第一節(jié) 產(chǎn)品定義及發(fā)展歷程
1、產(chǎn)品定義
陽離子聚丙烯酰胺(CPAM)是線型高分子化合物,由于具有多種活潑基團(tuán),可與許多物質(zhì)親和、吸附形成氫鍵,主要是絮凝帶負(fù)電荷的膠體。因具有除濁、脫色、吸附、粘合等功能,產(chǎn)品適用于染色、造紙、食品、建筑、冶金、選礦、煤粉、油田、水產(chǎn)加工與發(fā)酵等 行業(yè) 有機(jī)膠體含量較高的廢水處理,特別適用于城市污水、城市污泥、造紙污泥及其它工業(yè)污泥的脫水處理。
2、發(fā)展歷程
聚丙烯酰胺在1893年由實(shí)驗(yàn)室制得。最早實(shí)現(xiàn)商業(yè)化是在美國,應(yīng)該是在1954年。早期只是單一的非離子型。不久開發(fā)了堿性水解的陰離子型聚丙烯酰胺和陽離子型聚丙烯酰胺。其英文縮寫簡稱PAM(以下簡稱PAM),PAM的優(yōu)良的水溶性、增稠性、絮凝性能和化學(xué)反應(yīng)活性顯示出了巨大的市場潛力和廣闊的應(yīng)用前景。其生產(chǎn)聚丙烯酰胺所用的丙烯酰胺單體由丙烯腈經(jīng)硫酸催化水合制取。20世紀(jì)70年代初美國和日本開發(fā)了丙烯腈銅催化水合法,1985年在日本又有丙烯腈生物酶催化水合法問世。
國內(nèi)聚丙烯酰胺產(chǎn)品的開發(fā)始于20世紀(jì)50年代末期。據(jù)資料記載是在1962年,第一套PAM生產(chǎn)裝置由上海珊瑚化工廠建成,用來生產(chǎn)水溶膠產(chǎn)品,用于廠油鉆采工業(yè)和礦產(chǎn)品處理。隨后又開發(fā)了輻射聚合法、反相乳液聚合法和水溶液聚合法生產(chǎn)PAM干粉。
由于在油氣田開采和三次采油中的大量應(yīng)用,以及在污水處理、造紙等方面用量的增加,有需求就有市場,我國PAM的生產(chǎn)能力不斷增加。自1994年自主開發(fā)的生物酶法制丙烯酰胺工業(yè)化獲得成功及隨后的2.5萬噸/年丙烯酰胺示范性工業(yè)生產(chǎn)裝置的建成,以及1995年引進(jìn)法國SNF公司5萬噸/年P(guān)AM生產(chǎn)裝置后,我國的PAM產(chǎn)量和質(zhì)量有了更大的提升。
近10年來我國的PAM發(fā)展迅速,現(xiàn)已成為世界生產(chǎn)大國,產(chǎn)量躍居世界首位,但在超高分子量絮凝劑(陽離子聚丙烯酰胺)方面尚需要一些時(shí)間去發(fā)展。
第二節(jié) 產(chǎn)品特點(diǎn)及應(yīng)用領(lǐng)域 分析
1、產(chǎn)品技術(shù)指標(biāo)和其它物理化學(xué)特點(diǎn)。
1)技術(shù)指標(biāo)
陽離子聚丙烯酰胺產(chǎn)品技術(shù)指標(biāo)
項(xiàng)目 | 內(nèi)容 |
外觀 | 白色顆粒 |
固含量 | ≥88% |
分子量 | 800-1200萬 |
陽離子濃度 | 10-70% |
溶解時(shí)間 | ≤120分鐘 |
2)其它特點(diǎn)
(1)水溶性好,在冷水中也能完全溶解。
(2)添加少量陽離子聚丙烯酰胺產(chǎn)品,即可受到極大的絮凝效果。一般只需添加0.01~10ppm(0.01~10g/m3),即可充分發(fā)揮作用。
(3)同時(shí)使用陽離子聚丙烯酰胺產(chǎn)品和無機(jī)絮凝劑(聚合硫酸鐵,聚合氯化鋁,鐵鹽等),可顯示出更大的效果。
2、應(yīng)用領(lǐng)域
1)作為絮凝劑,主要應(yīng)用于工業(yè)上的固液分離過程,包括沉降、澄清、濃縮及污泥脫水等工藝,應(yīng)用的主要 行業(yè) 有:城市污水處理、造紙工業(yè)、食品加工業(yè)、石化工業(yè)、冶金工業(yè)、選礦工業(yè)、染色工業(yè)和制糖工業(yè)及各種工業(yè)的廢水處理。用在城市污水及肉類、禽類、食品加工廢水處理過程中的污泥沉淀及污泥脫水上,通過其所含的正電荷基團(tuán)對(duì)污泥中的負(fù)電荷有機(jī)膠體電性中和作用及高分子優(yōu)異的架橋凝聚功能,促使膠體顆粒聚集成大塊絮狀物,從其懸浮液中分離出來。效果明顯,投加量少。
2)在造紙工業(yè)中可用作紙張干強(qiáng)劑、助留劑、助濾劑,能極大的提高成紙質(zhì)量,節(jié)約成本,提高造紙廠的生產(chǎn)能力??芍苯优c無機(jī)鹽離子、纖維以及其它有機(jī)高分子發(fā)生靜電橋梁作用以達(dá)到增強(qiáng)紙張的物理強(qiáng)度,減少纖維或填料的流失,加快濾水,起增強(qiáng)、助留、助濾作用,還可以用于白水的處理,同時(shí),在脫墨過程中能起明顯的絮凝效果。
3)纖維泥漿(石棉-水泥制品)中可使成型的石棉-水泥制品排水性得到改善,使石棉板坯料的強(qiáng)度提高;在絕緣板中,可提高添加劑和纖維的結(jié)合能力。
4)在采礦、選煤 行業(yè) 中可作礦山廢水、洗煤廢水的澄清劑。
5)可用于染色廢水、皮革廢水、含油廢水的處理,使之除濁、脫色,以達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。
