(学生化工创业设计作品)堵水剂聚丙烯酰胺-物料与能量衡算
不同离子型聚丙烯酰胺的使用方法和用量用量计算(详细参考)
不同离子型聚丙烯酰胺的使用方法和用量一、阴离子聚丙烯酰胺：1、用于污水沉降中，建议配比浓度0.1%。
2、先将粉剂均匀地投撒在自来水中，加以40-60转/分的中速搅拌使高分子充分溶解于水，方可投加使用。
3、实验时，取100ml废水，加入10%聚合氯化铝溶液，并缓慢搅拌，用注射器缓慢滴加PAM溶液，每次 0.5ml，根据生成的矾花大小及絮体紧密程度、上清液清澈度、沉降速度、投加量等来确定最合适的药剂。
4、适用于钢铁、化纤、印染、电镀、湿法冶金，也可用建筑胶水厂、涂料厂做增稠剂、造纸厂做分散剂等。
吨废水添加干粉量为5-10g。
二、非离子聚丙烯酰胺用于气浮工艺时，建议配比浓度0.1%，用法同阴离子，搅拌时间90分钟。
三、阳离子聚丙烯酰胺1、用于污泥脱水时，建议配比浓度0.2%，搅拌时间50分钟投加使用。
2、实验时，取100ml废水，用注射器缓慢滴加PAM溶液，每次约0.5ml，根据生成的矾花大小及絮体紧密程度、上清液清澈度、沉降速度、投加量等来确定最合适的药剂。
3、适用于制药厂、皮革厂、印染污泥、化工污泥、造纸厂、污水处理厂等，吨废水添加干粉量为10-20g.四、药剂用量计算1.阴离子：配比浓度1/1000即：1吨水量加1kgPAM做小实验：如污水100ml里加1ml 药剂;1吨污水里加10g（L）药剂;1吨污水里加10gPAM.2.阳离子：配比浓度2/1000即：1吨水里加2kgPAM;做小实验：如污泥100ml里0.5mlL药剂;1吨污泥里加5kg药剂;1吨污泥里加10gpAM五、影响气浮效果的因素1、溶解情况如何？PAM溶解时搅拌强度不宜过大，可以考虑延长搅拌时间来改善溶解情况2、配制浓度问题。
PAM配制浓度偏高时与待处理废水的混合可能会不够理想，可以考虑降低配制浓度，最低可调至0.05%，一般为0.05%-0.1%。
由于低浓度时PAM 溶解较困难，可以先配制成一个较高浓度的溶液，然后由后稀释系统稀释至所需浓度。
聚丙烯酰胺类堵剂的堵水机理实验
文章编号:02539985(2002)04033204聚丙烯酰胺类堵剂的堵水机理实验孙 卫1,杨生柱2(1.西北大学,陕西西安710069;2.长庆油田分公司,陕西西安710021)摘要:真实砂岩孔隙模型驱替实验结果表明,聚丙烯酰胺类化学堵剂在储层孔隙中以优先选择封堵大孔道为主,堵剂进入孔道后的粘度变化为:大段塞低粘度、大段塞高粘度和小段塞高粘度。
封堵机理及堵效产生过程表现为:孔道表面的吸附水膜机理凝胶网状絮凝体动力捕集机理物理堵塞粘弹封堵效应。
另外,在相同堵水条件下,甲叉基聚丙烯酰胺(PH MP)与粘土复合堵剂更适合于大孔道和裂缝性储集层的化学调剖堵水,而PH MP与TP-920膨胀颗粒复合堵剂适宜于对大孔道大裂缝的封堵。
关键词:孔隙模型;驱替实验;聚丙烯酰胺;堵水剂;封堵机理;封堵效果第一作者简介:孙卫,男,50岁,教授(博士生导师),石油天然气地质学中图分类号:TE35716 文献标识码:A 聚丙烯酰胺类化学堵水,是油田开发中广泛采用的一种控水增油技术措施。
尤其在开发中后期的高含水阶段,化学堵水已愈加显示出十分重要的作用。
以往对该类化学堵剂封堵机理和效果分析,多是通过用常规实验方法和堵水后产液量变化对比中得出。
然而,化学堵剂被注入油层后,由于受孔隙结构及孔隙中流体界面影响,其反应过程和封堵机理受多种因素制约。
因此,须借助新的实验方法和研究手段对化学堵剂在储层孔隙中的微观分布特征、封堵机理及封堵效果做直观深入研究。
本着这一目的,作者应用真实砂岩模型和光刻玻璃模型驱替实验方法,对以上化学堵水中的问题,进行了探索性研究。
1 实验方法111 实验过程实验研究中,选用了两种微观孔隙模型,一种为真实砂岩模型;另一种为光刻玻璃模型。
砂岩模型是用真实含油岩芯经处理磨制加工而成,这种模型不仅具备储层真实孔隙结构,而且还保存了岩石孔隙间的粘土矿物和胶结物,模型具有较高的真实性。
为能真实模拟地层条件下的油田化学堵水过程,实验时先将模型饱和地层水,然后进行油驱水和水驱油实验,确定模型残余油饱和度和驱油效率。
一种耐温型聚丙烯酰胺凝胶堵水剂的室内研究
一种耐温型聚丙烯酰胺凝胶堵水剂的室内研究Ξ侯翠岭(西安石油大学,陕西西安 710065) 摘 要:一种以聚丙烯酰胺、苯酚、甲醛为主要原料制备的耐温型凝胶堵水剂。
考察各组分以不同比例配制时,对凝胶堵水剂各种性能的影响,确定凝胶堵水剂各组分的最佳基本配比。
室内研究结果表明,该堵水剂耐温性好,黏度较高,成胶时间可调,适应温度宽,封堵能力强,并且组分简单,原料易得,可用于油田的调剖堵水作业。
关键词:聚丙烯酰胺;凝胶;耐温;堵剂;配比试验1 引言凝胶类堵水剂种类繁多,在油田堵水中得到了广泛的应用。
由于地层温度高、矿化度高,一般堵水剂的可泵时间和长期稳定性达不到使用要求,因而耐温耐盐堵水剂日益受到人们的青睐〔1〕。
其中水溶性聚合物凝胶类堵水剂是我国70年代以来研究最多、应用最广的一种堵水调剖剂,由水溶性聚合物(聚丙烯酰胺或聚多糖)组成的溶液,加金属离子或有机化合物作交联剂,就够成了凝胶体系即油田最常用的聚合物调剖堵水剂〔2〕。
本试验是在聚丙烯酰胺类凝胶调剖堵剂和其他耐温性堵剂的优缺点基础上,研究利用聚丙烯酰胺、苯酚、甲醛等为主要原料制备一种耐温凝胶堵剂。
在原有研究基础上,进行了大量的配比优化试验,实现在达到技术要求指标(胶凝时间、凝胶黏度和耐温性能)的同时又尽可能降低成本,从而保证调剖剂向廉价、多功能、高收益的良性方向发展。
2 实验部分2.1 聚丙烯酰胺(H PAM)类凝胶堵水机理〔1〕一般认为聚丙烯酰胺的堵水机理为黏度、黏弹效应和残余阻力。
聚丙烯酰胺溶液的黏度在流速增加及孔隙度变化的情况下都下降,有利于PAM溶液进入地层深度。
聚丙烯酰胺溶液达到相当高的流速时,就会表现出黏弹效应。
