紀(jì)彬

【摘 要】聚乙烯是一種常見的通用塑料，是當(dāng)前工業(yè)上運(yùn)用最多的塑料類型之一，對(duì)于工業(yè)的發(fā)展以及建設(shè)具有至關(guān)重要的作用。根據(jù)調(diào)查研究表明，聚乙烯裝置和造粒會(huì)對(duì)造粒的顏色產(chǎn)生一定的影響，論文主要對(duì)聚乙烯裝置后部造粒粒料顏色變黃的原因以及具體的表現(xiàn)進(jìn)行探究，并指出了具體的解決對(duì)策和改進(jìn)措施，希望能夠?yàn)榫垡蚁┎牧系捻樌€(wěn)定生產(chǎn)提供一定的參考。

【Abstract】Polyethylene is a common general plastic， which is one of the most widely used plastics in industry at present， and plays an important role in the development and construction of industry. According to the investigation and study， the polyethylene plant and granulation will have a certain effect on the color of granulation. This paper mainly probes into the causes and concrete performance of the color yellowing of the granule of granulation at the back of the polyethylene plant， and points out the concrete countermeasures and improvement measures， hoping to provide some reference for the smooth and stable production of polyethylene.

【關(guān)鍵詞】聚乙烯裝置;后部造粒;粒料顏色

【Keywords】polyethylene plant; rear granulation; color of granule

【中圖分類號(hào)】TQ320.66? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 【文章編號(hào)】1673-1069 （2020） 01-0165-02

1 引言

聚乙烯生產(chǎn)裝置由原料精制環(huán)節(jié)、聚合反應(yīng)環(huán)節(jié)、尾氣回收以及樹脂脫氣環(huán)節(jié)、添加劑處理和造粒環(huán)節(jié)、風(fēng)冷環(huán)節(jié)等多種環(huán)節(jié)組合而成。聚乙烯工業(yè)的生產(chǎn)往往需要涉及多個(gè)反應(yīng)和步驟，持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)，連續(xù)性較強(qiáng)，在實(shí)際運(yùn)行的過程中難免會(huì)由于各種問題而影響生產(chǎn)的效果和生產(chǎn)的質(zhì)量。因此，必須要加強(qiáng)對(duì)聚乙烯工業(yè)的研究，明確聚乙烯工藝的干擾因素，并采取針對(duì)性的措施進(jìn)行解決。研究發(fā)現(xiàn)，聚乙烯造粒變黃問題一直以來都是影響聚乙烯生產(chǎn)質(zhì)量的關(guān)鍵問題，因此，需要重點(diǎn)進(jìn)行聚乙烯生產(chǎn)工藝的改造和生產(chǎn)裝置的優(yōu)化工作。

2 聚乙烯裝置后部造粒生產(chǎn)概述

2.1 聚乙烯生產(chǎn)原理

聚乙烯簡(jiǎn)稱PE，是一種由乙烯聚合制成的熱塑性樹脂，是一種結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單的高分子，也是當(dāng)前供應(yīng)商應(yīng)用范圍最廣的高分子材料。聚乙烯是當(dāng)前工業(yè)上通用合成樹脂產(chǎn)量最大的品種，主要包括高密度聚乙烯、低密度聚乙烯以及線型低密度聚乙烯等。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展以及高分子生產(chǎn)工藝的不斷改進(jìn)，各種各樣具有特殊性能的聚乙烯產(chǎn)品也不斷地被開發(fā)與研究，其在航空工業(yè)飛機(jī)制造領(lǐng)域以及輪船制造領(lǐng)域有著十分重要的應(yīng)用價(jià)值。聚乙烯產(chǎn)品主要包括管道、薄膜、容器、日用品以及電線電纜等，也可以生產(chǎn)大量高頻絕緣材料，在電力行業(yè)有十分重要的應(yīng)用價(jià)值。根據(jù)工藝的不同，也可以生產(chǎn)各種噴膠機(jī)、涂布機(jī)產(chǎn)品。它廣泛應(yīng)用于服裝領(lǐng)域。同時(shí)，聚乙烯材料也可用于制造鞋、包裝材料、書籍、家電等，有著十分廣闊的應(yīng)用領(lǐng)域和良好的發(fā)展前景。

