一种用于制备聚合物水溶液的方法和装置与流程

通常以干聚合物粉末的形式提供水溶性聚合物。通常在其预期使用的场所将该干聚合物粉末配制成聚合物水溶液。这通常包括将干聚合物粉末分散至水中，使聚合物粉末水合并逐渐溶解。这通常通过使用配制设备来实现。水溶性聚合物通常由水溶性烯属不饱和单体形成。水溶性粒状聚合物本质上是吸湿的，并且众所周知难以加入水中以混合成均匀的水溶液。如果将粉末不正确地加入水中，则水合聚合物颗粒可能粘附在配制设备上和/或彼此粘附，从而在聚合物水溶液中导致聚合物团块或附聚物。不幸的是，该团块或附聚物一旦形成就往往不溶解。通常重要的是，聚合物溶液是基本均匀的，因为否则的话，在应用这些溶液的各种化学处理应用中，投料设备可能堵塞或者团块/附聚物可能对具体工艺产生不利影响。由于水溶性聚合物容易吸水并变粘，因此在将干聚合物粉末转移至配制设备中时必须加以注意。理想地，聚合物颗粒应保持为单独的实体并分别水合。然而，由于粒状材料过早地水合，材料润湿和配制设备可能堵塞。如果颗粒粘附在潮湿的设施上，则可能发生这种情况。通常，这可能在水被粒状材料堵塞(例如在将过多的粒状材料或材料附聚物供入到混合设备中的情况下)的润湿设备附近发生。这通常导致设备的这一部分被凝胶或固结层堵塞，这可能导致工艺停止和/或导致粒状材料溢出。因此，该操作需要定期维护。大多数市售粉末配制系统采用螺旋进料器以使粉末满足粉末/水混合工艺。这包括阿基米德螺旋式输送机或与驱动马达连接的涡管。一些系统通过螺旋作用以受控的速率将粒状聚合物直接供入螺旋进料器出口正下方的润湿装置位置。这种类型的系统描述在us4531673、us5344619和us5660466中。wo2004/007894揭示了一种用于水合聚合物以形成用于油井应用的高浓度聚合物或浆料的方法。将聚合物螺旋进料至文丘里旋风预湿设备中，使润湿的粉末水混合物通过高剪切混合器，然后进入共混器。us4274749公开了一种用于将流体聚合物材料分散至液体稀释剂中而不降低聚合物链长度的设备。所述设备包括具有通常为t形的内腔的主体，该内腔具有一对相对的入口和侧出口。一个入口容纳有稀释剂注入组件，而另一个容纳有聚合物注入组件。注入组件的前端在内腔中的并置产生了区域和孔，并流的料流在该区域中预混合，预混物立即在孔经受高剪切力。聚合物分散体在使用点的连续在线供应包括分散设备、用于供应聚合物的计量泵和小的检测罐，所述检测罐在将分散体输送至导管之前使分散体陈化约一分钟，其中导管引导至使用点。在该发明的简述中，陈述开发了一种相对简单的设备，其用于将流体聚合物材料分散至稀释剂液体流中，这实现了聚合物材料的均匀稀释。还指出当经由注入组件和喷嘴供应稀释剂液体(通常为水)时，并且当经由聚合物注入组件供应聚合物流体(通常为油包水乳液)时，两股料流当头相遇。ep2179784涉及一种制备聚合物分散体水溶液的方法，所述聚合物分散体基本上包含瓜耳胶，其中所述方法包括借助软管挤压泵将聚合物分散体输送至注入器中，并且在增压泵中对水混合的聚合物分散体实施剪切。us5344619描述了一种用于将聚合物溶解至水中的装置，其中借助螺旋进料器将粒状聚合物从储存料斗直接供入位于螺旋进料器出口垂直下方的润湿锥的入口。该润湿设备通常为圆锥形或碗形。将水以使得在锥体表面的周围实现涡旋效应的方式供入锥体的顶部。聚合物颗粒落到液体表面上并被带到锥体出口的底部，从那里通过水文丘里管的作用将其吸入液体输送管线中。借助输送水的动量将水/聚合物混合物输送至混合罐中，在混合罐中将其混合并陈化，然后转移至容纳罐中以准备用于投入处理工艺中。wo2009/050040提供了一种用于制备水溶性或水溶胀性粒状材料(例如粒状聚合物)的水溶液或水稀释液的装置和方法。所述设备借助空气流沿空气输送管线方便地将粒状材料转移至制造单元，在制造单元中将材料水合或溶解。粒状材料沿着涡旋输送管线输送，所述输送管线提供有用于确保材料基本上填充涡旋输送器和涡旋输送管线的管道壁之间的空间的工具。这通过为涡旋输送管线提供限制离开涡旋输送管线的材料的流动的元件或者将涡旋输送管线以梯度或基本垂直的方向安装来实现。us4529794和us4874588教导了一种将干水溶性聚合物颗粒快速溶解在水中的方法。形成聚合物颗粒的悬浮液，并在粒度减小装置中经受高剪切条件，在其中细碎颗粒被迫进入溶液中。公开了一种装置，包括可高速旋转的叶轮，其中通常径向定向的叶片的圆柱形阵列周向围绕叶轮，在相邻叶片之间限定了向外定向的排放空间。上述方法和设备可用于通过从干聚合物颗粒出发形成聚合物水溶液和水稀释液。通常将水溶性聚合物以干粒状产品的形式从生产商运输至它们的使用场所。然后将聚合物在最终用户的场所投入溶液中。通常认为运输干燥聚合物比水合聚合物更方便，因为含有额外水含量的水合聚合物会不可避免地增加运输成本。另一方面，将水合聚合物转化为干粒状聚合物的过程是非常耗能的。us4113688提出了一种由凝胶形成水溶性聚合物的稀水溶液的方法。在该方法中，将聚合物凝胶挤出，切割并在水中浆化。在浆料形成后立即使凝胶颗粒浆料经受高剪切力，从而形成非常细的凝胶颗粒的浆料。在低剪切条件下将该细凝胶颗粒浆料与额外的水混合，从而形成稀聚合物水溶液。据称将所述水溶性聚合物凝胶经由挤出模板中的模孔挤出至流动的水中。模孔的直径为约0.06-约0.50英寸。us4845192公开了一种方法，其中通过在水中形成聚合物凝胶颗粒的悬浮液，在悬浮液形成的同时或紧后使悬浮液经受即刻和瞬时的极高剪切力条件而使水溶性聚合物的粒状凝胶溶解在水中。将凝胶颗粒细切并溶解。据称均聚丙烯酰胺凝胶具有约70-75重量％的最大含水量，据称均聚丙烯酸盐凝胶具有约60重量％的最大含水量。就溶解方法和装置而言，所提出的装置包括将凝胶挤出通过模板以产生凝胶颗粒的凝胶挤出机和粒度减小装置。据称粒度减小装置通常包括支撑马达的主壳体、叶轮轴壳体和叶轮壳体。叶轮围绕其圆周被切割叶片的圆柱形阵列包围。叶轮旋转并且叶片的前缘限定了用于最终分割粒状物质的切割边缘。据称合适的装置是urschel1500型。然而，出于多种原因，使用具有涡旋进料器和模板的挤出设备来加工凝胶聚合物可能是不利的。例如，该设备的操作可能是高耗能的；可能需要润滑剂来促进聚合物凝胶前进通过该设备；并且该设备可能需要维护，以例如移除堵塞物和/或粘着的凝胶团块。