残余阻力在调剖作业中起着最主要的作用。
就残余阻力而言,目前提出了以下几种不同的理论:2.1.1 吸附理论吸附理论亦称亲水膜理论。
该理论指出,当高分子化合物水溶液注入地层,吸附在岩层上就形成一亲水膜。
亲水膜迁水时因吸水而膨胀,使水为主要相的有效流道变小;迁油时因油会减少高分子的膨胀,渗透率变化不大,故高分子化合物对于含油饱和度低的低渗透性地层最有效,而对于含油饱和度较高的渗透性地层效果较差。
化工设计 物料衡算与能量衡算_PPT幻灯片
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• 例：有一湿纸浆含水71％，干燥后原有水分的60％除去， 试计算：1、每公斤湿纸浆移去的水分质量？ 2、干纸浆的 组成？
• 解：以1kg湿纸浆为基准。示意图:
• 1、• 每单公击斤此湿纸处浆编移辑去的母水版分文质量本：样1×式0.71×60%=0.426kg
包括求解系统、衡算范围、衡算边界92.确定计算任来自； 3.确定过程所涉及的组分；
4.对• 物单流击流此股处进编行编辑号母，版并文标本注样物式流变量； 5.收• 集第数二据级资料：
一• 类第为三设级计任务所规定的已知条件； 一• 类第为四与级过程有关的物理化学参数。 6.列• 出第物五料级衡算方程及相关方程
化工基础数据
化工计算以及化工工艺和设备设计中，要 用• 到单有击关此化处合编物辑的母物版性文数本据样。式例如，进行化 工• 过第程二物级料与能量衡算时，需要用到密度或 比• 容第、三沸级点、蒸汽压、焓、热容及生成热等 等• 的第物四性级数据；设计一个反应器时，则需要 知• 道第化五学级反应热的数据；计算传热过程时， 需要导热系数的数据等等。
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7.整理计算结果（整理成原材料消耗表和 物料衡算表）
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8.绘制物料流程图
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四、无反应过程的物料衡算
无反应过程指流体输送、粉碎、换热、混合、分离 （吸收、精馏、萃取、结晶、过滤、蒸发、闪蒸、
•• 第物料五衡级算表如下：
精
一种聚丙烯酰胺类堵水剂的合成与评价
太大，容易出现无法注入，在近井地带堵塞的情况；如果粒径太小，聚合物微粒容易直接通过高渗通道，无法实现调剖堵水的作用。
使用激光粒度分析仪测量产品的粒径大小与分布。
1.3.3 溶胀倍率测定在油藏深部堵水过程中，堵水剂在合适的时间内溶胀倍率适当时，才可以有效的封堵不同渗透率的孔隙吼道，实现逐级调驱的作用。
溶胀倍率有主要运用称重法计算[7]：将乳液破乳干燥成微粒，称取质量n1的微粒，加入水溶液浸泡隔一定时间后，吸干微粒表面的水，称量其质量n2。
溶胀倍率计算公式如式2所示：211n nqn−= (2)式中：q为产品的溶胀倍率；n1为聚丙烯酰胺微粒吸水前质量(g)；n2为聚丙烯酰胺微粒吸水后质量(g)。
2 结果与讨论2.1 制备条件通过相关文献调研，固定复合乳化剂总加量为15%油相体积质量，Span80/Tween80质量比=3:1，单体摩尔配比AM:AA=2:1，交联剂MBA为总单体质量的0.5%，pH为8[4-5]。
优化乳化剂配比、油水比单体浓度、引发剂加量、反应温度等实验条件。
2.1.1 油水比单体占油水总体积质量分数为20%，反应温度30℃，引发剂为单体质量0.3%，调节pH为8，不同油水比，反应现象和实验结果如表1所示。
当油水比为6:4时，产品的中值粒径为132nm,乳液清澈单体液滴在油相中的分散效果好，合成的聚丙烯酰胺粒径较小，体系更稳定。
减少油相占比，反应速率继续加快，但产品透明度下降，中值粒径变大。
提高油相占比，引发剂引发效率较慢，反应速率慢。
2.1.2 单体浓度反应温度30℃，引发剂为单体质量0.3%，不同单体浓度结果见表1。
单体含量小于25%时，反应速率较慢，聚合时间较长，产品中值粒径偏大；单体含量大于25%时，反应程度较为剧烈，反应时间较短，部分聚合物分子链发生缠接，使产品中值粒径有所增大。
单体油水总体积质量分数为25%时，反应速率较快，产品中值粒径较小。
2.1.3 引发剂加量单体浓度25%，反应温度30℃，不同引发剂结果如表2所0 引言我国大部分油田利用注水驱油法来提高采收率和采油速度。
化工设计竞赛附录3-物料衡算表(0001)
2019 “东华科技-恒逸石化杯”第十三届全国大学生化工设计竞赛中国石化中科炼化年产10万吨醋酸乙烯酯和4.5万吨的碳酸乙烯酯项目物料衡算表丹东路1号团队队伍成员：崔荣凯、赵越、崔梓铭、王金林、陈子璇指导老师：封瑞江、王吉林、龙文宇、鞠佳、梁飞雪1目录第一章概述 (1)第二章物料衡算原理 (2)第三章物料衡算任务 (4)第四章物料衡算表 (5)4.1醋酸乙烯合成工段 (5)4.2气体分离车间 (12)4.3醋酸乙烯精制车间 (25)4.4碳酸乙烯合成精制工段 (41)2第一章概述本项目以总厂在广东省湛江市中国石化中科炼化化工业园区的中国石化中科炼化责任有限公司的醋酸为主要工业原料进行生产醋酸乙烯烯酯。
以醋酸为原料经醋酸乙烯酯合成工段、气体分离工段、醋酸乙烯精制工段、碳酸乙烯合成精制工段。
设计过程中利用Aspen Plus对全流程进行模拟，并在此基础上完成物料衡算、能量衡算，Aspen plus全模拟流程如图1-1所示。
1图1-12第二章物料衡算原理系统累计的质量＝输入系统的质量－输出系统的质量＋反应生成的质量－反应消耗的质量假设系统无泄漏，有：dF/dt=F IN-F OUT+G R-C R当系统无化学反应发生时，有：dF/dt=F IN-F OUT在稳定状态下，有：dF/dt=F IN-F OUT=0，F IN=F OUT注：F IN—进入系统的物料流率；F OUT—流出系统的物料流率；G R—反应产生物料速率；C R—反应消耗物料速率。
