孫 林，李新昌

（中國石油廣西石化公司，廣西 欽州 535008）

EVA是乙烯-醋酸乙烯酯共聚物的簡稱，該系列產(chǎn)品具有良好的柔韌性、抗沖擊性、光學(xué)透明性和熱密封性能等，被廣泛應(yīng)用于發(fā)泡鞋材、功能性棚膜、包裝膜、熱熔膠、電線電纜等多個(gè)領(lǐng)域。當(dāng)前國內(nèi)的EVA裝置呈井噴式發(fā)展，但EVA的特殊性使得生產(chǎn)控制難度較大，產(chǎn)品容易出現(xiàn)一些質(zhì)量問題。本文對(duì)影響EVA產(chǎn)品質(zhì)量的相關(guān)因素進(jìn)行了分析，并提出了一些改進(jìn)措施。

1 裝置與工藝原理

EVA生產(chǎn)裝置由壓縮單元、聚合單元、熱水單元、高分及高循單元、低分及低循單元、醋酸乙烯精制及回收單元、擠壓造粒單元等組成。管式法EVA以乙烯為主要原料，醋酸乙烯為共聚單體，有機(jī)過氧化物為引發(fā)劑，用分子量調(diào)節(jié)劑控制熔融指數(shù)，在高壓套管式反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行聚合反應(yīng)，生產(chǎn)聚乙烯或EVA。用蒸汽提升預(yù)熱器的溫度，以達(dá)到引發(fā)劑的初始引發(fā)溫度。該反應(yīng)是強(qiáng)放熱反應(yīng)，反應(yīng)熱由夾套內(nèi)的熱水撤出，最高單程轉(zhuǎn)化率可達(dá)40%，在一條生產(chǎn)線上可切換生產(chǎn)不同牌號(hào)的聚乙烯和乙烯-醋酸乙烯共聚樹脂（EVA）。

該生產(chǎn)工藝有靈敏的安全聯(lián)鎖保護(hù)機(jī)制，反應(yīng)器上設(shè)有緊急泄壓閥，異常工況時(shí)能夠快速將反應(yīng)器壓力泄放到安全值，反應(yīng)器的壓力控制、物料在反應(yīng)器內(nèi)的停留時(shí)間、反應(yīng)物流速等，由專用的脈沖控制器調(diào)節(jié)控制，反應(yīng)器的溫度由過氧化物的進(jìn)料量控制。

2 生產(chǎn)工藝流程

從低循系統(tǒng)來的工藝氣體進(jìn)入增壓機(jī)入口的緩沖罐，以0.04~0.08Pa的壓力進(jìn)入增壓段，經(jīng)壓縮后，與新鮮乙烯和分子量調(diào)節(jié)劑一起進(jìn)入一次壓縮機(jī)，最終將氣體壓縮到20.0~29.5MPa，進(jìn)入二次壓縮機(jī)。

共聚單體醋酸乙烯及從高壓循環(huán)系統(tǒng)返回的工藝氣體注入二次機(jī)入口，經(jīng)二次機(jī)一級(jí)壓縮至一定壓力后，再經(jīng)中冷器冷卻和二級(jí)壓縮，最終以溫度70~100℃、壓力200~260MPa進(jìn)入預(yù)熱器。

從預(yù)熱器出來的工藝氣體進(jìn)入反應(yīng)器，此時(shí)引發(fā)劑經(jīng)引發(fā)劑注入泵注入反應(yīng)器的4個(gè)區(qū)，進(jìn)行聚合反應(yīng)。生成的聚合物和工藝氣體經(jīng)脈沖閥進(jìn)入后冷器進(jìn)行降溫，再進(jìn)入高壓產(chǎn)品分離器，將大部分聚合物和未反應(yīng)的工藝氣體分離。

氣體進(jìn)入高循系統(tǒng)，之后高循氣體返回二次機(jī)一段入口，熔融的聚合物與夾帶的一部分氣體減壓后進(jìn)入低壓產(chǎn)品分離罐。分離出的氣體進(jìn)入低循系統(tǒng)，之后低循氣體返回一次機(jī)入口的緩沖罐，聚合物則從低壓產(chǎn)品分離罐中出來，通過產(chǎn)品閥進(jìn)入擠壓機(jī)進(jìn)行擠壓。