本发明的目的是提供一种有效加工水合聚合物的方法和装置，所述水合聚合物由烯属不饱和单体的水溶液聚合(通常称为含水凝胶聚合)成聚合物水溶液而制备。本发明的另一目的是提供该聚合物水溶液，其克服了现有技术的缺点。因此，根据本发明，我们提供了一种制备聚合物水溶液的方法，包括如下步骤：(a)提供水合聚合物，其通过烯属不饱和单体的水溶液聚合制备，所述水合聚合物包含至少10重量％的活性聚合物；(b)通过使水合聚合物经历包括压力为至少150巴的至少一股含水液体流的至少一个切割段来切割水合聚合物，以减小水合聚合物的尺寸，(c)将水合聚合物溶解在含水液体中，从而获得聚合物水溶液。根据本发明，我们还提供了一种用于制备聚合物水溶液的装置，包括：(a)用于提供水合聚合物的工具，所述水合聚合物通过烯属不饱和单体的水溶液聚合制备，所述水合聚合物包含至少10％重量的活性聚合物；(b)至少一种用于在至少一个切割段中切割水合聚合物以减小水合聚合物的尺寸的工具，所述至少一种工具包括至少一股压力为至少150巴的含水液体流；(c)用于将水合聚合物溶解在含水液体中以获得聚合物水溶液的工具。图1示出了用于将水合聚合物切割成较小碎片的设备。所述设备包括围绕中心安装的喷嘴(2)的围壁部分(1)(在这种情况下为管壁)，该喷嘴旋转且由马达(3)驱动或由形成料流的流动水推进。喷嘴支撑在固定支架(4)上。高压水流(5)垂直于所述设备的轴线喷射且随喷嘴旋转而旋转。当喷嘴旋转时，水流形成圆盘图案。喷嘴由高压水源(7)供应的供水管线(6)供应。筛盘(8)位于水流下方，防止尺寸过大的聚合物团块通过。将低压的次级供水(9)以环形式供应到位于管壁上端的环形主管(10)中。水从环中流出以形成水幕(11)，这防止了水合聚合物粘附到管壁上。水合聚合物(13)从上方进入管壁并向下通过所述设备，在其中被高压水流切割，从而形成切割的水合聚合物碎片，所述水合聚合物碎片小到足以通过筛盘，然后切割的水合聚合物碎片(14)从设备底部排出。图2a示出了类似于图1设备的设备，不同之处在于喷嘴(2)提供高压水流，当喷嘴旋转时，该水流向下倾斜(5a)以形成圆锥形图案。筛盘呈竖锥形(8a)。所有其他特征与图1情况相同。图2b示出了类似于图2a设备的设备，不同之处在于喷嘴(2)提供高压水流，当喷嘴旋转时，水流向上倾斜(5b)以形成圆锥形图案。筛盘呈倒锥形(8b)。所有其他特征与图1情况相同。图3示出了类似于图1设备的设备，不同之处在于喷嘴(2)偏离中心定位以提供偏心的高压水流(5)扫掠模式。所有其他特征与图1情况相同。图4示出了用于将水合聚合物切割成较小碎片的设备。所设设备包括围壁部分(1)(在这种情况下为管壁)，水合聚合物(13)从顶部进入其中。切割叶片网(12)在水合聚合物下降时首先将其切割成股线。高压水流(5)从周向定位的喷嘴(2)喷出。喷嘴各自横向摆动，以各自产生扇形水流扫掠图案(15)，当聚合物股线下降时，切割聚合物股线。在每种情况下，喷嘴的摆动由致动器(未示出)驱动。水合聚合物碎片(14)经由该设备的底部排出。术语“水合聚合物”是指含有聚合物和水并且应该呈含水凝胶形式的实体。该含水凝胶可视为聚合物-水体系，其中存在由大分子或其缔合物组成的三维网络结构，并且其能够保留显著量的水。该体系在其自身重量的作用下保持其形状，并且在该特征方面与聚合物溶液不同。合适的聚合物凝胶的定义在lzrogovina等的文章中给出，polymerscience，ser.c，2008，第50卷，第1期，第85-92页。通常，步骤(a)中提供的水合聚合物以单一质量或体积存在，其通常具有超过1000cm3的体积。所述水合聚合物包含至少10重量％的活性聚合物，通常至少20重量％的活性聚合物，基于水合聚合物的重量。适当地，活性聚合物含量可为20-70重量％，理想地为20-60％，常常为20-50％，优选为25-40％，例如25-35％或者例如35-40％重量。所述水合聚合物可溶解在步骤(b)中提供的含水液体中，从而获得聚合物水溶液。因此，步骤(b)和(c)可组合成单一步骤。然而，优选的是步骤(b)在步骤(c)之前。因此，在一个优选方面中，在步骤(b)中，将水合聚合物切割成水合聚合物碎片。然而，即使在将水合聚合物切割成水合聚合物碎片的该优选方面中，至少一些水合聚合物也可能溶解在含水液体中。通常，其可作为用于切割水合聚合物的一股或多股含水液体流接触一些聚合物可能溶解的水合聚合物。在这种情况下，步骤(b)可得到水合聚合物碎片和含有溶解在其中的水合聚合物的含水液体的混合物。通常，在该步骤中，大部分水合聚合物可能保持为水合聚合物碎片。切割段可方便地由合适的壁包纳。通常，切割段应由至少一个围壁部分包纳。通常，围壁部分可为管状、圆锥形、截锥形、角锥形部分或其任何组合。优选地，围壁部分为管状部分、圆锥形部分或管状和圆锥形部分的组合。管状部分可具有任何合适的横截面形状，例如圆形、椭圆形、三角形、正方形、矩形、六边形或八边形等。优选地，管状部分基本上为圆柱形。适当地，围壁部分应在一端具有入口而在另一端具有出口。然后，水合聚合物可从一端进入围壁部分，通过切割段以减小水合聚合物的尺寸，并且理想地，如此形成的水合聚合物碎片应从出口排出。来自切割段的含水液体理想地也应从出口排出。如前所述，至少一些水合聚合物可能在切割段期间溶解，从而使得含水液体任选包含溶解的聚合物。因此，可在切割段中形成水合聚合物碎片和任选包含水合聚合物溶液的含水液体的混合物。该混合物应理想地从围壁部分的出口排出。切割段的围壁部分可呈任何合适的取向。然而，优选围壁部分基本上是竖直的，其中入口位于上端，而出口位于下端。以此方式，水合聚合物应容易地经由入口通入围壁部分，在切割段中切割，然后如此形成的聚合物碎片容易地经由出口从围壁部分排出。水合聚合物的通过可仅通过重力进行，或者可在压力下供入切割段中，例如通过泵送、机械进料、通过气体压力或者通过真空作用。理想地，借助施加在形成水合聚合物的反应器内容物上的气体压力将水合聚合物供入切割段(b)中。作为替代或者额外地，借助机械输送设备(例如涡管)将水合聚合物供入切割段(b)中。还可能理想的是对水合聚合物进行润滑以促进从反应器中排出和/或进入切割段(b)中，例如通过使用水或其他含水液体。适当地，水合聚合物可以以0.01-10cm/s，例如0.02-7cm/s，例如0.05-5cm/s的速度离开反应器。通常，这与水合聚合物进入和推进通过切割段(b)的速度相同。