3第三章物料衡算任务通过对系统整体以及部分主要单元的详细物料衡算，得到主、副产品的产量，原料的消耗量，“三废”的排放量以及最后产品的质量指标等关键经济技术指标，对所选工艺路线、设计流程进行定量评述，为后阶段的设计提供依据。
4第四章物料衡算表4.1醋酸乙烯合成工段换热器E0101Units S0110 S0111 From V0101 E0101To E0101 R0101 Temperature C 115.7568307 155.5Pressure bar 1 1 Mole FractionsMass Flows kg/hr 87279.24176 87279.24176Mass FractionsV olume Flow cum/hr 82889.4526 91360.09206 Molar Vapor Fraction 1 1Molar Liquid Fraction 0 0 Mole Flows kmol/hr 2563.459395 2563.459395 O2 kmol/hr 161.686741 161.686741N2 kmol/hr 1.008481795 1.008481795H2O kmol/hr 97.77952932 97.77952932 CH3COOH kmol/hr 222.33194 222.33194 C2H4 kmol/hr 1542.489592 1542.489592V AC kmol/hr 0.16628864 0.16628864CO2 kmol/hr 537.9968222 537.9968222EO kmol/hr 0 0EC kmol/hr 0 0EG kmol/hr 0 0 Mole FractionsMass Flows kg/hr 87279.24176 87279.24176Mass FractionsV olume Flow cum/hr 82889.4526 91360.092065E0102Units S0110 S0111 From V0101 E0101To E0101 R0101 Temperature C 115.7568 155.5Pressure bar 1 1 Mole FractionsMass Flows kg/hr 87279.24 87279.24 Mass FractionsV olume Flow cum/hr 82889.45 91360.09 Molar Vapor Fraction 1 1Molar Liquid Fraction 0 0 Mole Flows kmol/hr 2563.459 2563.459 O2 kmol/hr 161.6867 161.6867N2 kmol/hr 1.008482 1.008482H2O kmol/hr 97.77953 97.77953 CH3COOH kmol/hr 222.3319 222.3319 C2H4 kmol/hr 1542.49 1542.49V AC kmol/hr 0.166289 0.166289CO2 kmol/hr 537.9968 537.9968EO kmol/hr 0 0EC kmol/hr 0 0EG kmol/hr 0 0 Mole FractionsMass Flows kg/hr 87279.24 87279.24 Mass FractionsV olume Flow cum/hr 82889.45 91360.096E0103Units S0110 S0111 From V0101 E0101To E0101 R0101 Temperature C 115.7568 155.5Pressure bar 1 1 Mole FractionsMass Flows kg/hr 87279.24 87279.24 Mass FractionsV olume Flow cum/hr 82889.45 91360.09 Molar Vapor Fraction 1 1Molar Liquid Fraction 0 0 Mole Flows kmol/hr 2563.459 2563.459 O2 kmol/hr 161.6867 161.6867N2 kmol/hr 1.008482 1.008482H2O kmol/hr 97.77953 97.77953 CH3COOH kmol/hr 222.3319 222.3319 C2H4 kmol/hr 1542.49 1542.49V AC kmol/hr 0.166289 0.166289CO2 kmol/hr 537.9968 537.9968EO kmol/hr 0 0EC kmol/hr 0 0EG kmol/hr 0 0 Mole FractionsMass Flows kg/hr 87279.24 87279.24 Mass FractionsV olume Flow cum/hr 82889.45 91360.097混合器V0101Units S0102 S0109 S0110 From T0101 V0101To V0101 V0101 E0101 Temperature C 25 119.289 115.7568Pressure bar 1 8.945 1 Mole FractionsMass Flows kg/hr 5191.966 82087.276 87279.24Mass FractionsVolume Flow cum/hr 4020.548 8759.1109 82889.45 Molar Vapor Fraction 1 1 1Molar Liquid Fraction 0 0 0 Mole Flows kmol/hr 162.1897 