切粒機(jī)在水下切粒，產(chǎn)品隨顆粒水送到預(yù)脫水器脫水，未分離的水和顆粒經(jīng)干燥器干燥后進(jìn)入振動(dòng)篩分級(jí)。分出的大小合格的顆粒進(jìn)入緩沖料倉，用輸送風(fēng)機(jī)將顆粒送到脫氣倉脫氣，結(jié)束后送到成品倉進(jìn)行后續(xù)包裝處理，得到合格的EVA顆粒。

3 生產(chǎn)過程中存在的問題及解決措施

3.1 粒子帶水

原因：顆粒水溫度太低，旋轉(zhuǎn)干燥器的脫水效果不佳，擠壓筒體的各項(xiàng)參數(shù)控制不合理等。

圖1 EVA生產(chǎn)工藝流程簡圖

解決措施：在生產(chǎn)EVA產(chǎn)品時(shí)，要根據(jù)切粒情況，合理調(diào)整筒體、模頭及模板的溫度，顆粒水溫度應(yīng)控制在9~10℃左右，同時(shí)合理調(diào)節(jié)進(jìn)入旋轉(zhuǎn)干燥器的氣流溫度和壓力，調(diào)節(jié)抽氣風(fēng)機(jī)的流量，確保進(jìn)出干燥器的氣流保持平穩(wěn)。還要定期對(duì)旋轉(zhuǎn)干燥器的細(xì)粉分離器進(jìn)行排水疏通，定期清理旋轉(zhuǎn)干燥器的空氣抽吸濾網(wǎng)。

3.2 連粒

原因：EVA顆粒的柔韌性大。VA含量越高，顆粒越容易黏連在一起，甚至出現(xiàn)條狀料、塊料、拉絲料。

解決措施：1）要按照一定比例，定期加入抗結(jié)塊劑和消泡劑，混合均勻后加入顆粒水系統(tǒng)中。2）增大緩沖料斗和脫氣倉的脫氣流量，根據(jù)VA含量，增大脫氣時(shí)間，確保EVA顆粒含有的烴類盡可能降低到最低值，避免粘料甚至熔倉；合理控制脫氣溫度，避免產(chǎn)品在輸送和進(jìn)料過程中發(fā)生料倉架橋，進(jìn)而引起產(chǎn)品質(zhì)量問題；脫氣溫度太低，則VA不容易被脫除，造成脫氣倉架橋；脫氣溫度太高，顆粒容易黏連在一起，甚至粘附于下游的旋轉(zhuǎn)閥體，損壞閥體機(jī)封，堵塞輸送管線和包裝機(jī)進(jìn)料口。為此，要在生產(chǎn)過程中加強(qiáng)巡檢，注意觀察送風(fēng)系統(tǒng)各個(gè)旋轉(zhuǎn)閥的運(yùn)轉(zhuǎn)情況，密切注意切粒情況，及時(shí)準(zhǔn)確地優(yōu)化各項(xiàng)關(guān)鍵參數(shù)。3）在日常運(yùn)行過程中，要密切關(guān)注顆粒水溫度、旋轉(zhuǎn)干燥器電流、振動(dòng)篩下料情況、取樣口的粒子情況等，根據(jù)需要及時(shí)啟動(dòng)冰機(jī)，清理振動(dòng)篩，及時(shí)調(diào)整切粒機(jī)和擠壓機(jī)的各項(xiàng)參數(shù)，防止因顆粒水溫度太高而引起拖尾或連粒，堵塞振動(dòng)篩和旋轉(zhuǎn)干燥器，造成擠壓機(jī)停車。

3.3 細(xì)粉過多

原因：一是顆粒的拖尾嚴(yán)重；二是在輸送過程中，顆粒與管道、顆粒與顆粒間發(fā)生了摩擦，導(dǎo)致自摻混期間也會(huì)產(chǎn)生一定量的細(xì)粉。

