聚合反應機靜態混合器的延時沖洗改造

王永旺 鄧文升 李璐 (中海石油天野化工股份有限公司，內蒙古呼和浩特010070)

聚合反應機靜態混合器的延時沖洗改造

王永旺 鄧文升 李璐 (中海石油天野化工股份有限公司，內蒙古呼和浩特010070)

靜態混合器NY11的穩定運行，將會對聚合機的工況穩定和產品品質穩定產生深遠的影響。聚合機停車后，靜態混合器拆除清理困難，時間把握不好，容易引發次生事故；聚合機開車前，靜態混合器安裝困難，備件消耗大，采購周期長，價格貴。應工藝要求在WY12的KCM控制器停車輸入信號之前加一個延時繼電器，當來自聚合機或研磨的停車信號發出時，WY12會延時90秒后再停車，以達到停車沖洗NY11的目的。

靜態混合器；延時沖洗；二氧五環

一、改造的理論基礎

共聚甲醛是一種沒有側鏈、高密度、高結晶性的線性聚合物，共聚合反應遵循陽離子聚合機理。陽離子聚合反應具有不易控制，反應條件苛刻，再現性差等的特點。決定了對于聚甲醛聚合反應進行控制存在四大難題：

1.聚合體系為非均相體系，不易控制；

2.聚合速率快，聚合反應是一個動態的平衡，數據重現性差發生問題，很難追溯確定的原因；

3.聚合反應條件苛刻，對雜質很敏感，外界干擾因素及助引發劑、微量雜質對聚合速率影響很大；

在聚甲醛的生產過程中，經過稱量的三聚甲醛、二氧五環、催化劑、丁縮醛，按照PLC控制器內的配方控制。根據配方進入NY11（靜態混合器）進行混合，然后進入聚合機進行聚合反應。

由此可見，靜態混合器NY11能否穩定運行，將會對聚合機的工況穩定和產品品質穩定產生深遠的影響。

二、靜態混合器結構介紹

靜態混合器結構圖1

（邏輯圖2）

由圖1可以看出，靜態混合器NY11是物料進入聚合機的最后一道門戶，它負責把四種原料混合均勻，從而使聚合機能更穩定的運行，產出合格優質的聚甲醛粉料。因為四種物料都需同時進入混合器NY11中，這就要求混合器NY11本身需要多個管接口、法蘭接口。

對于三聚甲醛低于62°C會凝固并自聚而言，為了保證物料在混合器NY11中不結晶凝固，需要加裝90℃熱水系統，這就使本就不大的混合器NY11四周管線接頭密布，即使熟練工人每次拆裝操作都需2小時以上。而且還無法檢驗安裝效果，開車后出現原料泄漏現象也時有發生。

三、靜態混合器運行中存在的問題以及對聚合反應的影響

靜態混合器如混合不均勻則會造成聚合反應波動大，產品分子量分布寬，聚合反應轉化率低。聚合反應不能正常進行，生成低分子聚合物，甚至沒有反應造成熔融指數超高。因此，靜態混合器的混合效果對聚合的轉化率有著積極的影響，靜態混合器的穩定運行有利于聚合機的穩定生產。但聚合機開停車是難免的，這就在實際生產中存在以下問題：

1.聚合機停車后，靜態混合器拆除清理困難，時間把握不好，容易引發次生事故

2.聚合機開車前，靜態混合器安裝困難，備件消耗大，采購周期長，價格貴。

聚合機的短期停車，NY11拆裝就是制約開車的主要因素，拆裝清理困難，耗時太長。一般需要至少8個小時才能完成一次徹底清理和拆裝作業。每拆裝一次混合器NY11都要消耗大量備件。如NY11結構圖中所示：713、714均為特質厚壁不銹鋼短接，催化劑和丁縮醛入口管上的背壓閥每套進價高達1萬元，如圖731、733、C1、C2、C3、C9每個活套頭和法蘭間的密封墊片為了保證物料不漏則只能使用一次，混合器NY11的一套墊片造價為100元。

四、靜態混合器的技改思路

NY11的作用是將聚合機各原料充分混合，但是一旦遇到跳車或主動停車時都會在內部形成嚴重堵塞，必須重新拆裝清理。需要消耗大量人力和時間。NY11的穩定運行是聚合機穩定運行的基礎。為了降低清理難度和節約開停車時間，必須找到一種辦法：在停車后30秒內，將停留在NY11內部的聚合混合物沖洗干凈，而且要求所用試劑的沖洗量足夠，并且具有足夠的溶解性。而在這么短的時間內要求達到沖洗目的，只能從聚合的四種原料里選定：三聚易堵，催化劑和丁縮醛量又太少，只有二氧五環符合上述要求，所以只能選定二氧五環作為沖洗劑。

五、靜態混合器的技改過程

通過不斷摸索，我們找出了精制二氧五環特定范圍內的含水量濃度下的最佳的沖洗時間和沖洗劑量。

由于啟動沖洗時間與停車時間間隔超過50秒，沖洗效果會基本喪失，所以，如果我們在停車后能盡早開始沖洗，得到的效果就越好，讓二號喂料器在得到內部聯鎖停止信號后延時停下，根據我們找出的特定濃度下二氧五環的最佳的沖洗時間和沖洗劑量，設置延時時間，就會達到最佳的沖洗效果。

根據聯鎖邏輯圖，將IES13包單元內喂料器聯鎖進行一系列改造，并針對二氧五環喂料泵和IES13包單元內PLC進行一系列改造，使得二氧五環喂料泵延時停泵90秒。改造后見（邏輯圖2）。

改造之前，來自聚合機或研磨的停車信號直接進WY11、WY12、WY13、WY14的KCM控制器，因此四臺喂料器電機會同時停機，這樣造成的結果就是停車后NY11全堵。

在二號喂料器WY12的KCM控制器停車輸入信號之前加一個時間可調的延時繼電器，當來自聚合機或研磨的停車信號發出時，WY11、WY13、WY14會馬上停車，而WY12會根據預設的延時時間在延時90秒后再停車。及時有效的達到沖洗NY11的目的，收到了極好的沖洗效果。

六、靜態混合器的改造效果。

通過這一技改后，NY11停車沖洗效果明顯：大幅節省開停車時間，提高工作效率，降低人員勞動強度。可見，這一改造是成功的。