2401.2697 2563.459 O2 kmol/hr 161.6867 0 161.6867N2 kmol/hr 0.002635 1.0058468 1.008482H2O kmol/hr 0.150279 97.62925 97.77953 CH3COOH kmol/hr 0 222.33194 222.3319 C2H4 kmol/hr 0 1542.4896 1542.49V AC kmol/hr 0 0.1662886 0.166289CO2 kmol/hr 0.35 537.64682 537.9968EO kmol/hr 0 0 0EC kmol/hr 0 0 0EG kmol/hr 0 0 0 Mole FractionsMass Flows kg/hr 5191.966 82087.276 87279.24Mass FractionsVolume Flow cum/hr 4020.548 8759.1109 82889.458压缩机C0101Units S0102 S0109 S0110 From T0101 V0101To V0101 V0101 E0101 Temperature C 25 119.289 115.7568Pressure bar 1 8.945 1 Mole FractionsMass Flows kg/hr 5191.966 82087.28 87279.24Mass FractionsV olume Flow cum/hr 4020.548 8759.111 82889.45 Molar Vapor Fraction 1 1 1Molar Liquid Fraction 0 0 0 Mole Flows kmol/hr 162.1897 2401.27 2563.459 O2 kmol/hr 161.6867 0 161.6867N2 kmol/hr 0.002635 1.005847 1.008482H2O kmol/hr 0.150279 97.62925 97.77953 CH3COOH kmol/hr 0 222.3319 222.3319 C2H4 kmol/hr 0 1542.49 1542.49V AC kmol/hr 0 0.166289 0.166289CO2 kmol/hr 0.35 537.6468 537.9968EO kmol/hr 0 0 0EC kmol/hr 0 0 0EG kmol/hr 0 0 0 Mole FractionsMass Flows kg/hr 5191.966 82087.28 87279.24Mass FractionsV olume Flow cum/hr 4020.548 8759.111 82889.459反应器R0101Units S0102 S0109 S0110 From T0101 V0101To V0101 V0101 E0101 Temperature C 25 119.289 115.7568Pressure bar 1 8.945 1 Mole FractionsMass Flows kg/hr 5191.966 82087.28 87279.24Mass FractionsV olume Flow cum/hr 4020.548 8759.111 82889.45 Molar Vapor Fraction 1 1 1Molar Liquid Fraction 0 0 0 Mole Flows kmol/hr 162.1897 2401.27 2563.459 O2 kmol/hr 161.6867 0 161.6867N2 kmol/hr 0.002635 1.005847 1.008482H2O kmol/hr 0.150279 97.62925 97.77953 CH3COOH kmol/hr 0 222.3319 222.3319 C2H4 kmol/hr 0 1542.49 1542.49V AC kmol/hr 0 0.166289 0.166289CO2 kmol/hr 0.35 537.6468 537.9968EO kmol/hr 0 0 0EC kmol/hr 0 0 0EG kmol/hr 0 0 0 Mole FractionsMass Flows kg/hr 5191.966 82087.28 87279.24Mass FractionsV olume Flow cum/hr 4020.548 8759.111 82889.4510塔T0101Units S0102 S0109 S0110 From T0101 V0101To V0101 V0101 E0101 Temperature C 25 119.289 115.7568Pressure bar 1 8.945 1 Mole FractionsMass Flows kg/hr 5191.966 82087.28 87279.24Mass FractionsV olume Flow cum/hr 4020.548 8759.111 82889.45 Molar Vapor Fraction 1 1 1Molar Liquid Fraction 0 0 0 Mole Flows kmol/hr 162.1897 2401.27 2563.459 O2 kmol/hr 161.6867 0 161.6867N2 kmol/hr 0.002635 1.005847 1.008482H2O kmol/hr 0.150279 97.62925 97.77953 CH3COOH kmol/hr 0 222.3319 222.3319 C2H4 kmol/hr 0 1542.49 1542.49V AC kmol/hr 0 0.166289 0.166289CO2 kmol/hr 0.35 537.6468 