業(yè) 的整體滿意度不高。

(4)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不合理。由于生產(chǎn)技術(shù)上的原 因，國內(nèi)一般采用間歇式生產(chǎn)工藝，能耗大、效 率低、成本高，限制了品種的發(fā)展。國內(nèi)PAM的 主要品種是干粉和膠體，能夠生產(chǎn)乳液、懸濁液、 球狀、粉狀等多種形式產(chǎn)品的廠家極少。相對而 言，國外的專利型產(chǎn)品多，其中陽離子PAM產(chǎn)品 占50%以上，而我國相應(yīng)地比較缺乏，大部分依 靠進口解決需求[9]。

(5)重復(fù)低水平引進技術(shù)，盲目投資。我國 聚丙烯酰胺的生產(chǎn)技術(shù)主要是從國外引進的，自 主技術(shù)極少。在一段時間內(nèi)，聚丙烯酰胺曾是高 利潤的產(chǎn)品，因此投資者蜂擁而至，各地重復(fù)引 進成套生產(chǎn)線，重復(fù)支付專利費用。這樣的投資 缺乏理性，專利技術(shù)成本高，發(fā)展空間受限，在 國外企業(yè)紛紛入駐我國，國內(nèi)聚丙烯酰胺市場日 趨飽和的情況下，將很難獲得良好的生存空間。

除此之外，聚丙烯酰胺產(chǎn)業(yè)還存在如產(chǎn)業(yè)能 源消耗大、產(chǎn)出率低、環(huán)境污染嚴重、對自然資 源破壞力大、企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新能力薄弱、管理水平 落后等問題。

目前聚丙烯酰胺市場仍處于供不應(yīng)求的狀態(tài)， 但也正是這種原因隱藏了聚丙烯酰胺產(chǎn)業(yè)內(nèi)部的 諸多矛盾。隨著國外相關(guān)聚丙烯酰胺企業(yè)進入我 國市場，依靠其高質(zhì)量、低成本的產(chǎn)品及優(yōu)良的 服務(wù)競爭，必定會對國內(nèi)聚丙烯酰胺企業(yè)產(chǎn)生巨 大的威脅，改善我國產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，提升產(chǎn)業(yè)競爭力 已經(jīng)刻不容緩。

5.2解決辦法

針對上述問題，可以從以下方面著手，進而 優(yōu)化聚丙烯酰胺產(chǎn)業(yè)，提高企業(yè)競爭力。

(1) 企業(yè)整合，擴大規(guī)模，避免重復(fù)建設(shè)。在 目前聚丙烯酰胺行業(yè)大小企業(yè)并存，小企業(yè)多而 混亂的情況下，具有較強實力的企業(yè)應(yīng)該抓住機 會，進行兼并重組，淘汰落后技術(shù)和產(chǎn)能，擴大生 產(chǎn)規(guī)模，實現(xiàn)規(guī)模化經(jīng)濟。同時，要避免重復(fù)建 設(shè)，減少引進技術(shù)所需花費的大額專利技術(shù)費用。

(2)提高生產(chǎn)工藝水平，實現(xiàn)規(guī)模化、自動 化生產(chǎn)。聚丙烯酰胺生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)根據(jù)自身的條件， 借鑒國外成熟企業(yè)的發(fā)展經(jīng)驗，采用靈活的方式 獲得更為先進的生產(chǎn)工藝和技術(shù)，在可能的情況 下，將間歇式生產(chǎn)向連續(xù)化生產(chǎn)改進，在提高生 產(chǎn)效率、降低生產(chǎn)成本的同時，也減少了對環(huán)境 的污染和對人體健康的侵害。

(3)規(guī)范市場競爭，提高品牌效應(yīng)。目前聚 丙烯酰胺國內(nèi)市場產(chǎn)品質(zhì)量良莠不齊，廠家眾多， 為爭奪市場份額而進行的以降低產(chǎn)品質(zhì)量為代價 的不計后果的壓價競爭給企業(yè)帶來了極大損失， 也使行業(yè)的健康發(fā)展受到了影響。在這種情況下， 提高企業(yè)的品牌意識非常重要。近期，國內(nèi)聚丙 烯酰胺行業(yè)協(xié)會已經(jīng)組織評定了昆侖牌、萬全牌、 TR牌等多個品牌的聚丙烯酰胺產(chǎn)品為中國名牌， 并聯(lián)系相關(guān)行業(yè)協(xié)會推薦優(yōu)秀企業(yè)的產(chǎn)品，其目 的就是為了讓好企業(yè)、好產(chǎn)品能夠主導(dǎo)市場，規(guī) 范市場秩序，提高國內(nèi)整個行業(yè)的生存能力與競 爭力。

(4)提高對市場變化趨勢的關(guān)注度。隨著聚 丙烯酰胺產(chǎn)業(yè)的做大做強，聚丙烯酰胺企業(yè)應(yīng)該 長期、持續(xù)地跟蹤、研究市場，保持對國內(nèi)市場 新形勢的關(guān)注，同時保持與行業(yè)協(xié)會等專業(yè)機構(gòu) 的密切聯(lián)系，形成信息的有效溝通。這樣可以做 到極大減少企業(yè)生產(chǎn)的不確定性，降低企業(yè)的市 場風(fēng)險。

6結(jié)束語

聚丙烯酰胺的產(chǎn)品性質(zhì)和特點決定了其在多 個應(yīng)用領(lǐng)域中的廣泛應(yīng)用。隨著我國石油開采技 術(shù)的不斷創(chuàng)新和國家出臺各種環(huán)保治理制度與措 施，聚丙烯酰胺在石油開采領(lǐng)域及水處理領(lǐng)域的 用量將大大增加，未來我國聚丙烯酰胺的市場需 求還會迅速增長。這對于聚丙烯酰胺生產(chǎn)企業(yè)來 說既是機會也是挑戰(zhàn)。隨著聚丙烯酰胺產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu) 的不斷優(yōu)化和聚丙烯酰胺企業(yè)自身的不斷完善， 我國的聚丙烯酰胺產(chǎn)業(yè)必將迎來美好的明天。

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