然而，水合聚合物可优选以与其离开反应器的速度不同的速度推进通过切割段(b)。例如，水合聚合物可以以比其离开反应器的速度更快的速度推进通过切割段(b)，或者其可以以比其离开反应器的速度更慢的速度行进。可能理想的是水合聚合物以可变的速度推进通过切割段(b)。通常，水合聚合物可以以一个速度推进通过切割段(b)直至切割成碎片的点，然后水合聚合物碎片可更快地推进，特别是如果包含切割段的围壁部分(b)处于竖直位置且水合聚合物碎片的推进由重力辅助。通常，水合聚合物以0.01-10cm/s，例如0.02-7cm/s，例如0.05-5cm/s的速度推进通过切割部分至少达到形成水合聚合物碎片的点。可能理想的是围壁部分设置在非竖直位置。例如，可能理想的是围壁部分以梯度或甚至水平安装。然而，优选的是，围壁部分的入口高于围壁部分的出口。以此方式，水合聚合物通过围壁部分至少部分地由重力辅助。更优选地，围壁部分基本上是竖直的。这使得水合聚合物或聚合物碎片与围壁部分的壁接触的风险最小化。理想地，所述至少一种用于切割水合聚合物的工具b)所包括的所述至少一股含水液体流从具有小于3.00mm，优选0.25-2.00mm的喷嘴孔直径的喷嘴流出。所述至少一股含水液体流具有至少150巴的压力。压力可显著高于此压力，例如高达10,000巴。然而，压力通常不必与此压力一样高，较低的压力(例如通常不高于7,500巴)通常是足够的。通常，切割段中的含水液体流的压力为150-5,000巴，优选为200-2,000巴，更优选为250-1000巴。通常，含水液体流从具有合适直径的喷嘴孔的喷嘴流出。通常，喷嘴孔直径应小于3.00mm，常常小于2.00mm，通常不大于1.00mm。通常，喷嘴孔直径应至少为0.10mm，例如0.25-2.00mm或0.25-1.00mm，适当地为0.30-0.90mm，理想地为0.40-0.80mm。可能理想的是在头上使用多个喷嘴，其中每个喷嘴在至少150巴的上述压力下输送含水液体流。当在头上使用多个喷嘴时，喷嘴的数量可为至少2个，例如2-10个喷嘴。喷嘴可布置在一个平面中或不同平面中。喷嘴可以以使得例如在头的穹顶表面上，多股料流在不同的轴线中辐射出来的方式布置。该多个喷嘴可布置成使得含水液体流形成各自沿不同方向行进的阵列。就术语“喷嘴”而言，我们意指设计用于在流体流离开时控制流体流的方向或特性(包括增加速度)的设备。切割段中的料流的含水液体通常为水。然而，其他含水液体可用于该目的，例如无机电解质的水溶液，例如氯化钠或其他盐的水溶液。含水液体可例如为盐水。还可能或者甚至理想的是含水液体可为其中溶解有其他水溶性物质的水。在一些情况下，甚至可能理想的是使用待溶解的水合聚合物的水溶液。当含水液体为水时，其可例如为纯水、饮用水，生产用水、软化水或循环水。其例如可为可获得并且通常用于配制用于提高油采收率、尾矿管理操作或固液分离操作的聚合物溶液的水。本发明的步骤(b)中的切割段可进一步包括至少一个静态切割构件。所述至少一个静态切割构件可例如为一个或多个刀具、叶片、切割线或其任何组合。在一种形式中，所述至少一个切割构件可由多个刀具或叶片组成，所述刀具或叶片沿周向安装在管部分的壁上，其中所述刀具或叶片向内延伸。在另一种形式中，所述至少一个切割构件可为从中心位置安装的刀具或叶片，其中刀具或叶片沿径向向外延伸。在另一种形式中，所述至少一个切割构件可为刀具、叶片或切割线的网。通常，静态切割构件(如果使用的话)应在围壁部分的整个横截面上延伸。适当地，可通过在接触所述至少一股含水液体流之前接触所述至少一个静态切割构件来切割水合聚合物。在所述装置中，这可通过将静态切割构件安装在水合聚合物进入切割段(b)的位置和所述至少一股含水液体流的位置之间来实现。例如，在切割段包括具有入口和出口的围壁部分的情况下，静态切割构件可定位为比用于提供含水流的工具更靠近入口。理想地，步骤(b)中的所述至少一股含水液体流由至少一个喷嘴产生。在一种优选形式中，所述至少一个喷嘴摆动。喷嘴的这种摆动可产生扇形水流扫掠图案。在本发明的这种形式中，使用可摆动的多个喷嘴可能是特别有价值的。通常，喷嘴的数量可为2-8个，优选2-6个。还可能理想的是多个喷嘴布置在至少一个头上，其中每个头包含2-10个喷嘴。可能理想的是使用多个头，例如2-10个头，其中每个头包含多个喷嘴。在这种情况下，每个头可单独摆动。该多个喷嘴或各自容纳多个喷嘴的多个头可相对于水合聚合物沿周向定位，从而使得水流向内延伸。可能理想的是多个喷嘴和/或各自容纳多个喷嘴的多个头均匀地定位，从而使得所有相邻喷嘴之间的距离相等。或者，可能理想的是多个喷嘴和/或各自容纳多个喷嘴的多个头不均匀地间隔。因此，当多个喷嘴或各自包含多个喷嘴的多个头沿周向布置时，此时水合聚合物将在周向定位的喷嘴内通过并且被多股含水液体流切割。所述至少一个摆动喷嘴或容纳多个喷嘴的头可通过合适的致动器机构运动。在使用两个或更多个摆动喷嘴的情况下，可能理想的是每个喷嘴通过单独的致动器运动。甚至可能理想的是使用单个机动驱动器来操作所有摆动喷嘴的运动。每个摆动喷嘴可具有至多180°的扫掠。通常，扫掠可为30-180°，在一种优选形式中为35-90°，例如35-75°，例如40-60°。在另一种形式中，扫掠可为90-180°，例如120-160°。扫掠的精确范围通常取决于所用喷嘴的精确数量。摆动频率应例如为至多50s-1(周期/秒)，通常为0.5-50s-1，常常为5-35s-1，例如10-30s-1，理想地10-25s-1。在另一种形式中，摆动频率甚至可为20-50s-1，理想地30-40s-1。当所述至少一个喷嘴(例如多个喷嘴)或者各自容纳多个喷嘴的至少一个头(例如多个头)相对于水合聚合物周向布置时，所述至少一个喷嘴或至少一个头中的每一个都可围绕水合凝胶周向旋转。当周向布置的至少一个喷嘴或至少一个头旋转时，可能理想的是每个喷嘴或每个头可如上文所述那样独立地摆动。或者，可能理想的是当周向布置的至少一个喷嘴或至少一个头旋转时，它们可能不摆动。所述至少一个喷嘴或至少一个头的旋转可通过合适的驱动机构实现。理想地，旋转的至少一个喷嘴或至少一个头可容纳在旋转的单个壳体中。壳体可为围壁部分的一部分，或者其可安装在围壁部分的内侧。在本发明的另一种优选形式中，所述至少一个喷嘴旋转，并且所产生的含水液体流形成圆形扫掠图案。所述至少一个喷嘴可为容纳在至少一个头上的多个喷嘴。