張艷兵 孫國輝 李希迪
摘 要:洛陽石化2#聚丙烯裝置,環(huán)管反應(yīng)器中聚合生產(chǎn)熔融指數(shù)為3.0g/10min的聚丙烯粉料,通過造粒機筒體中連續(xù)注入引發(fā)劑,在造粒機筒體中熔融降解為熔融指數(shù)為35g/10min的聚丙烯樹脂,生產(chǎn)高流動、窄分布、高取向、均化度高的無紡布專用料,滿足醫(yī)用口罩、手術(shù)服、隔離服等醫(yī)用衛(wèi)生材料的原料供應(yīng)。
關(guān)鍵詞:聚丙烯;造粒機;切粒;引發(fā)劑
洛陽分公司在1#PP 生產(chǎn)的YS835多年來一直是市場滿意度較高的無紡布專用料,平均售價較通用料高400元/t。1#PP裝置停工后,分公司在2#PP裝置開發(fā)生產(chǎn)該產(chǎn)品。在雙環(huán)管聚丙烯工藝上采用可控流變技術(shù)生產(chǎn)高流動、窄分布、高取向、均化度高的無紡布專用料,而且要同時滿足不同需求的用戶。
1 原料及催化劑
丙烯采用煉廠丙烯,經(jīng)保安精制后達到聚合級要求;氫氣采用外購煤化工氫氣,純度在99.98%以上,催化劑采用中國石化催化劑北京奧達分公司生產(chǎn)的DQC401催化劑,活性大于45kgPP/gCat,催化劑按照正常配置程序配置,配置完壓送至催化劑注入器。助催化劑:TEAL、CHMNS,穩(wěn)定劑:9309。
2 產(chǎn)品性能指標(biāo)的確定
通過對進口超高流動性聚丙烯產(chǎn)品的物性分析,結(jié)合聚丙烯裝置的工藝特點,確定了氫調(diào)法生產(chǎn)超高流動均聚聚丙烯的攻關(guān)技術(shù)指標(biāo)。
3 生產(chǎn)工藝簡介
聚丙烯裝置采用DQC401催化劑,在兩環(huán)管反應(yīng)器進行對稱加氫,生產(chǎn)的聚丙烯粉料經(jīng)汽蒸干燥后與復(fù)配抗氧劑按照一定比例加入到造粒機混合器M802中混合?;旌虾蠹尤氲诫p螺桿造粒機,在造粒機筒體中連續(xù)注入引發(fā)劑,經(jīng)混合、熔融、剪切、加壓,在造粒機筒體中熔融降解為熔融指數(shù)為35g/10min的聚丙烯樹脂,由旋轉(zhuǎn)的二十四把切刀于水下切粒后,形成聚丙烯粒料,再經(jīng)脫水干燥、篩選,由PK803風(fēng)機送入成品料倉D901。
4 生產(chǎn)難題的解決
4.1 改造引發(fā)劑注入系統(tǒng),確保引發(fā)劑的穩(wěn)定注入
4.1.1 更換引發(fā)劑泵,確保引發(fā)劑加入計量穩(wěn)定
生產(chǎn)PPH-Y35期間,引發(fā)劑加入量為7~10kg/h,原計量泵量程為0~60kg/h,流量波動較大,極易造成切粒機纏刀和產(chǎn)品熔融指數(shù)波動,經(jīng)過優(yōu)化,已更換新的引發(fā)劑泵,量程為0-20kg/h,新泵投用后運行良好,引發(fā)劑的注入更加穩(wěn)定。
4.1.2 對助劑閥進行改造,確保注劑閥暢通
針對生產(chǎn)PPH-Y35前助劑閥頻繁堵塞的問題,車間經(jīng)過與造粒機生產(chǎn)廠商大橡塑公司多次溝通后,對助劑閥進行結(jié)構(gòu)改造,助劑閥改造后的使用效果良好,再未發(fā)生堵塞現(xiàn)象。
4.1.3 引發(fā)劑注入管線進行改造,加強引發(fā)劑注入量的監(jiān)控
由于引發(fā)劑泵出口流量計距離引發(fā)劑泵較近,和助劑閥的距離較遠(yuǎn),中間要跨越6m高的龍門管架,現(xiàn)有的流量計不能準(zhǔn)確反映引發(fā)劑的實際加入量,通過在助劑閥前增加玻璃板,便于直接監(jiān)控引發(fā)劑的實際注入量。
4.1.4 更換手動打壓泵,助劑閥疏通更加方便快捷
由于助劑閥注入口直徑只有5mm,液相引發(fā)劑與粉料接觸后在助劑閥注入口處易發(fā)生堵塞,轉(zhuǎn)產(chǎn)PPH-Y35前需用手動打壓泵對助劑閥打壓疏通,原有手動打壓泵出口壓力和流量較小,不便于助劑閥疏通,更換新的手動打壓泵,新泵出口流量與壓力調(diào)節(jié)靈活,助劑閥疏通更為方便,注劑閥的疏通時間由2h降至半小時以內(nèi),縮短了造粒機的轉(zhuǎn)產(chǎn)時間,減少過渡料的產(chǎn)生。