6)在磷酸提純中,有助于濕法磷酸工藝中石膏的分離。
7)用于以江河水源的自來水廠的水處理絮凝劑。
第三節(jié) 產(chǎn)業(yè)鏈概述
一、在產(chǎn)業(yè)鏈中的位置
陽離子聚丙烯酰胺產(chǎn)業(yè)鏈簡圖
二、相關(guān) 行業(yè) 簡述
1、上游 行業(yè)
1)丙烯酰胺 行業(yè)
丙烯酰胺是一種白色晶體化學(xué)物質(zhì),是生產(chǎn)聚丙烯酰胺的原料。
2006年世界丙烯酰胺總產(chǎn)值約為21億美元。廢水處理用聚丙烯酰胺的消費(fèi)量是丙烯酰胺的最大終端用途市場,而增量油回收將是增長最快的市場。用水管理在美國和西歐是主導(dǎo)市場,造紙用途是日本的主導(dǎo)市場。中國水處理將以年均5.7%的速率成為增長最快的市場,西歐為3.5%,美國為3.0%,日本用于水處理的消費(fèi)量將以每年1%的速率下降。中國是增量油回收是最大的市場,占世界增量油回收市場消費(fèi)量的93%以上,增量油回收在美國仍是一個(gè)潛在的增長領(lǐng)域。
預(yù)計(jì)2006-2011年,中國丙烯酰胺年均消費(fèi)增長5.0%,西歐2.7%,美國2.4%,日本-0.4%,其他地區(qū)4%~5%。世界最大的三家生產(chǎn)商為CytecIndustries、Dia-Nitrix和S.N.F.Floerger,占世界丙烯酰胺產(chǎn)能和產(chǎn)量的54%。
2)DMC 行業(yè)
2003年底,中國碳酸二甲酯(DMC)年產(chǎn)能力已達(dá)到7.3萬噸。然而,由于現(xiàn)實(shí)市場容量有限,裝置開工率很低,僅31.5%,供求出現(xiàn)相對(duì)過剩。盡管如此,國內(nèi)部分企業(yè)和地區(qū)仍然將碳酸二甲酯列入發(fā)展重點(diǎn)。由于受下游產(chǎn)品市場開拓的限制,以及國內(nèi)裝置產(chǎn)能快速增長,尋求產(chǎn)品出口已經(jīng)成為國內(nèi)碳酸二甲酯企業(yè)爭奪市場的熱點(diǎn)。2003年,中國出口量達(dá)到7000噸,超過了國內(nèi)實(shí)際消費(fèi)量,從而使出口成為國內(nèi)碳酸二甲酯的主要流向。
2、下游 行業(yè)
1)水處理 行業(yè)
弗里多尼亞(Freedonia)集團(tuán)的 研究 報(bào)告顯示,全球水處理化學(xué)品和設(shè)備市場需求正在以年均6.4%的速度快速增長,預(yù)計(jì)到2011年該市場的規(guī)模將達(dá)400億美元。其中,北美地區(qū)的市場規(guī)模為129.7億美元,年均增速為5.3%;西歐的市場規(guī)模為97.95億美元,年均增速為4%;亞太地區(qū)的市場規(guī)模為129.3億美元,年均增速為9.2%;拉美地區(qū)的市場規(guī)模13.7億美元,年均增速為6.3%;東歐的市場規(guī)模為16.95億美元,年均增速為8.6%;非洲和中東地區(qū)的市場規(guī)模為11.4億美元,年均增速為7.4%。
據(jù) 分析 師們稱,當(dāng)前全球水處理化學(xué)品和服務(wù)領(lǐng)域增長速度最快的國家是中國,增速超過GDP的增速。中國水處理化學(xué)品市場快速增長主要得益于兩個(gè)方面,一方面中國工業(yè)的快速發(fā)展,另一方面中國政府加大了環(huán)保整治的力度。在這種環(huán)境下,中國的水處理化學(xué)品市場可謂商機(jī)無限。
從2002年至2007年,隨著自來水廠的增加,綜合生產(chǎn)能力由每天1.22億立方米增加到1.54億立方米。管道總長從19.4萬公里增加到33.6萬公里。
2)造紙工業(yè)
2009年1-5月造紙 行業(yè) 運(yùn)行基本平穩(wěn)。造紙及紙制品業(yè)工業(yè)總產(chǎn)值2,276.53億元,同比下降0.67%;新產(chǎn)品產(chǎn)值114.04億元,同比減少3.6%;造紙及紙制品業(yè)工業(yè)銷售產(chǎn)值2,913.13億元,同比減少0.98%。
從產(chǎn)銷率來看,造紙及紙制品業(yè)產(chǎn)銷率97.87%,同比減少0.31%;造紙及紙制品業(yè)出口交貨值162.22億元,同比減少24.91%。
3、相關(guān) 行業(yè) ——陰離子型聚丙烯酰胺 行業(yè)
目前,我國有陰離子型聚丙烯酰胺生產(chǎn)企業(yè)40多家,產(chǎn)能在1萬t/a以上的廠家有6家,分別為中國石油大慶煉化分公司、愛森(中國)、北京恒聚、寶莫股份、安徽天潤、鄭州正力,其中中國石油大慶煉化分公司規(guī)模最大,產(chǎn)能約10萬t/a。陰離子型聚丙烯酰胺
行業(yè)
集中度較高,上述6家企業(yè)合計(jì)產(chǎn)能約占國內(nèi)總產(chǎn)能的80%以上。
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