537.9968EO kmol/hr 0 0 0EC kmol/hr 0 0 0EG kmol/hr 0 0 0 Mole FractionsMass Flows kg/hr 5191.966 82087.28 87279.24Mass FractionsV olume Flow cum/hr 4020.548 8759.111 82889.45114.2气体分离车间换热器E201Units S0112 S0201 From R0101 E0202To E0202 T0201 Temperature C 155.5 118Pressure bar 8 8 Molar Vapor Fraction 1 1 Mass Flows kg/hr 87280.48 87280.48Mass FractionsV olume Flow cum/hr 11110.64 10138.63 Molar Liquid Fraction 0 0 Enthalpy Flow Gcal/hr -71.5622 -72.7616Mole Flows kmol/hr 2494.014 2494.014 O2 kmol/hr 0 0N2 kmol/hr 1.008482 1.008482H2O kmol/hr 298.242 298.242 CH3COOH kmol/hr 83.36359 83.36359 C2H4 kmol/hr 1372.774 1372.774V AC kmol/hr 139.1346 139.1346CO2 kmol/hr 599.491 599.491EO kmol/hr 0 0EC kmol/hr 0 0EG kmol/hr 0 012E0202Units S0112 S0201 From R0101 E0202To E0202 T0201 Temperature C 155.5 118Pressure bar 8 8Molar Vapor Fraction 1 1 Mass Flows kg/hr 87280.48 87280.48 Mass FractionsV olume Flow cum/hr 11110.64 10138.63 Molar Liquid Fraction 0 0 Enthalpy Flow Gcal/hr -71.5622 -72.7616Mole Flows kmol/hr 2494.014 2494.014 O2 kmol/hr 0 0N2 kmol/hr 1.008482 1.008482H2O kmol/hr 298.242 298.242 CH3COOH kmol/hr 83.36359 83.36359 C2H4 kmol/hr 1372.774 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kmol/hr 163.2212 220.334 456.1355 288.9588 550.7319 O2 kmol/hr 0 0 0 0 0N2 kmol/hr 6.25E-48 0 0 0 0H2O kmol/hr 73.99708 219.3037 49.90716 287.6076 55.60038 CH3COOH kmol/hr 89.2241 1.030291 406.2283 1.351202 495.1315 C2H4 kmol/hr 9.82E-31 0 0 0 0V AC kmol/hr 1.40E-12 4.49E-12 0 5.89E-12 4.16E-26 CO2 kmol/hr 7.81E-34 0 0 0 0EO kmol/hr 0 0 0 0 0EC kmol/hr 0 0 0 0 0EG kmol/hr 0 0 0 0 038T0303Units S0304 S0328 S0324 S0330 From T0301 V0304 T0303 T0303To T0303 T0303 E0401 V0307 Temperature C 113.2362 102.8203 147.6111 159.0309 Pressure bar 6.5 6 6 6.011 Molar Vapor Fraction 0 0 1 0 Mass Flows kg/hr 16384.13 8916.016 21558.77 3741.374 Mass FractionsV olume Flow cum/hr 19.92623 9.92653 3549.164 4.391375 Molar Liquid Fraction 1 1 0 1 Enthalpy Flow Gcal/hr -26.8692 -29.2048 -36.742 -13.5785 Mole Flows kmol/hr 380.4877 434.7967 608.7156 206.5688 O2 kmol/hr 0 0 0 0N2 kmol/hr 0.00021 2.52E-06 0.000213 1.90E-34H2O kmol/hr 237.6454 418.6663 450.2183 206.0935 CH3COOH kmol/hr 0.475286 0.000271 0.000279 0.475277 C2H4 kmol/hr 2.450758 0.209029 2.659787 1.17E-21V AC kmol/hr 138.969 15.85196 154.8209 1.49E-20CO2 kmol/hr 0.947019 0.069121 1.01614 1.68E-23EO kmol/hr 0 0 0 0EC kmol/hr 0 0 0 0EG kmol/hr 0 0 0 039T0304Units S0329 S0334 S0337 S0331 S0335 From V0304 P0303 V0305 T0304 T0304To T0304 