在生產(chǎn)過程中，聚乙烯粉料主要依靠?jī)蓚€(gè)無間隔的螺桿旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的剪切力以及摩擦產(chǎn)生的熱量進(jìn)行擠出和熔融。首先，聚乙烯粉料在混煉機(jī)中熔融，這個(gè)過程是將機(jī)械能轉(zhuǎn)變成材料熱能的一個(gè)過程，經(jīng)過熔融泵的齒輪之間的嚙合進(jìn)行進(jìn)一步的剪切。其次，經(jīng)過切粒機(jī)冷卻切粒得到生產(chǎn)產(chǎn)物。在氮?dú)獾谋Ｗo(hù)下，聚乙烯粉料樹脂以及相關(guān)的添加劑會(huì)進(jìn)入混煉機(jī)的加料區(qū)域，由冷卻水對(duì)加料區(qū)域進(jìn)行冷卻，溫度一般控制在45℃左右。由于螺桿的剪切以及筒體內(nèi)的擠壓樹脂和添加在混煉機(jī)中熔融。在設(shè)計(jì)的過程中，會(huì)在混煉機(jī)的出料口上方設(shè)置一定的空隙，并安裝插入鍵，從而能夠提高樹脂的熔融效果。熔融的樹脂浸入熔融泵中的溫度在200℃左右，之后經(jīng)過熔融泵的擠壓和剪切，完成后續(xù)的熔融過程。最后，利用熔融泵的推動(dòng)力，實(shí)現(xiàn)樹脂的加工成型。樹脂經(jīng)過熔融之后除去了相關(guān)的雜質(zhì)，在60℃左右的水中冷卻并用旋轉(zhuǎn)的切刀切成粒狀。切成粒狀的樹脂進(jìn)入干燥器進(jìn)行干燥，從而能夠有效帶走樹脂材料中的水分。

2.2 聚乙烯生產(chǎn)工藝技術(shù)

聚乙烯生產(chǎn)過程中通常會(huì)涉及多種工藝技術(shù)，目前工業(yè)上應(yīng)用最為常見的工藝技術(shù)主要包括共聚技術(shù)、不造粒技術(shù)、冷凝和超冷凝技術(shù)、反應(yīng)器新配置技術(shù)、雙峰技術(shù)以及原位法技術(shù)等六種技術(shù)。共聚技術(shù)可以對(duì)聚乙烯材料進(jìn)行改性，提高聚乙烯材料的工業(yè)強(qiáng)度，使得聚乙烯材料的單體結(jié)構(gòu)能夠發(fā)生結(jié)構(gòu)性的改變，從而能夠使得到的樹脂提升整體的韌度。不造粒技術(shù)依賴于催化劑技術(shù)的進(jìn)步而獲得了迅猛的發(fā)展，用于直接生產(chǎn)不需造粒的樹脂，節(jié)省出大量的擠出造粒的步驟，得到的產(chǎn)品不容易發(fā)生形態(tài)方面的變化。

3 聚乙烯裝置后部造粒對(duì)粒料所產(chǎn)生的影響

3.1 造粒設(shè)備的影響

聚乙烯生產(chǎn)設(shè)備中的混煉機(jī)、熔融泵都會(huì)對(duì)造出來的粒料產(chǎn)生一定的影響。如果在混煉機(jī)生產(chǎn)過程中溫度過高，通過冷卻水降溫時(shí)會(huì)發(fā)生強(qiáng)烈管擊現(xiàn)象，影響混煉機(jī)的正常使用。所以，很多工藝系統(tǒng)并不會(huì)通冷卻水進(jìn)行冷卻，這也造成熔融的溫度過高而引起造粒發(fā)黃的問題。熔融泵入口處樹脂壓力過高而且持續(xù)波動(dòng)，也會(huì)影響樹脂的物理性能。混煉機(jī)的剪切能力如果不符合聚乙烯的生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)，會(huì)影響樹脂混煉的效果，從而導(dǎo)致混煉機(jī)的使用僅僅依靠高溫融化來進(jìn)行，導(dǎo)致物料高溫降解變色問題。熔融泵有較短的停留時(shí)間和較高的容積率，主要通過齒輪的相互嚙合以及反向轉(zhuǎn)動(dòng)對(duì)熔融的樹脂材料進(jìn)行運(yùn)輸，正常情況下聚乙烯并不會(huì)在熔融泵中發(fā)生降解。但是，如果熔融泵出現(xiàn)問題只能手動(dòng)去調(diào)節(jié)熔融泵的轉(zhuǎn)速，導(dǎo)致局部可能存在過大的剪切作用而引起降解變色問題。

