宋方全 李秋成 王勇

中國(guó)石油大連石化公司 遼寧 大連 116031

7萬t/aPP（PP）裝置采用原意大利海蒙特公司的液相本體Spheripol專利技術(shù)，由北京工程公司設(shè)計(jì)院負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)，采用1臺(tái)液相環(huán)管反應(yīng)器的生產(chǎn)工藝，用于生產(chǎn)PP均聚物。裝置于1997年9月18日開工建設(shè)，1999年3月31日投料試車并一次開車成功，設(shè)計(jì)小時(shí)生產(chǎn)能力9.72t/h，可生產(chǎn)24種牌號(hào)的PP產(chǎn)品。近年來隨著社會(huì)發(fā)展，PP產(chǎn)品的用途更加精細(xì)化，下游客戶對(duì)PP產(chǎn)品的產(chǎn)品質(zhì)量要求也越來越嚴(yán)格，因此保障產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，提升產(chǎn)品質(zhì)量水平就成了裝置必須重視的問題。

1 幾種常見的顆粒外觀問題

結(jié)合長(zhǎng)期以來造粒運(yùn)行的經(jīng)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)黑斑粒、黑粒、色粒及黃色指數(shù)升高、大小粒以及拖尾粒是PP生產(chǎn)中比較常見的幾種外觀問題。

1.1 黑斑粒

黑斑粒是指在成品PP顆粒中目視可見黑色或深褐色斑點(diǎn)的顆粒，少量的黑斑粒在取樣過程中不易發(fā)現(xiàn)，為PP產(chǎn)品的外觀質(zhì)量留下了隱患（見圖1）。

圖1 黑斑粒

1.2 黑粒、色粒及黃色指數(shù)升高

黑粒、色粒是指PP成品顆粒的顏色與應(yīng)有顏色有明顯差異的顆粒，黃色指數(shù)過高是指PP成品顆粒顏色發(fā)黃發(fā)暗。下游用戶使用了含有黑粒、色粒或黃色指數(shù)過高的PP顆粒會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)品顏色發(fā)生改變，直接影響產(chǎn)品的銷售。

1.3 大小粒

大小粒是指產(chǎn)品中存在一定數(shù)量的大?；蛘咝×?。大粒為任意方向上尺寸大于5mm 的粒子，包括連粒。小粒的定義為任意方向上尺寸小于2mm 的顆粒，包括碎屑和碎粒[1]。大粒過多會(huì)導(dǎo)致下游用戶使用時(shí)顆粒堆積在濾網(wǎng)上，無法正常加料，而小粒過多會(huì)導(dǎo)致用戶管道、過濾器等設(shè)備堵塞，影響用戶使用（見圖2）。

圖2 正常聚丙烯顆粒（左）和大粒（右）對(duì)比

1.4 拖尾粒

拖尾粒是指因切粒不良產(chǎn)生的帶錐角和毛刺的顆粒，拖尾較為嚴(yán)重時(shí)顆粒會(huì)帶如蝌蚪一樣帶有“尾巴”。少量的“尾巴”較短的拖尾粒不會(huì)對(duì)下游用戶的使用產(chǎn)生直接影響。但是拖尾粒產(chǎn)生的同時(shí)多半會(huì)伴有大量碎屑產(chǎn)生，并且如果拖尾粒的“尾巴”較長(zhǎng)則可能在輸送過程中糾纏打結(jié)，導(dǎo)致管道、過濾器等設(shè)備堵塞，影響用戶使用（見圖3）。

2 原因分析

2.1 黑斑粒產(chǎn)生原因

黑斑粒的出現(xiàn)主要是由于有雜質(zhì)混合在熔融的PP中。雜質(zhì)的來源一般有以下幾種可能：

（1）外界雜質(zhì)或管道內(nèi)積存的雜質(zhì)脫落進(jìn)入到造粒及顆粒水系統(tǒng)中。

（2）雜質(zhì)隨著添加劑加料的過程進(jìn)入系統(tǒng)當(dāng)中。

（3）造粒機(jī)內(nèi)PP長(zhǎng)時(shí)間加熱碳化導(dǎo)致出現(xiàn)黑色雜質(zhì)。

2.2 黑粒、色粒及黃色指數(shù)升高原因

造成PP產(chǎn)品出現(xiàn)黑粒、色粒及黃色指數(shù)上升的原因主要有3點(diǎn)，其一是開停工過程中產(chǎn)生的不合格料混入到了成品中，其二是催化劑在上游工序中沒有被完全失活，其三是在造粒過程中PP被氧化導(dǎo)致PP顆粒顏色改變（氧化較為劇烈時(shí)PP顆粒及細(xì)粉會(huì)呈現(xiàn)出淡粉紅色）。所以黑粒、色粒及黃色指數(shù)升高可能是以下幾種原因?qū)е碌模?/p>