T0304 T0304 E0308 E0306 Temperature C 102.8203 29.36842 121.666 105.1269 121.5374 Pressure bar 6 5 4.125 4 4.125 Molar Vapor Fraction 1 0 1 1 0 Mass Flows kg/hr 12642.75 9109.476 3364.129 9821.951 15294.38 Mass FractionsV olume Flow cum/hr 906.1003 10.22552 311.5289 1232.972 19.42746 Molar Liquid Fraction 0 1 0 0 1 Enthalpy Flow Gcal/hr -12.0297 -9.09972 -2.84285 -9.86153 -14.1107 Mole Flows kmol/hr 173.9189 121.5009 39.14716 156.8109 177.7557 O2 kmol/hr 0 0 0 0 0N2 kmol/hr 0.00021 0.000826 0 0.001036 2.75E-46 H2O kmol/hr 31.55194 9.335188 0.089125 40.8486 0.127651 CH3COOH kmol/hr 8.52E-06 2.22E-09 6.60E-07 2.79E-09 9.18E-06 C2H4 kmol/hr 2.450758 9.624139 0 12.0749 2.43E-24 V AC kmol/hr 138.969 98.82181 39.05804 99.22041 177.6281 CO2 kmol/hr 0.947019 3.718948 0 4.665967 1.59E-26 EO kmol/hr 0 0 0 0 0EC kmol/hr 0 0 0 0 0EG kmol/hr 0 0 0 0 0404.4碳酸乙烯合成精制工段泵P0401Units S0329 S0334 S0337 S0331 S0335 From V0304 P0303 V0305 T0304 T0304To T0304 T0304 T0304 E0308 E0306 Temperature C 102.8203 29.36842 121.666 105.1269 121.5374 Pressure bar 6 5 4.125 4 4.125 Molar Vapor Fraction 1 0 1 1 0 Molar Liquid Fraction 0 1 0 0 1 Molar Solid Fraction 0 0 0 0 0 Enthalpy Flow Gcal/hr -12.0297 -9.09972 -2.84285 -9.86153 -14.1107 Mole Flows kmol/hr 173.9189 121.5009 39.14716 156.8109 177.7557 O2 kmol/hr 0 0 0 0 0N2 kmol/hr 0.00021 0.000826 0 0.001036 2.75E-46H2O kmol/hr 31.55194 9.335188 0.089125 40.8486 0.127651 CH3COOH kmol/hr 8.52E-06 2.22E-09 6.60E-07 2.79E-09 9.18E-06 C2H4 kmol/hr 2.450758 9.624139 0 12.0749 2.43E-24V AC kmol/hr 138.969 98.82181 39.05804 99.22041 177.6281CO2 kmol/hr 0.947019 3.718948 0 4.665967 1.59E-26EO kmol/hr 0 0 0 0 0EC kmol/hr 0 0 0 0 0EG kmol/hr 0 0 0 0 0 Mole FractionsMass Flows kg/hr 12642.75 9109.476 3364.129 9821.951 15294.38 Mass FractionsV olume Flow cum/hr 906.1003 10.22552 311.5289 1232.972 19.4274641。
新型聚丙烯酰胺类堵水剂的合成与评价
新型聚丙烯酰胺类堵水剂的合成与评价摘要：现阶段我国获取聚丙烯酰胺的主要方式是通过丙烯氧化，但石油是不可再生资源，为了可持续发展不能过分开采，而且在石油开采过程中会污染环境，生物法合成聚丙烯酰胺因为不会造成环境问题成为了研究热点。
本文应用全生物聚合法，并选取最佳反应条件，合成一种新型堵水剂，这种堵水剂的优点是溶胀倍率大，且在地层深处可以逐渐膨胀，实现逐级封堵。
关键词：聚丙烯酰胺；堵水剂；溶胀倍率现阶段我国大部分油田为了提高采收率，都应用了注水驱油法。
但是弊端是注水到了后期，可以采出油藏十分有限。
到了这个阶段开发成本会逐年提高，需要使用堵水剂来增加原油采出率，对高含水层进行有效封堵是堵水剂的主要作用。
聚丙烯酰胺主要特点是可以遇水膨胀和遇油收缩，膨胀时可以使体积变大几十倍，这种情况下可以起到堵水的作用。
聚丙烯酰胺类堵水剂由于合成工艺简单，生产成本低，不污染环境，因此有着广阔的发展前景。
1生物法合成聚丙烯酰胺类堵水剂聚丙烯酰胺的化学合成法，由于会对环境造成污染，所以早就不再应用了，现在主要应用的是生物合成法，它的主要优点是生产工艺简单，且不会污染环境。
但应用生物法合成聚丙烯酰胺，也会有一些难点需要解决，例如丙烯腈的获得需要使用石燃料，原料获取十分不易。
经过科学家们的不懈努力，终于找到了新的方法用于合成，新方法的原料主要是生物基，这些生物基可以来自于可再生资源，因此生物方法制备化学品是拥有广阔前景的全新领域。