4.2 優(yōu)化造粒機運行參數(shù),延長造粒機的運行時間。
4.2.1 優(yōu)化造粒機的運行參數(shù),降低轉(zhuǎn)產(chǎn)期間切粒機的振動
在轉(zhuǎn)產(chǎn)PPH-Y35期間,產(chǎn)品熔融指數(shù)跨度較大,為保證造粒機的切粒效果,造粒機運行參數(shù)調(diào)整幅度較大,造成切刀與模板對中出現(xiàn)偏差,引起切粒機的振動過大,極易發(fā)生切粒機纏刀而造成造粒機停機,車間與同類裝置及造粒機生產(chǎn)廠家溝通后,不斷摸索造粒機在生產(chǎn)PPH-Y35期間的最佳參數(shù),減少造粒機參數(shù)調(diào)整幅度,和鉗工一起摸索出切粒機振動在線調(diào)整的方法,消除了造粒機在轉(zhuǎn)產(chǎn)PPH-Y35期間造粒機振動過大的問題。
4.2.2 優(yōu)化造粒機參數(shù),實現(xiàn)造粒機在生產(chǎn)PPH-Y35期間的穩(wěn)定運行
通過提高造粒機運行負(fù)荷,更換??赘俚哪0?,提高模板前壓力;通過對切刀逐個打表檢測,對切粒機進刀風(fēng)壓和進刀時間進行調(diào)整,保證切粒機正常穩(wěn)定運行,對粒料干燥器D805進行班班監(jiān)控,出現(xiàn)塊料及時處理,造粒機參數(shù)優(yōu)化后,造粒機運行時間可達67天,滿足了PPH-Y35的開發(fā)需要。
4.3 通過造粒機模板、切刀的優(yōu)化調(diào)整,改善聚丙烯顆粒外觀
自2#聚丙烯裝置開發(fā)生產(chǎn)PPH-Y35以來,切粒效果一直不夠理想,有大連粒料和拖尾粒出現(xiàn),粒料中夾帶大量聚丙烯碎屑,給產(chǎn)品摻混和包裝帶來極大不便,給下游客戶使用帶來困難,甚至引起客戶投訴現(xiàn)象。
①成立切粒攻關(guān)小組,對PPH-Y35切粒問題進行專題攻關(guān)。裝置、各處室和1#聚丙烯等成立造粒機切粒攻關(guān)小組,生產(chǎn)PPH-Y35期間,開會研究攻關(guān)方向,制定攻關(guān)調(diào)整措施,提出了大量建設(shè)性意見,對改善造粒機的切粒效果起到關(guān)鍵作用;②裝置通過對模板進行溫度分布檢測、更換模板壓墊,保證模板溫度分布均勻;通過定期對模板進行修復(fù)、調(diào)整切刀進刀時間和進刀壓力、對切刀逐一打表檢測,保證切刀與模板的完好貼合;通過調(diào)整切粒水溫度、切粒水量等工藝參數(shù),保證粒料的冷卻效果,目前聚丙烯粒料形狀已有大幅改善,拖尾粒和連粒料大幅減少,基本消除了拖尾粒連粒料和碎屑現(xiàn)象。
5 經(jīng)濟效益和社會效益
經(jīng)濟效益:無紡布專用聚丙烯樹脂PPH-Y35的開發(fā)工作在洛陽石化2#聚丙烯裝置上已進行五年,實現(xiàn)穩(wěn)定生產(chǎn)。每年生產(chǎn)PPH-Y35達4萬t,并開發(fā)生產(chǎn)不含塑化劑的高檔無紡布專用聚丙烯樹脂PPH-Y35X,每年產(chǎn)量達4萬t以上。每噸PPH-Y35和PPH-Y35X比普通拉絲料高出400元,節(jié)約用電35kW.h,年產(chǎn)品總創(chuàng)效3368萬元。
社會效益:洛陽石化生產(chǎn)的無紡布專用聚丙烯樹脂PPH-Y35和PPH-Y35X逐步被下游客戶所接受,每月產(chǎn)量達到7000t以上,可替代同類進口產(chǎn)品,洛陽石化已經(jīng)成為中石化在華中地區(qū)的纖維料生產(chǎn)基地。
6 結(jié)論
①在國內(nèi)同類裝置中,首家用國產(chǎn)大型造粒機降解生產(chǎn)高熔融指數(shù)無紡布專用聚丙烯樹脂,產(chǎn)品指標(biāo)及各項力學(xué)性能達到并超過同類進口產(chǎn)品的質(zhì)量水平;②采用降解法生產(chǎn)無紡布專用聚丙烯樹脂,反應(yīng)器、軸流泵、造粒機等關(guān)鍵設(shè)備運行穩(wěn)定,工藝路線合理、可靠,各項生產(chǎn)控制指標(biāo)可以很好的滿足產(chǎn)品的綜合性能要求;③裝置采用加氫法生產(chǎn)超高熔融指數(shù)產(chǎn)品時,產(chǎn)品分子量分布窄,產(chǎn)品氣味低,可紡性好,可以替代同類進口產(chǎn)品。