该至少一个旋转喷嘴可通过合适的机动驱动机构的作用而旋转。可能理想的是使用超过一个的旋转喷嘴，例如容纳在至少一个头上的多个喷嘴。然而，通常仅需要使用一个旋转喷嘴或者在使用超过一个喷嘴的情况下，多个喷嘴布置在一个头上。在一个优选方面中，所述至少一个旋转喷嘴或容纳多个喷嘴的至少一个头安装在中心，并且含水液体流基本上垂直于进入的水合聚合物的方向轴线延伸。在这种形式中，含水液体流扫掠图案是圆盘形的。在该优选方面的改进中，安装在中心的旋转喷嘴或包含多个喷嘴的头可产生至少一股液体流，该液体流不垂直于进入的水合聚合物的方向，而是倾斜的，从而使得所述至少一股含水液体流的扫掠图案是锥形的，例如其中所述至少一股含水液体流向下倾斜的竖锥形，或者其中所述至少一股含水液体流向上倾斜的倒锥形。在所述至少一股含水液体流向上或向下倾斜的情况下，优选的是该角度相对于垂直于进入的水合聚合物的方向的位置向上或向下不超过50°。优选地，该角度应为5-45°，更优选为10-35°，特别为15-25°。在本发明的另一实施方案中，所述至少一个旋转喷嘴或容纳多个喷嘴的旋转头不是安装在中心的，而是偏离中心。例如，在切割段包含在围壁部分中的情况下，旋转喷嘴可位于围壁部分的壁处或附近。通常，喷嘴或容纳多个喷嘴的头定向成使得其产生至少一个偏心含水流扫掠图案。旋转喷嘴或旋转头可以以至多3000rpm(转/分钟(即50s-1周期/秒))的频率旋转。通常，喷嘴或头可以以500-3000rpm旋转，理想地以1000-2000rpm旋转。理想地，切割段(b)将水合聚合物切割成许多较小尺寸的碎片。水合聚合物碎片应方便地具有使得至少两个维度不大于6.5cm，优选不大于4cm，更优选不大于2cm的尺寸。优选地，水合聚合物碎片的三个维度应不大于6.5cm，优选不大于4cm，优选不大于2cm。水合聚合物碎片没有必要存在下限，因为碎片越小，聚合物就越容易溶解。通常，水合碎片可具有使得三个维度低至0.1cm或更小的尺寸。通常，水合聚合物碎片往往具有各自为0.1-1.5cm的三个维度。通常，水合聚合物碎片的体积应不大于275cm3，例如0.0001-275cm3，通常为0.0005-64cm3，典型地为0.001-8cm3，例如0.005-3.5cm3。水合聚合物碎片的表面积与体积之比可为至少0.8cm-1，例如至少0.9cm-1，常常为0.9-130cm-1，通常为1.5-100cm-1，典型地为2-60cm-1。切割段(b)还可包括位于所述至少一股含水液体流下方的筛盘。这是为了防止尺寸过大的水合聚合物团块通入下一段。筛盘应具有与水合聚合物碎片的最大尺寸相对应的尺寸的开口，这应允许其通入下一段。适当地，筛盘可为由多个相互啮合的线或棒形成的网。或者，筛盘可形成为具有在其中进行切割的多个孔的表面，例如类似于滤器。通常，筛盘应为静态设备。其应延伸以覆盖切割水合聚合物的场所下方的整个区域。在切割段由围壁部分容纳的情况下，筛盘可延伸至围壁部分的壁。优选地，筛盘可固定在围壁部分上。还可能理想的是将额外的含水液体流引导到筛盘的表面，从而有助于减小由筛盘捕集的尺寸过大的水合聚合物碎片的尺寸。可能理想的是使用一股或多股高压(例如至少150巴)含水液体流，从而有助于切割尺寸过大的水合聚合物碎片，以使得水合聚合物被切割成足以通过的小碎片。在切割段(b)中，在含水液体流切割水合聚合物时，一定量的水合聚合物甚至可能溶解。理想地，在围壁部分的内侧上提供有水或其他含水液体的幕帘。所述水或其他含水液体可以以与上文就步骤(b)的含水液体流所述的任何含水液体或水相同的方式定义。该水或其他含水液体的幕帘可有助于防止水合聚合物粘附至围壁部分的壁上并减少运动聚合物的摩擦，由此减少必要的静压或避免使用额外的机械工具来使聚合物朝向切割区域运动。水或其他含水液体的该幕帘可通过提供二次水或含水液体供应源来产生。通常，水或其他含水液体的压力应低于30巴，例如3-20巴，理想地5-10巴。水或其他含水液体可供入呈环形式且安装在围壁部分内侧的环形主管中。为了最有效，环形主管或环应安装在围壁部分的顶部或顶部附近，从而由水或其他含水液体的幕帘提供最大程度的保护。理想地，水或其他含水液体从环形主体或环沿着围壁部分的壁内表面向下以幕帘形式流动。水合聚合物在步骤(c)中的溶解适当地使用用于将水合聚合物溶解在含水液体中的工具(c)进行，其包括：(c1)用于使水合聚合物碎片经历进一步的尺寸减小且完全或部分溶解的机械加工设备；和/或(c2)含有含水液体的混合罐，其用于接收步骤(b)的水合聚合物碎片，以实现水合聚合物碎片的溶解。其中将水合聚合物溶解在含水液体中的步骤(c)可通过(c1)借助机械加工段使水合聚合物碎片进一步减小尺寸并且完全或部分溶解来实现。通常，所述装置包括用于实现该目的的工具(即设备)。步骤(c)中所用的含水液体可以以与上文就步骤(b)的含水液体流所述的任何含水液体或水相同的方式定义。适当地，机械加工段(c1)包括用于在含水液体存在下剪切和/或切割水合聚合物碎片并形成任选含有未溶解的水合聚合物颗粒的聚合物水溶液的设备，其中将任选含有未溶解的聚合物颗粒的聚合物水溶液通入混合罐，以允许任何未溶解的聚合物颗粒溶解，由此提供聚合物水溶液。通常，用于实现该目的的装置可包括上文所述的用于使水合聚合物碎片经历进一步的尺寸减小的工具、混合罐和用于将任选包含未溶解的聚合物颗粒的聚合物水溶液通入混合罐中以允许任何未溶解的聚合物颗粒溶解的工具。步骤(c1)的机械加工段包括用于在含水液体或任选含有未溶解的水合聚合物颗粒的聚合物水溶液存在下剪切和/或切割水合聚合物碎片的设备。机械加工段还可任选地切片、碾磨和/或研磨水合聚合物碎片。用于该机械加工段的设备可例如为us4529794或us4845192所述的设备。理想地，其可为urschellaboratoriesinc.在范围内生产的任何设备，例如1700。适当地，所述设备包含腔室，所述腔室包括：·由马达驱动的转子；和·由多个叶片组成的固定定子。机械加工段通常包括在含水液体(适当地为水)存在下将水合聚合物碎片输送至腔室中。切割段(b)中使用的含水液体(例如水)可能足以允许实施步骤(c1)的该机械加工段。然而，优选将额外的含水液体(适当地为水)与水合聚合物碎片一起供入腔室中。通常，这用于防止由水合聚合物碎片和/或由水合聚合物碎片的机械加工产生的水合聚合物颗粒发生附聚。适当地，转子围绕其圆周被安装在固定定子上的圆柱形切割叶片阵列包围。