3.2 添加劑的影響

添加劑對(duì)聚乙烯粒料顏色的影響主要包括添加劑種類、添加劑設(shè)計(jì)、添加劑自身的性能問題，會(huì)導(dǎo)致其在實(shí)際使用的過程中出現(xiàn)管線堵塞的現(xiàn)象。例如，爽滑劑是一種常用的聚乙烯生產(chǎn)的添加劑，作為粉狀的添加劑，在添加的過程對(duì)工藝有著較高的要求，在管線中不容易下料，從而容易引發(fā)設(shè)備堵塞問題，環(huán)境污染嚴(yán)重。這些問題的存在也會(huì)影響加料的準(zhǔn)確性，導(dǎo)致生產(chǎn)存在一定的波動(dòng)問題，影響產(chǎn)品的質(zhì)量[1]。

4 聚乙烯裝置后部造粒料顏色問題的改善措施

4.1 控制工藝條件

首先，在實(shí)際聚乙烯的生產(chǎn)過程中，可以通過適當(dāng)調(diào)整熔融泵轉(zhuǎn)速的方式加快樹脂的流動(dòng)速度，縮短樹脂的流動(dòng)時(shí)間，從而能夠減少樹脂的受熱過程，避免樹脂由于溫度過高而產(chǎn)生變性和變黃的問題;其次，工作人員需要對(duì)熔融泵和混煉機(jī)的電流情況進(jìn)行系統(tǒng)的記錄和觀察，及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備運(yùn)行過程中的問題及故障，并采取針對(duì)性的措施進(jìn)行解決，盡可能地避免隨意造粒開停車，使得造粒能夠更加的穩(wěn)定和持續(xù)，從而可以保證樹脂壓力的穩(wěn)定性，避免危險(xiǎn)問題的發(fā)生。

4.2 合理控制添加劑

在進(jìn)行添加劑控制與優(yōu)化的過程中，首先，需要改造添加劑的管線，提高添加劑的下料速度，減少添加劑下料的阻礙，可以通過適當(dāng)增加管線水平傾斜角的方式避免堵塞問題。其次，還需要改變添加劑本身的性狀，適當(dāng)提高添加劑的熔點(diǎn)，增加添加劑的流動(dòng)性，減少由于添加劑單獨(dú)添加而造成的不下料問題。同時(shí)，也可以控制粉狀的添加劑轉(zhuǎn)變?yōu)轭w粒狀的添加劑，提高整體添加劑的融合水平，有效緩解添加劑造成的堵塞以及工藝問題。另外，還可以通過紅外光譜的分析方法定量分析添加劑的添加量，并通過聚合物轉(zhuǎn)距變化的時(shí)間有效地評(píng)價(jià)添加劑的添加效果。

4.3 優(yōu)化造粒設(shè)備

造粒設(shè)備問題是造成聚乙烯裝置后部造粒料顏色變黃的關(guān)鍵問題。因此，設(shè)備管理人員和維修人員需要結(jié)合造粒設(shè)備的問題進(jìn)行針對(duì)性的檢修，有效消除設(shè)備存在的隱患，保證設(shè)備的工作效率和工作質(zhì)量，提升設(shè)備整體的運(yùn)行功能。在設(shè)備維護(hù)和檢修的過程中，相關(guān)人員需要重點(diǎn)檢修混煉機(jī)和熔融泵等相關(guān)容易引發(fā)造粒變黃的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，清理設(shè)備降解的物料，合理調(diào)整熔融泵齒輪間距以及螺桿間距，提高設(shè)備對(duì)物料的剪切能力，保證設(shè)備的塑化性能，從而能夠使材料進(jìn)行持續(xù)的生產(chǎn)。

5 結(jié)語

綜上所述，論文對(duì)其進(jìn)行了深入的剖析，發(fā)現(xiàn)聚乙烯裝置后部造粒在實(shí)際生產(chǎn)的過程中發(fā)生變黃的問題，是由于聚乙烯溫度過高發(fā)生一定程度的降解所造成的。變黃問題的存在嚴(yán)重影響聚乙烯的物理性能和化學(xué)性能，影響聚乙烯材料的正常使用和聚乙烯工業(yè)的正常生產(chǎn)，因此，需要加強(qiáng)對(duì)聚乙烯粒料變化問題的探究，明確變黃的主要原因以及相關(guān)對(duì)策，保證聚乙烯工業(yè)能夠持續(xù)穩(wěn)定的生產(chǎn)和發(fā)展。

【參考文獻(xiàn)】

【1】焦書科.現(xiàn)代塑料手冊(cè)[M].北京：中國(guó)石油出版社，2017.