生物法合成丙烯酸，丙烯酸氧化得到聚丙烯酰胺，这种方法相较化学合成法，成本相对低廉，而且不会对环境造成污染，所以特别符合我国可持续发展战略。
应用生物法逐渐替代化学法，可以更好地利用资源，不再是一味的利用石油化学品。
生物法可分为直接发酵法和间接发酵法，间接发酵法是先合成中间物质，例如3-羟基丙酸，然后再进行转化最终生成聚丙烯酰胺。
直接发酵法是由丙烯酸直接氧化得到聚丙烯酰胺，下面对几种生物法进行详细阐述。
1.1 乳酸生物法脱水现阶段乳酸是应用比较广泛的再生中间原料，我国也一直在应用乳酸来生产丙烯酸。
物料与能量衡算说明书
C3-TOP
FEED3
R3-OUT
Temperature℃
50.00
50.00
60.00
50.00
Pressure bar
1.00
1.00
1.00
1.00
Vapor Frac
0.00
0.87
0.57
0.54
Liquid Frac
1.00
0.13
0.43
0.46
Solid Frac
0.00
-3377.22
-547.90
-1023.33
-1193.10
Enthalpy Gcal/hr
-37.91
-20.81
-50.35
-58.70
Mole Flow kmol/hr
C3H6
0.00
529.65
685.18
529.65
C3H8
0.00
42.40
42.40
42.40
C3H6O
0.00
152.43
11224.08
37978.92
3.00
49203.00
Total Flow cum/hr
11.98
65.00
75.63
73.81
表1-2环氧丙烷冷凝器出口物料表
C1-BOT
C1-TOP
FEED1
R1-OUT
Substream: MIXED
Solid Frac
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
Density kmol/cum
14.15
0.03
(学生化工创业设计作品)水性聚氨酯鞋胶-物料衡算
化不浓情队二零零九年八月二十八日目录第一章．物料衡算概述 (3)第二章．物料衡算的具体作法 (3)第三章．生产任务 (4)第四章．反应流程 (4)第五章．生产流程 (5)第六章．主要反应物物理参数 (6)第七章．反应原理 (7)7.1 反应釜 (7)7.2 分散釜 (8)7.3 聚合釜 (8)7.4 薄膜蒸发器 (8)7.5 搅拌槽 (9)第八章．物料衡算过程及衡算结果 (10)8.1 反应釜物料衡算 (10)8.2 分散釜物料衡算 (11)8.3 聚合釜物料衡算 (11)8.4 薄膜蒸发器物料衡算 (12)8.5 搅拌槽物料衡算 (12)第一章物料衡算概述质量守恒定律在对化工过程进行定量的分析计算中的应用，是建立过程数学模型的一个重要手段，是化工计算的重要组成部分。
物料衡算可以按需要，围绕整个生产过程、生产过程的某一部分、单元操作、反应过程、设备的某一部分或设备的微分单元进行，这种为进行物料衡算所取的生产过程中某一空间范围称为控制体。
根据质量守恒定律，通过物料衡算，可以得知进入控制体的物料质量和组成与离开控制体的物料质量和组成之间的关系。
第二章物料衡算的具体作法对于连续稳定过程，物料衡算的方程是：∑M入=∑M出或进 = 出为代数方程对不稳定过程，物料衡算的方程为：∑Mλ=∑M出+M累积或进 = 出 + 累积为代数方程一般情况下，物料衡算的步骤如下：首先，确定衡算对象，根据题目要求它可以是总物料、某个组分、某个元素等；其次，确定衡算范围，根据题目要求它可以是一个系统、一个车间、某个设备；设备的某个局部等……；最后，确定衡算基准，根据题目要求它可以是单位质量，单位时间等。
在上述三者确定后，根据物料衡算方程分别列出具体的物料衡算方程（一个或多个），再解方程或方程组即可。
年产1万吨水性聚氨酯鞋胶每年按300个工作日计算每天大约生产33吨，分两批次进行，每批产出约16.5吨。
每一步反应完成后立即通过管道输入下一个设备进行反应，构成半连续式半批次的生产。
化工原理-物料衡算和热量衡算
解：因在干燥器内经历等焓过程，IH1 IH 2
1.011.88H1t1 2490H1 1.011.88H2 t2 2490H2
t1 140℃ H1 H0 0.005kg / kg干空气
单位时间内向干燥器补充的热量为
QD LI2 I1 GI2 I1 QL
(5-33)
单位时间内干燥系统消耗的总热量为
Q Qp QD LI2 I0 GI2 I1 QL
(5-34) —— 连续干燥系统热量衡算的基本方程式
假设： a）新鲜干空气中水汽的焓等于离开干燥器废气中水汽的焓
学号 请回答！
W 2490 1.88t2 100%
Q
W (2490 1.88t2 ) 100 %
Qp QD
一般地，废气温度低而湿度高时， 就高。但t2应
比tas高20~50ºC，以保证在干燥后不致返潮。
Hale Waihona Puke ：示意图 1：W 2：L0 3：V”（体积流量）
4：Qp 5：Q 6： QD 7：
第二节 物料衡算和热量衡算 p254
一、湿物料的性质 二、物料衡算 三、热量衡算 四、干燥过程在湿焓图上的表达
一、湿物料的形态和含水量表示
1 湿物料的形态
湿物料按其外观形态的不同二分为下列几种：
散粒状：如谷物、各种油料种籽； 晶体：经过滤分离后的各种晶体，如葡萄糖、柠 檬酸、盐等； 块状：如马铃薯、胡萝卜、面包等； 片状：如果蔬、肉片、葱、蒜片、饼干等；
C
（1）e 0，称为理想干燥器
t1 A
或等焓干燥器 (P260文字说明) t0
(学生化工创业设计)丙烯酸乳液-物料恒算
OP-10
100.73032
0.88407
过硫酸铵
25.02736
0.21966
苯乙烯
3048.92536
26.75921
丙烯酸丁酯
2489.92912
21.85313
丙烯酸
101.646
0.89211
出料
水
5602.35176
49.16963