转子理想地具有围绕其圆周的突起。这些突起可视为切割尖端。随着转子旋转，在转子的切割尖端和固定定子的叶片之间形成间隙。水合聚合物碎片被旋转转子的离心力向外推动，然后在转子和固定定子之间通过并且被剪切和/或切割，从而导致水合聚合物碎片的尺寸进一步减小。通常，剪切和/或切割作用会将水合聚合物碎片减小成细碎的水合聚合物切片或长条，它们会快速地溶解在含水液体中。通常，固定定子的叶片可以以使得它们与定子的轴线平行和/或与定子的轴线垂直的方式安装。在该布置中，叶片可相对于转子的圆周垂直。或者，叶片可与定子的轴线倾斜，从而使得叶片的前缘相对于转子的旋转方向倾斜。相对于转子的半径，旋转角度可为0-15°。适当地，定子叶片之间的距离为200-2000μm。在一种替代形式中，转子的突起可为叶片或刀具。该叶片或刀具可与转子的半径对齐，或者相对于转子的半径以0-15°，例如2-10°的角度倾斜。机械加工段往往快速地将水合聚合物碎片物理破碎，这在含水液体存在下快速地促进聚合物水溶液的形成。然而，很可能至少一些未溶解的水合聚合物的小颗粒会保留在如此形成的聚合物水溶液中。通常，这些未溶解的水合聚合物的小颗粒可呈长条或其他小颗粒的形式。该颗粒可具有至少一个小于1.5mm，例如0.1-0.5mm的维度，而其他维度可能更大。优选地，所有三个维度都小于1.5mm。在本发明的该方面中，将任选含有未溶解的水合聚合物颗粒的聚合物水溶液通入混合罐中，在其中使任何未溶解的水合聚合物溶解，由此提供聚合物水溶液。由于任何未溶解的水合聚合物颗粒往往很小，因此它们通常会快速地溶解。溶解速度往往取决于聚合物的类型、未溶解的水合聚合物颗粒的尺寸和用于形成水溶液的含水液体。颗粒越小，则溶解往往越快。此外，当含水液体为水时，水溶性聚合物往往更快地溶解。在另一种形式中，其中将水合聚合物溶解在含水液体中的步骤(c)可通过(c2)将步骤(b)的水合聚合物碎片通入含有含水液体的混合罐中以进行溶解从而形成聚合物水溶液来实现。用于实现该目的的装置可包括混合罐和用于将水合聚合物碎片通入混合罐中且允许水合聚合物碎片溶解的工具。在由步骤(c2)限定的本发明的该替代形式中，将步骤(b)的水合聚合物碎片通入含有含水液体(适当地为水)的混合罐中，并使水合聚合物碎片溶解，由此提供聚合物水溶液。水合聚合物碎片溶解在含水液体(适当地为水)中所需的时间通常取决于水合聚合物碎片的尺寸、聚合物的类型和所用的含水液体。水合聚合物碎片越大，溶解时间往往越长。通常还真实的是，水合聚合物碎片越小，溶解时间就越短。水合聚合物碎片往往更快地溶解在水中，尽管用其他含水液体如电解质(例如氯化钠)溶液可以获得可接受的溶解速率。此外，混合罐中的搅拌量也可能影响溶解时间。通常，在混合罐中产生的湍流越多，溶解就越快。混合罐可配备有合适的一个或多个叶轮，并且任选配备有静态混合设备以产生高湍流。混合也可通过使混合罐的内容物经由导管流出然后再循环回到混合罐中实现。步骤(c)(例如(c1)和步骤(c2))的聚合物水溶液可包含至多5重量％的聚合物，基于聚合物水溶液的总重量。通常，聚合物溶液的浓度可为至多2重量％，例如0.01-2％，适当地为0.05-1.5％，常常为0.1-1％。随后可将步骤(c1)和步骤(c2)的聚合物水溶液稀释至所需浓度。步骤(c1)和步骤(c2)中的混合罐也可用作聚合物水溶液的储存和/或熟化罐。或者，可将聚合物水溶液转移至用于储存和/或熟化的后续罐中，优选将其搅拌或混合。就熟化而言，我们意指溶解的聚合物分子有时间在含水介质中完全扩展。可能理想的是将聚合物水溶液转移至超过一个储罐中，例如一系列储罐中。通常，可将聚合物水溶液转移至使用它的应用中。这可借助管道或其他合适的导管实现。可能理想的是向水合聚合物或切割段(b)或溶解段(c)中所用的含水液体中加入任意的各种添加剂。该类添加剂可例如为表面活性剂、润滑剂、粘度调节剂。该类添加剂可密闭，通常用于提高油采收率、尾矿管理操作或固液分离操作。甚至可能理想的是提供其中已包含该类添加剂的水合聚合物。通常，水合聚合物通过聚合一种或多种水溶性烯属不饱和单体来提供。就水溶性而言，我们意指烯属不饱和单体在25℃下在水中的溶解度为至少5g/100ml水。然而，水合聚合物可通过聚合至少一种水溶性烯属不饱和单体与至少一种较不溶于水或不溶于水的烯属不饱和单体的混合物来提供，条件是可在聚合后制备水合聚合物。所述至少一种烯属不饱和单体可为阴离子的、阳离子的、非离子的或其混合物。优选地，步骤(a)中的水合聚合物由一种或多种水溶性烯属不饱和单体的水溶液聚合提供。适当地，水溶液聚合通过在合适的容器中引发所述一种或多种水溶性烯属不饱和单体的水溶液聚合来进行。通常，单体水溶液以基于单体水溶液总重量为至少10重量％活性单体的浓度包含所述至少一种水溶性烯属不饱和单体。适当地，单体浓度应为20-70重量％，优选为25-40％，更优选为25-35％。可使用任何合适的引发剂。引发剂可例如为过氧化物、过硫酸盐、偶氮化合物、硫酸盐，氧化还原对或其混合物。过氧化物的实例为过氧化氢、过氧化钾、过氧化叔丁基、氢过氧化叔丁基、氢过氧化枯烯和过氧化苯甲酰。过硫酸盐的实例为过硫酸铵、过硫酸钠或过硫酸钾。偶氮化合物的实例为2,2-偶氮二异丁腈、4,4'-偶氮二(4-氰基戊酸)和2,2'-偶氮二(n,n'-二亚甲基异丁脒)二盐酸盐、1,1'-偶氮二(环己烷甲腈)和2,2'-偶氮二(2-脒基丙烷)二盐酸盐。硫酸盐的实例为硫酸亚铁铵和硫酸铵。氧化还原对由氧化剂和还原剂组成。氧化剂可为上文列出的过氧化物、过硫酸盐、硫酸盐或偶氮化合物之一，或碱金属氯酸盐或溴酸盐。碱金属的实例在上文给出。还原剂的实例为抗坏血酸、葡萄糖或铵或碱金属的亚硫酸氢盐、亚硫酸盐、硫代硫酸盐或硫化物，或硫酸亚铁铵。优选地，引发剂为氧化还原对与一种或多种引发剂的混合物，所述引发剂选自过氧化物、过硫酸盐和偶氮化合物。更优选地，引发剂为氧化还原对与一种或多种偶氮化合物引发剂的混合物，其中氧化剂选自过氧化物和碱金属溴酸盐，还原剂选自铵或碱金属的亚硫酸氢盐、亚硫酸盐、硫代硫酸盐或硫化物，或硫酸亚铁铵。甚至更优选地，引发剂为氧化还原对与一种或多种偶氮化合物引发剂的混合物，其中氧化剂选自氢过氧化物和碱金属溴酸盐，还原剂为碱金属亚硫酸氢盐或亚硫酸盐。