（1）開停工過程中產(chǎn)生的碳化料、氧化料等不合格料被送到了成品料倉(cāng)中。

（2）催化劑在聚合工段中失活不完全。

（3）抽吸系統(tǒng)閥門開度過大或抽吸風(fēng)機(jī)吸力不足導(dǎo)致空氣進(jìn)入抽吸系統(tǒng)導(dǎo)致PP被氧化。

（4）配方錯(cuò)誤或穩(wěn)定劑加料系統(tǒng)故障導(dǎo)致穩(wěn)定劑加入量不足導(dǎo)致PP被氧化。

2.3 大小粒產(chǎn)生原因

造成大小粒增多的因素主要有2點(diǎn)，一是PP出料與刀速不匹配，二是振動(dòng)篩故障，大小粒無法被正確的篩選出來。所以大小粒的產(chǎn)生可能是由以下幾種原因?qū)е碌模?/p>

（1）模孔堵塞造成局部丙烯出料不均，造成個(gè)別PP顆粒偏大或偏小。

（2）切粒機(jī)負(fù)荷與刀速不匹配，切刀對(duì)PP切割次數(shù)過多或過少導(dǎo)致PP顆粒整體偏大或偏小。

（3）抽吸系統(tǒng)不暢，粉料成分不均等原因造成的下料負(fù)荷波動(dòng)，造成造粒機(jī)模頭出料忽快忽慢，形成大小粒。

（4）振動(dòng)篩故障，振動(dòng)篩無法正常篩選出大小粒，本應(yīng)被篩出的顆粒會(huì)混在正常顆粒中被送往成品料倉(cāng)中，造成PP成品大小粒偏高。

（5）切刀鋒利度不足，由于切刀不夠鋒利導(dǎo)致不能完全與模板貼合，切粒時(shí)有部分熔融的PP擠入切刀與模板之間的微小空隙中，形成細(xì)小的碎屑。

2.4 拖尾粒產(chǎn)生原因

拖尾粒的產(chǎn)生主要是由于切刀不能干凈利落地將顆粒切斷，未被完全切斷的部分最終被切刀的力量拉斷，導(dǎo)致顆粒產(chǎn)生拉絲狀的“尾巴”。造成顆粒無法被完全切斷的原因一般有以下幾種：

（1）模板溫度、顆粒水溫等參數(shù)設(shè)置不合理，從模板擠出的PP顆粒不能被顆粒水冷卻至容易被切刀切斷的硬度，導(dǎo)致顆粒無法被完全切斷，產(chǎn)生拖尾粒。

（2）切刀鋒利度不足，切刀刀刃在使用過程中會(huì)逐漸出現(xiàn)細(xì)小的缺口，有缺口的部位不能與模板完全貼合，顆粒無法被完全切斷產(chǎn)生拖尾粒[2]。

3 建議采取的措施

3.1 避免黑斑粒產(chǎn)生的措施

要避免黑斑粒的產(chǎn)生，可以從以下幾個(gè)方面入手：

（1）避免造粒管線中混入雜質(zhì)。在進(jìn)行管線打開作業(yè)時(shí)避免物體落入管線中，利用停檢的窗口期對(duì)粉料料倉(cāng)、粒料料倉(cāng)進(jìn)行全面檢查，發(fā)現(xiàn)墊片、膠皮老化要及時(shí)更換，避免其老化脫落；檢查及處理顆粒水系統(tǒng)時(shí)禁止攜帶如對(duì)講機(jī)、簽字筆、報(bào)警器等易脫落的物品，防止其落入顆粒水系統(tǒng)中，將雜質(zhì)帶入系統(tǒng)。

（2）在添加劑加料時(shí)要注意檢查添加劑質(zhì)量，一旦發(fā)現(xiàn)添加劑中含有雜質(zhì)要立即停止加料，及時(shí)更換批號(hào)，同時(shí)添加劑加料時(shí)也存在雜物落入系統(tǒng)的風(fēng)險(xiǎn)，操作人員要對(duì)加劑人員做好監(jiān)督。

（3）造粒機(jī)進(jìn)行停機(jī)維護(hù)時(shí)為了加快開車進(jìn)度，裝置一般會(huì)保持造粒機(jī)處于加熱狀態(tài)，造粒機(jī)內(nèi)部的PP會(huì)因?yàn)槌掷m(xù)加熱出現(xiàn)碳化現(xiàn)象，這會(huì)導(dǎo)致開車后產(chǎn)出的PP顆粒中持續(xù)出現(xiàn)黑點(diǎn)，所以在開車后，要持續(xù)切向過渡料倉(cāng)，直到生產(chǎn)的PP顆粒中不再有黑點(diǎn)料后才能將送料系統(tǒng)切至成品料倉(cāng)。