十二烷基硫酸钠
25.15496
0.22078
OP-10
100.22664
0.87965
过硫酸铵
24.90224
0.21856
产品
5358.47552
47.02922
苯乙烯
137.2016
1.20416
丙烯酸丁酯
112.04688
0.98339
丙烯酸
4.57408
0.04461
杂质，凝聚物
28.99352
0.25446
V-105
从 R-101 出来的物流经过滤机过滤除去其中的凝聚物
OP-10
100.73032
3.77549
V-103
进料
水
1014.05952
97.55563
过硫酸铵（98.5%）
25.40848
2.44437
出料
水
1014.44064
97.59229
过硫酸铵
25.02736
2.40771
R-101
进料
水
5602.3876
49.16994
十二烷基硫酸钠
25.28144
设备
kg/批次
质量百分比
V-101
(学生化工创业设计作品)堵水剂聚丙烯酰胺-产品使用说明书
目录
一、产品介绍 (1)
二、产品特点 (1)
三、功能及应用 (2)
（一）、功能 (2)
（二）、PAM的应用 (2)
四、使用方法 (2)
五、运输及注意事项 (2)
六、产品质量指标 (3)
七、包装与保存 (3)
一、产品介绍：
堵水剂PAM 分子式：n m ]CH CH(COONa)[])CH(CONH CH [222——— , 是一种线型高分子聚合物，几乎不溶于苯、乙苯、酯类、丙酮等一般有机溶剂，属非危险品，无毒、无腐蚀性，固体PAM 有吸湿性，吸湿性随离子度的增加而增加，PAM 热稳定性好；加热到100°C 稳定性良好，但在150°C 以上时易分解产生氮气，在分子间发生亚胺化作用而不溶于水，密度(23°C) 1.302g/cm 3。
玻璃化温度153°C ，HPAM 在应力作用下表现出非牛顿流动性。
二、产品特点：
l 、产品分子中具有强亲水性基团，如羟基、羧基等，对水等强极性物质有一定表面吸附能力；
2 、不溶于水，但能吸水，吸水后膨胀，被吸收的水分不易流失与挥发；
3 、具有特殊的立体结构，有较高的自身强度，吸水后能保持水分，且能保持一定的机械强度；
4 、具有一定的抗温性能，在130℃地下工作中不被溶解和侵蚀，且仍有一定的强度。
三、功能及应用：
（一）、功能：
l 、矿井堵水作用；2 、沉降促进作用； 3 、过滤促进作用； 4 、增稠(浓)作用。
及其它作用，在废水、废液处理、污泥浓缩脱水、钻井泥浆添加剂、选矿、洗煤、造纸等方面，能够充分满足各种领域的要求。
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物料与能量衡算
目录
物料与能量平衡 (4)
1计算任务 (5)
2工艺流程图和物料衡算示意图 (5)
2.1工艺流程图 (5)
3化学反应方程 (5)
4产品计算 (6)
5原料计算 (6)
6反应釜热量衡算 (7)
7釜体几何计算 (9)
7.1确定筒体直径和高度 (9)
7.2夹套的直径和高度 (10)
7.3确定夹套的材料和壁厚 (10)
7.4确定内筒的材料和壁厚 (11)
7.5水压试验及其强度校核 (12)
7.6选择釜体法兰 (13)
7.7搅拌轴、搅拌器及传动装置等的设计和选择 (14)
8洞道干燥器的物料衡算和热量衡算 (16)
8.1物料衡算： (18)
8.2空气和物料出口温度的确定 (18)
8.3干燥器的热量衡算 (19)
8.4加热器的热负荷和加热蒸汽消耗量 (19)
9干燥器的工艺设计 (20)
9.1干燥器长度的设计确定 (20)
9.2干燥器宽度、高度确定 (20)
9.3湿物料进干燥机方式 (21)
9.4排气口及测温点的设置 (22)
10参考文献： (23)
11符号标注 (24)
1 计算任务
已知：年产300吨的堵水剂，一天工作24小时，一年以300天计算。
2 工艺流程图和物料衡算示意图
2.1 工艺流程图
图1-1 工艺流程图
3 化学反应方程
（1） 产品化学反应方程式：
n m n m ]CH CH(COONa)[])CH(CONH CH [CHCOONa CH CHCONH
CH 222222————→=+=
4 产品计算 产品产量为h kg /67.4124
3001000300=⨯⨯，考虑到反应过程中：在反应釜中损失掉1%，在粉碎干燥中也会损失1%。
所以所得粗产品产量为
h kg /52.42)
02.01(67.41=- 5 原料计算
（1）物料关系图：
M 1—丙烯酰胺(AM )；
M 2—丙烯酸(AA )；
M 3—水；
M 4—氢氧化钠；
M 5—过硫酸铵-亚硫酸氢钠（引发剂）；
M 6—N,N’-亚甲基双丙烯酰胺（交联剂）；
M 7—膨润土；
M 8—聚丙烯酰胺（PAM ）
（2）已知计划年产量为300t, 一年按300个工作日算每天产量为1 t.。
由于是间歇反应，工作周期为6小时，一天可以进行4次，所以每次计划产量为41t 。
固含量
%100)
O H ()I ()AM ()AA ()I ()AM ()AA (S][2⨯+++++=m m m m m m m 。
采用单因素考察法，本次试验研究依次考察了不同无机材料、固含量、无机有机配比、有机单体配比、反应时间、交联剂浓度和引发剂浓度对产品性能的影响。
得到复合树脂暂堵剂的最佳合成条件为：[S ]=42%，m (I)∶m (O)=8∶2，m (AA)∶m (AM) =2∶8，t =4 h ，[C ]=0.8%，[I ]=0.5%。
通过以上的论述可知每周期各原料投产量（如下表）：
表1-1（原料投放表）
过程中损失率为1％.则总出料量=总投料量×99％
由于产物是胶状弹性物质，可以近似认为从储料槽到烘干机过程中没有损失。
则进入干燥器的产物量为kg 5.252，在干燥过程中没有物料损失。
6 反应釜热量衡算
（1）热量关系图：。