最优选地，引发剂为氧化还原对与一种或多种偶氮化合物引发剂的混合物，其中氧化剂选自氢过氧化叔丁基和溴酸钾，还原剂为亚硫酸钠，其中所述偶氮化合物引发剂选自下组：2,2-偶氮二异丁腈、4,4'-偶氮二(4-氰基戊酸)和2,2'-偶氮二(n,n'-二亚甲基异丁脒)。所制备的至少一种烯属不饱和聚合物的水溶液理想地包含任意的各种添加剂。该类添加剂的实例包括尿素、螯合剂、有机酸、链转移剂和交联剂。螯合剂的实例为二亚乙基三胺五乙酸五钠盐和二亚乙基二胺四乙酸四钠盐。有机酸的实例为己二酸、柠檬酸、草酸、酒石酸、苹果酸和苯甲酸。链转移剂的实例为硫代乙醇酸、次磷酸钠、2-巯基乙醇、n-十二烷基硫醇和叔十二烷基硫醇。交联剂的实例为多烯属不饱和单体，例如n,n'-单亚甲基双丙烯酰胺、聚乙二醇二丙烯酸酯、四烯丙基氯化铵和邻苯二甲酸二烯丙酯。优选地，含水介质还包含尿素、螯合剂和/或有机酸。更优选地，含水介质还包含尿素、二亚乙基三胺五乙酸五钠盐和/或己二酸。如果聚合物为阳离子的，则典型地，单体水溶液通常还含有二亚乙基三胺五乙酸五钠盐和己二酸。如果制得的聚合物为阴离子的，则单体水溶液通常还含有二亚乙基三胺五乙酸五钠盐和尿素。如果制得的聚合物为非离子的，则单体水溶液通常还可含有二亚乙基三胺五乙酸五钠盐、尿素和己二酸。用于实施所述至少一种水溶性烯属不饱和单体的水溶液聚合的合适方法描述于ep0725084a1、wo2006/117292和wo2014/049513中。水溶性烯属不饱和单体可为下式的羧酸或其盐：其中r1、r2和r3相同或不同并且为氢、c1-2烷基、羧基或被羧基取代的c1-2烷基，其中r7、r8和r9相同或不同并且为氢或c1-2烷基，e为c2-5亚烷基，r4、r5和r6相同或不同并且为c1-4烷基，x为合适的阴离子，下式的酰胺：其中r7、r8、r9、e、r4、r5、r6和x具有如上所述的含义，r10为氢或甲基，l为c2-5亚烷基，m为合适的阳离子，乙烯基衍生物或二烯丙基铵衍生物。式i羧酸的实例为丙烯酸、甲基丙烯酸、巴豆酸、衣康酸、马来酸和富马酸。其盐可为铵、其碱金属盐或碱土金属盐。碱金属的实例为锂、钠和钾。碱土金属的实例为铍、镁和钙。c1-2烷基可为甲基或乙基。c2-5亚烷基的实例为亚乙基、三亚甲基、亚丙基、2-甲基亚丙基、四亚甲基、乙基亚乙基和五亚甲基。c1-4烷基的实例为甲基、乙基、丙基、异丙基和丁基、异丁基、仲丁基和叔丁基。合适的阴离子的实例为卤离子、硫酸根和c1-4烷基硫酸根。c1-4烷基硫酸根的实例为甲基硫酸根。卤离子的实例为溴离子和氯离子。优选的卤离子为氯离子。合适的阳离子的实例为氢、铵和碱金属。式ii酯的实例为丙烯酸二甲基氨基乙酯甲基氯季铵盐、丙烯酸二乙基氨基乙酯乙基氯季铵盐和甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯甲基氯季铵盐。或者，这可为这样的化合物，其中使用季铵化化合物的季盐不是氯甲烷，例如为硫酸二甲酯，或其他烷基卤化物，或烷基硫酸酯或二烷基硫酸酯。式iii、iv或v酰胺的实例为丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、巴豆酰胺、二甲基氨基乙基丙烯酰胺甲基氯季铵盐、二乙基氨基乙基丙烯酰胺乙基氯季铵盐、二甲基氨基乙基甲基丙烯酰胺甲基氯季铵盐和2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(包括铵或碱金属(例如钠、钾、锂)盐或碱土金属(例如钙、镁、铍)盐。乙烯基衍生物的实例为乙烯基膦酸或乙烯基磺酸及其盐，例如其铵或碱金属盐，n-乙烯基甲酰胺，n-乙烯基吡咯烷酮和1-乙烯基咪唑。二烯丙基铵衍生物的实例为二烯丙基二甲基氯化铵。水不溶性烯属不饱和单体可为式i羧酸与c1-18链烷醇的酯。c1-18链烷醇的实例为甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、丁醇、己醇、2-乙基己醇和十八烷醇。水不溶性烯属不饱和单体的实例为丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸2-乙基己酯、丙烯酸硬脂基酯、甲基丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸硬脂基酯。更优选的烯属不饱和单体是水溶性的，并且选自下组：下式的羧酸或其盐：其中r1、r2和r3相同或不同并且为氢或甲基、羧基或被羧基取代的甲基，下式的酯：其中r7、r8和r9相同或不同并且为氢或甲基，e为c2-3亚烷基，r4、r5和r6相同或不同并且为c1-3烷基，x为合适的阴离子，下式的酰胺：其中r7、r8、r9、e、r4、r5、r6和x具有如上所述的含义，r10为氢或甲基，l为c2-5亚烷基，m为合适的阳离子，例如铵或碱金属(例如钠、钾、锂)或碱土金属盐(例如钙、镁、铍)。c2-3亚烷基的实例为亚乙基、三亚甲基和亚丙基。c1-3烷基的实例为甲基、乙基、丙基和异丙基。甚至更优选的烯属不饱和单体是水溶性的并且选自下组：下式的羧酸或其盐，尤其是铵、碱金属或碱土金属盐，例如锂、钠、钾、铍、镁或钙盐：其中r1为氢或甲基，r2和r3均为氢，下式的酯：其中r7为氢或甲基，r8和r9均为氢，e为亚乙基，r4、r5和r6相同或不同并且为c1-2烷基，x为卤离子、硫酸根或c1-4烷基硫酸根，下式的酰胺：其中r7、r8、r9、e、r4、r5和r6和x具有如上所述的含义，r10为氢或甲基，l为c2-5亚烷基，m为氢、铵或碱金属(例如钠、钾、锂)或碱土金属盐(例如钙、镁、铍)。最优选的烯属不饱和单体是水溶性的并且选自丙烯酸或其盐，下式的酯：其中r7、r8和r9为氢，e为亚乙基，r4、r5和r6相同或不同并且为c1-2烷基，x为氯离子、硫酸根、二甲基硫酸根或c1-4烷基硫酸根，丙烯酰胺和下式的酰胺：其中r7、r8、r9具有如上所述的含义，l为c2-4亚烷基，r10为氢，m为氢、铵或碱金属(例如钠、钾、锂)或碱土金属盐(例如钙、镁、铍)。c2-4亚烷基的实例为亚乙基、三亚甲基、亚丙基、2-甲基亚丙基、四亚甲基和乙基亚乙基。最优选地，烯属不饱和单体是水溶性的并且为丙烯酰胺或丙烯酰胺与选自如下组的水溶性烯属不饱和单体的混合物：丙烯酸或盐(例如丙烯酸钠、丙烯酸钾、丙烯酸锂、丙烯酸铵、丙烯酸钙(包括二丙烯酸钙)和丙烯酸的镁或铍盐)以及下式的酯：其中r7、r8和r9为氢，e为亚乙基，r4、r5和r6相同或不同的并且为c1-2烷基，x为氯离子、硫酸根、二甲基硫酸根或c1-4烷基硫酸根。