3.2 避免黑粒、色粒及黃色指數(shù)升高的措施

為了避免出現(xiàn)黃色指數(shù)升高，可從以下幾個(gè)方面入手：

（1）開停工過程嚴(yán)格按照操作卡及操作規(guī)程操作，開車過程中確認(rèn)好放出的熔融狀態(tài)PP已經(jīng)無色透明后再將開車閥轉(zhuǎn)至模板，在確認(rèn)取樣口的PP顆粒外觀正常后才能將送料系統(tǒng)轉(zhuǎn)至成品料倉(cāng)。

（2）保障PP粉料的去活效果，在生產(chǎn)過程中要保證FIC501和FIC502兩股去活蒸汽的流量，避免D501頂部蒸汽溫度過低，影響去活效果。

（3）在抽吸系統(tǒng)進(jìn)行過操作調(diào)整后要密切關(guān)注抽吸系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)，保證造粒抽吸口內(nèi)粉塵為徐徐上升的狀態(tài)。一旦出現(xiàn)空氣倒吸入抽吸口的情況，說明抽吸系統(tǒng)閥門開度過大或抽吸風(fēng)機(jī)吸力不足，應(yīng)立即調(diào)整閥門或抽吸風(fēng)機(jī)，不然空氣持續(xù)進(jìn)入進(jìn)料系統(tǒng)，極易導(dǎo)致粉料氧化造成黃色指數(shù)升高。

（4）加強(qiáng)對(duì)穩(wěn)定劑加入的監(jiān)控，操作人員應(yīng)及時(shí)核對(duì)穩(wěn)定劑加入數(shù)量，做好對(duì)穩(wěn)定劑下料系統(tǒng)的監(jiān)盤和巡檢，避免因穩(wěn)定劑加入量不足導(dǎo)致的黃色指數(shù)升高。

3.3 避免大小粒產(chǎn)生的措施

為了避免出現(xiàn)大小粒，可從以下幾個(gè)方面入手：

（1）每次造粒例行停機(jī)對(duì)造粒模板進(jìn)行緊固，防止因模板松動(dòng)導(dǎo)致水汽進(jìn)入造成局部溫度過低堵塞?？住?/p>

（2）日常監(jiān)盤巡檢時(shí)重點(diǎn)關(guān)注顆粒水流量、溫度以及熱油系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)，避免模板因溫度過高出現(xiàn)結(jié)焦或溫度過低出現(xiàn)凍堵造成?？撞粫?。

（3）每次造粒開車前逐個(gè)對(duì)模孔進(jìn)行疏通，發(fā)現(xiàn)大小粒指數(shù)升高時(shí)可以用較低熔融指數(shù)的產(chǎn)品以較高的負(fù)荷沖洗模板，保證模板的開孔率。

（4）根據(jù)負(fù)荷及時(shí)調(diào)整切刀轉(zhuǎn)速，保證切刀轉(zhuǎn)速與造粒機(jī)負(fù)荷匹配，避免出現(xiàn)顆粒整體偏大或偏小。

（5）做好監(jiān)盤巡檢，發(fā)現(xiàn)造粒機(jī)負(fù)荷出現(xiàn)波動(dòng)時(shí)及時(shí)排除故障穩(wěn)定負(fù)荷，避免負(fù)荷忽高忽低造成PP顆粒忽大忽小

（6）定期檢查振動(dòng)篩運(yùn)行情況，發(fā)現(xiàn)故障及時(shí)排除，保證大小粒可以準(zhǔn)確分離。

3.4 避免拖尾粒產(chǎn)生的措施

為了避免出現(xiàn)拖尾粒，可從以下幾個(gè)方面入手：

（1）根據(jù)當(dāng)前生產(chǎn)產(chǎn)品的熔融指數(shù)等性質(zhì)制定造粒機(jī)模板溫度、顆粒水溫度等影響切粒效果的參數(shù)的控制范圍，使從模板擠出的PP能夠冷卻到一個(gè)適宜的硬度。

（2）及時(shí)切刀進(jìn)行維護(hù)，造粒機(jī)開車前應(yīng)當(dāng)對(duì)切刀進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)切刀不夠鋒利應(yīng)當(dāng)及時(shí)進(jìn)行磨刀[3]，確保開機(jī)時(shí)切刀處于鋒利狀態(tài)。在發(fā)現(xiàn)有拖尾粒產(chǎn)生時(shí)可以根據(jù)情況停機(jī)進(jìn)行磨刀操作。

4 結(jié)論

對(duì)于PP顆粒外觀問題，應(yīng)從實(shí)際情況出發(fā)，對(duì)黑斑粒、黑粒、色粒及黃色指數(shù)升高、大小粒及拖尾粒等問題具體分析，有針對(duì)性的制定相應(yīng)措施，從巡檢監(jiān)盤、設(shè)備維護(hù)、定期檢查等多方面入手，群策群力，真正把好PP產(chǎn)品質(zhì)量關(guān)。