解決措施：1）使用EVA生產(chǎn)專用模板，合理優(yōu)化各項(xiàng)工藝參數(shù)，特別是擠壓模頭、模板溫度和筒體溫度。解決拖尾問題后，細(xì)粉會(huì)減少很多，同時(shí)要增大顆粒水的溢流；2）檢查淘析分離系統(tǒng)的運(yùn)行情況，淘析系統(tǒng)運(yùn)行不正常會(huì)直接導(dǎo)致包裝產(chǎn)品攜帶大量細(xì)粉，此時(shí)應(yīng)在初次包裝中進(jìn)行破袋檢查，以避免質(zhì)量事故的發(fā)生；3）定期清洗脫氣料倉和包裝料倉，同時(shí)要在設(shè)計(jì)階段充分論證除塵設(shè)施和設(shè)備的各項(xiàng)指標(biāo)。

3.4 晶點(diǎn)過高

原因：晶點(diǎn)是EVA生產(chǎn)中面臨的普遍問題。EVA裝置高溫高壓、聯(lián)鎖點(diǎn)多、生產(chǎn)難度大的特點(diǎn)，決定了該裝置的開停車頻繁。在系統(tǒng)的循環(huán)過程以及裝置開停車過程中，系統(tǒng)會(huì)不可避免地產(chǎn)生小分子量的低聚物，粘附于反應(yīng)器內(nèi)壁和高低分內(nèi)壁，導(dǎo)致反應(yīng)器的傳熱不理想，反應(yīng)產(chǎn)率降低。在處理產(chǎn)品粘壁的過程中，粘附于內(nèi)壁的低聚物會(huì)掉落下來，隨著聚合反應(yīng)的推進(jìn)，最終形成晶點(diǎn)[1]

解決措施：1）在開停車過程中要合理操作，盡量避免低聚物的形成。停車后要將系統(tǒng)循環(huán)排空，不給低聚物的產(chǎn)生創(chuàng)造條件；在開車過程中按照操作規(guī)程迅速建立反應(yīng)，同時(shí)調(diào)整好脈沖控制器的各項(xiàng)參數(shù)，降低反應(yīng)器的粘壁程度，使低聚物進(jìn)入過渡料倉；2）合理優(yōu)化高分伴熱、產(chǎn)品線、低分伴熱等溫度指標(biāo)，避免低聚物粘附于此，同時(shí)通過反復(fù)多次地改變高低分料位，使粘附于內(nèi)壁的低熔指物料脫落；3）減少停車次數(shù)。在日常巡檢中要多觀察壓縮機(jī)的運(yùn)行情況，特別是內(nèi)部油的注油情況、高壓管道地腳螺絲的緊固情況等，定期更換壓縮機(jī)油濾，檢查壓縮機(jī)的各個(gè)密封部件有無泄漏情況，有無異常振動(dòng)情況[2]。

3.5 熔指偏低

不同于其他聚烯烴裝置有粉料脫氣環(huán)節(jié)，EVA產(chǎn)品從反應(yīng)器出來就是熔融狀的樹脂，因此EVA產(chǎn)品中的烴類只能在后系統(tǒng)中脫除。EVA是共聚單體，也控制著產(chǎn)品的熔指，在經(jīng)過規(guī)定時(shí)間甚至更長時(shí)間的脫氣后，熔指會(huì)降低，所以在生產(chǎn)中應(yīng)根據(jù)客戶需求，在聚合工段控制熔指略高于指標(biāo)為宜。

4 結(jié)語

近年來，受到清潔能源的政策扶持，光伏產(chǎn)業(yè)在全世界的發(fā)展迅速。隨著EVA產(chǎn)品向著可降解、無公害、多功能化的方向發(fā)展，高透光性膜、冷庫保險(xiǎn)膜、防霧滴膜等多功能性薄膜的需求不斷增長，特別是應(yīng)用于太陽能板的光伏膜的需求旺盛，市場(chǎng)空前廣闊。為此應(yīng)加大EVA制品的開發(fā)力度，生產(chǎn)品質(zhì)更優(yōu)的產(chǎn)品，促使EVA產(chǎn)品向著高端化、定制化、差異化方向發(fā)展，以提高企業(yè)的核心競爭力和產(chǎn)品市場(chǎng)占有率，助推國家雙碳戰(zhàn)略目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。