优选地，丙烯酰胺与水溶性单烯属不饱和单体的混合物中的丙烯酰胺的量基于单体混合物的重量为至少30重量％，其中所述水溶性单烯属不饱和单体选自如下组：丙烯酸或其盐(例如丙烯酸钠、丙烯酸钾、丙烯酸锂、丙烯酸铵、丙烯酸钙(包括二丙烯酸钙)和丙烯酸的镁或铍盐)以及下式的酯：其中r7、r8和r9为氢，e为亚乙基，r4、r5和r6相同或不同的并且为c1-2烷基，x为氯离子、硫酸根、二甲基硫酸根或c1-4烷基硫酸根。当单体或单体混合物包含丙烯酰胺时，丙烯酰胺可通过合适的方法制备，例如通过丙烯腈的水解。通常，这可为使用无机催化剂如阮内铜的已知化学催化方法之一。然而，优选地，丙烯酰胺使用生物或生物催化方法制备。适当地，这可通过使丙烯腈与腈水合酶接触来实现，例如如专利和文献中所记载的那样。通过使用本发明的方法聚合丙烯酰胺(任选与其他烯属不饱和单体组合)，可获得优异的聚丙烯酰胺产物，其中丙烯酰胺通过生物方法获得。该聚丙烯酰胺作为絮凝剂表现出优异的性能，其例如用于水处理(包括污水污泥处理)；采矿应用，例如固液分离方法和尾矿处理方法；各种油工业应用，例如提高油采收率、驱替、止水应用等；以及用作造纸工业中的助留/助滤剂。当单体、各单体或单体共混物含有至少一种两亲性单体和/或部分亲水性单体时，理想地它们可为文献中已知的任何此类单体。两亲性单体或部分亲水性单体定义为其结构中具有至少一个亲水基团和至少一个疏水基团的烯属不饱和基单体。在水中的部分溶解性可基于阴离子和/或阳离子和/或其他中性亲水结构部分的存在。它们包括例如包含疏水链的丙烯酰胺衍生的阳离子单体(式i)或丙烯酸酯衍生的阳离子单体(式ii)，并且具有以下通式：其中：r1、r2、r3、r4、r5、r6可独立地为氢或含1-4个碳的烷基链；q：含1-8个碳的烷基链；r7：含6-30个碳的烷基或链烯基或芳烷基链；x：选自氯离子、溴离子、碘离子、氟离子的卤离子或带负电荷的抗衡离子。式(i)的优选结构是r1＝r2＝r3＝r4＝h，这得到了丙烯酰胺结构部分。当r1＝r2＝r4且r3＝ch3时，获得另一种优选的结构。此时得到甲基丙烯酰胺衍生物。与式(i)类似，式(ii)的优选结构是r1＝r2＝r3＝h，这得到了丙烯酸酯结构部分。当r1＝r2＝h且r3＝ch3时，获得另一种优选的结构。此时得到甲基丙烯酸酯衍生物。在q的所有烷基可能性中，优选q为乙基或丙基。优选地，r5＝r6并且为甲基或乙基结构部分。对于取代基r7，优选的结构为己基、辛基、癸基、十二烷基、十六烷基、十八烷基或苄基。具有式(i)的本发明优选结构的实例为n-丙烯酰胺基丙基-n,n-二甲基-n-十二烷基氯化铵、n-甲基丙烯酰胺基丙基-n,n-二甲基-n-十二烷基氯化铵、n-丙烯酰胺基丙基-n,n-二甲基-n-十二烷基溴化铵、n-甲基丙烯酰胺基丙基-n,n-二甲基-n-十二烷基溴化铵、n-丙烯酰胺基丙基-n,n-二甲基-n-十八烷基氯化铵、n-甲基丙烯酰胺基丙基-n,n-二甲基-n-十八烷基氯化铵、n-丙烯酰胺基丙基-n,n-二甲基-n-十八烷基溴化铵、n-甲基丙烯酰胺基丙基-n,n-二甲基-n-十八烷基溴化铵、n-丙烯酰胺基丙基-n,n-二甲基-n-苄基氯化铵、n-甲基丙烯酰胺基丙基-n,n-二甲基-n-苄基氯化铵、n-丙烯酰胺基丙基-n,n-二甲基-n-苄基溴化铵、n-甲基丙烯酰胺基丙基-n,n-二甲基-n-苄基溴化铵。具有式(ii)的本发明优选结构的实例为丙烯酸n,n-二甲基氨基乙酯-n-十二烷基氯化物、甲基丙烯酸n,n-二甲基氨基乙酯-n-十二烷基氯化物、丙烯酸n,n-二甲基氨基乙酯-n-十二烷基溴化物、甲基丙烯酸n,n-二甲基氨基乙酯-n-十二烷基溴化物、丙烯酸n,n-二甲基氨基乙酯-n-十八烷基氯化物、甲基丙烯酸n,n-二甲基氨基乙酯-n-十八烷基氯化物、丙烯酸n,n-二甲基氨基乙酯-n-十八烷基溴化物、甲基丙烯酸n,n-二甲基氨基乙酯-n-十八烷基溴化物、丙烯酸n,n-二甲基氨基乙酯-n-苄基氯化物、甲基丙烯酸n,n-二甲基氨基乙酯-n-苄基氯化物、丙烯酸n,n-二甲基氨基乙酯-n-苄基溴化物、甲基丙烯酸n,n-二甲基氨基乙酯-n-苄基溴化物。其他两亲性单体结构可基于中性亲水基团。它们的化学式尤其可基于丙烯酸酯衍生物(式iii)或烯丙基衍生物(式iv)。在这种情况下，水溶解性因氧化乙烯基团的存在而提高。其中：k和l独立地为包括在0-100的范围内的两个正实数，其中k+1>3；r1可为氢或含1-4个碳的烷基链；r2可为含1-30个碳的烷基、链烯基或芳烷基链；q可为o或nr4，其中r4选自h、烷基、环烷基、杂环烷基、芳基或杂芳基；r3可为h和含1-30个碳的烷基或含3-30个碳的链烯基或含6-30个碳的芳烷基链。优选地，r1为氢原子或甲基。优选地，k为包括在3-50范围内的实数以导致在水中的溶解性。优选地，l为包括在0-30范围内的实数。式(ii)和(iii)的优选r2基团的实例为甲基、乙基、丁基、戊基、己基、十二烷基、十六烷基、十八烷基或苄基。式(ii)和(iii)的r3基团的实例为氢、甲基、乙基、己基、癸基、十二烷基、十六烷基、十八烷基、苄基或三苯乙烯基苯基。当(iii)中的l值等于零时，可获得一种衍生自式(iii)的优选子结构族。此时，新的基于中性亲水基团的两亲性单体可由式(v)定义：其中：k为包括在0-100范围内的正实数；r1可为氢或含1-4个碳的烷基链；r2可为含1-30个碳的烷基、链烯基或芳烷基链；q可为o或nr4，其中r4可为氢或含1-4个碳的烷基；r3可为h或含1-30个碳的烷基或含3-30个碳的链烯基或含6-30个碳的芳烷基链。优选地，r1为氢原子或甲基。优选地，k为包括在3-50范围内的实数以导致在水中的溶解性。优选地，l为包括在0-30范围内的实数。式(v)的r3基团的实例为氢、甲基、乙基、己基、癸基、十二烷基、十六烷基、十八烷基、苄基或三苯乙烯基苯基。式(v)尤其包括商业产品，例如c18peg1105maw、6877-0或250，它们是基于乙氧基化的c16c18脂肪醇的甲基丙烯酸酯衍生物的商品名。bem是满足式(v)的商业产品的另一个实例。其是基于乙氧基化的山萮醇的甲基丙烯酸酯衍生物。另一个优选的实例为sem，其是聚氧亚乙基甲基丙烯酸酯ω-三苯乙烯基苯基单体。基于中性亲水基团的其他两亲性单体结构可由式(v)描述：其中：k、l和m独立地为包括在0-100范围内的三个正实数，其中k+1+m>3；r1可为氢或含1-4个碳的烷基链；r2可为–(cnh2n)–或–o–(cnh2n)–或–c(o)–o–cnh2n)–或–c(o)–nr7–cnh2n)–，其中r7可为氢或含1-4个碳的烷基。在r2的所有四种不同结构中，n为1-6的整数；r3、r4、r5独立地为h或含1-30个碳的烷基或含6-30个碳的芳烷基。此外，作为两亲性单体，基于式(vi)的分子必须具有至少一个等于h的结构部分r3、r4或r5。在这种情况下，[ch2–ch(ri)–o]x为聚氧化乙烯基团，其是该结构的中性亲水基团；r6可为h或含1-30个碳的烷基或含3-30个碳的链烯基或含6-30个碳的芳烷基链。优选地，r1为氢原子或甲基。式(vi)的优选r3、r4或r5基团的实例为氢、甲基、乙基、丁基、戊基、己基、十二烷基、十六烷基、十八烷基或苄基。式(vi)的r6基团的实例为氢、甲基、乙基、己基、癸基、十二烷基、十六烷基、十八烷基、苄基或三苯乙烯基苯基。取决于所用的烯属不饱和单体或单体混合物，通过本发明的方法制备的聚合物可为阴离子的、阳离子的或非离子的。所述水溶性聚合物可为非离子的(例如聚丙烯酰胺均聚物)或阴离子或阳离子的，并且通常由丙烯酰胺或其他水溶性非离子单体与离子单体的共混物形成。理想地，水溶性聚合物在25℃下在水中的溶解度为至少5g/100ml水。所述水溶性聚合物通常用作增粘剂、促凝剂或絮凝剂，包括用于造纸的助留剂。所述水溶性聚合物也可用于采矿业，例如用于固液分离方法和尾矿管理方法；用于油工业，例如用于提高油采收率应用、驱替应用、止水应用等。它们可为阴离子的，阳离子的或非离子的。尤其优选的是，所述水合聚合物选自丙烯酰胺的均聚物、丙烯酰胺与丙烯酸钠的共聚物，以及丙烯酰胺与丙烯酸钙的共聚物。就丙烯酸钙而言，我们还包括二丙烯酸钙。通常，所述聚合物具有至少2dl/g，例如2-30dl/g，通常2-25dl/g，适当地4-20dl/g，常常5-16dl/g的特性粘度(iv)。另一个合适的范围可为3-12dl/g，例如6-10dl/g。其他合适的范围包括10-25dl/g。聚合物的特性粘度可通过制备聚合物的水溶液(0.5-1％w/w，基于聚合物的活性含量)来确定。将2g该0.5-1％聚合物溶液在容量瓶中用50ml2m缓冲至ph7.0(每升去离子使用1.56g磷酸二氢钠和32.26g磷酸氢二钠)的氯化钠溶液稀释至100ml，并用去离子水将整体稀释至100ml刻度。使用1号气承液粘度计在25℃下在1m缓冲盐溶液中测量聚合物的特性粘度。除非另有说明，否则所述的特性粘度值是根据该方法测定的。所述聚合物的重均分子量通常应为至少1百万，例如至少2百万，常常为至少3百万，优选为至少5百万。在一些情况下，重均分子量可为至少700万，有时为至少1000万。重均分子量可高达1800或2000万，例如高达2500万或者甚至高达3000万或更高。分子量可通过例如静态光散射、小角度中子散射、x射线散射或沉降速度来确定。以下实施方案旨在说明本发明。实施例线性切割在实施例1-3各自中，水合聚丙烯酰胺呈截锥形聚合物凝胶块的形式(各自称为凝胶a)，活性聚合物含量为约30重量％，测得的高度为约35cm，顶部直径为约20cm，底部直径为约25cm。凝胶a为70重量％丙烯酰胺和30重量％丙烯酸钠的共聚物。该聚合物以相同的单体配方且使用相同的引发和聚合条件并且在德国trostberg的同一实验室制备，以作为具有24-26dl/g特性粘度的类似聚合物。实施例1对于各测试，将一块凝胶a置于平坦表面上。在各测试中，使用不同水压和喷嘴速度的高压水射流，其中使用在凝胶a的顶部线性运动的直径为1mm的hammelmannp型喷嘴。测量得到的切割深度并示于表1中。表1压力喷嘴速度切割水切割深度巴cm/sl/分钟cm200156.53.520056.57500510.317750512.634实施例2各测试使用一块置于平坦表面上的凝胶a。对于各测试，使用不同水压的高压水射流，其中使用在凝胶a的顶部线性运动的直径为0.8mm的hammelmannp型喷嘴，测量得到的切割深度并示于表2中。表2压力喷嘴速度切割水切割深度巴cm/sl/分钟cm25054.7750056.61475058.122100059.328实施例3在各测试中，将一块凝胶a置于平坦表面上。对于各测试，使用不同水压的高压水射流，其中使用在凝胶a的顶部线性运动的直径为0.6mm的hammelmannp型喷嘴。测量得到的切割深度并示于表3中。表3压力喷嘴速度切割水切割深度巴cm/sl/分钟cm25052.6450053.78.575054.513100055.318旋转研磨实施例4将10kg活性聚合物含量为约30重量％的水合聚丙烯酰胺凝胶切割成约10cm×10cm×7cm的大块(称为凝胶b)。水合聚丙烯酰胺凝胶是通过聚合30重量％丙烯酸钠和70重量％丙烯酰胺的水溶液制备的。该聚合物以相同的单体配方且使用相同的引发和聚合条件并且在德国trostberg的同一实验室制备，以作为具有24-26dl/g特性粘度的类似聚合物。将内径为210mm的管竖直放置(即处于垂直位置，其中管的一端位于顶部，管的另一端位于底部)并在管的底端配备4mm网。通过插入管侧面的开口，将具有6个直径为0.6mm的p型喷嘴(生产商hammelmann)的旋转切割头安装在管的内壁上。旋转切割头的旋转轴与水平轴线成～20°的角度，并以～45°的角度摆动。水压设定为1000巴。对于各测试，将一个凝胶b大块置于管的顶部内并用重约10kg的盖子压住。当凝胶b的大块被盖的重量压下管子时，其被来自旋转切割头的水射流切割成小碎片。结果示于表4中。表4实施例5将内径为210mm的管竖直(即处于垂直位置，其中管的一端位于顶部，管的另一端位于底部)并在管的底端配备1mm网。通过插入管侧面的开口，将具有6个直径为0.6mm的p型喷嘴(生产商hammelmann)的旋转切割头安装在管的内壁上。旋转切割头的旋转轴与水平轴线成～20°的角度，并以～45°的角度摆动。水压设定为1000巴。将如实施例5所述的另一凝胶b大块置于管的顶部内并用重约10kg的盖子压住。当凝胶b的大块被盖的重量压下管子时，其被来自旋转切割头的水射流切割成小碎片。结果示于表5中。表5当前第1页12