影響聚丙烯切粒效果的因素及對策

陳露軍

摘 要：化工部聚丙烯裝置造粒單元采用日本JSW的擠壓造粒機組，采用連續，高速，大扭矩嚙合，同向雙螺桿擠出設備。本文針對擠壓造粒機切粒效果不理想進行原因分析，并從中總結出日常的規范性操作，開車期間的注意事項，重新制定了風壓曲線圖，優化了造粒機的操作，大大提高了切粒效果。

關鍵詞：切粒效果； 原因分析； 操作； 風壓曲線圖

造粒簡介：化工部擠壓造粒機組1997年從JSW公司整套引進，型號為CMP230X-12AW，設計能力為13T/h，能實現熔融指數0.20-40 g/10min大范圍產品的穩定擠出切粒。造粒機組通過擴能改造后，裝置能力提高到14.5噸/小時，在各種熔融指數條件下機組進行造粒操作，對粒子的形狀及規格影響較大，尤其在高熔融指數條件下，要求操作的條件較苛刻，粒子成型較差，拖尾料、黏料較多，造成不合格率上升，嚴重影響產品質量。文中對影響粒子成型的因素進行了分析，并提出了改進措施。

1 影響顆粒外觀質量的因素

通過對影響切粒效果的原因分析，概況為四個方面的問題，分別是樹脂的熔融狀態，切粒機單元，造粒機模板單元，日常操作。

1.1樹脂的熔融狀態

樹脂在開車之前依靠筒體電加熱板和熱油系統進行預熱，開車之后主要依靠螺桿的剪切熱來融化不斷進入擠壓機的樹脂，根據產品的融指不同，調節筒體溫度，熱油溫度，間隙系統大小，和切粒水溫和流量來達到一個理想的切粒條件。螺桿剪切熱可達300度以上，筒體溫度控制系統在給樹脂保溫的同時通過筒體冷卻水防止樹脂溫度過熱降解；如果筒體溫度過高會導致樹脂熱降解，粒料的融指會比粉料略高，若偏差過大可能是熱降解嚴重，或者在添加劑內的抗氧化劑沒有起作用，或未加入足夠的抗氧化劑。

1.2造粒切刀單元

1.2.1開車時切粒刀刀軸進刀不到位

在造粒機組開車時， 當切粒機水室與模板鎖緊后， 如果刀軸前進壓力過小， 刀軸前進不到位， 則在切刀與模板之見會產生很大間隙。當熔融態的聚合物從模板孔流出后， 就會產生“ 纏刀” 現象，造成非常嚴重的事故。在造粒機組開車前要首先檢查刀軸前進壓力的設定值是否正確， 檢查刀軸移動系統，相關管路及油缸是否有泄漏現象，觀察刀軸運行是否到位。定期對刀軸移動系統進行維護，對系統液壓油進行更換，并循環將系統中的空氣排干凈。

1.2.2顆粒輸送冷卻水的溫度

造粒機組開車程序中， 決定能否開車成功的一個最重要因素就是“ 水”、“ 刀”、“ 料” 的三同時。就是工藝水進入水室、切粒機刀盤轉動、模板出料這三個工序要同時進行， 才能保證開車成功。生產低融指聚合物時， 適當提高工藝水的溫度。生產高融指聚合物時， 適當降低工藝水的溫度。

1.3造粒機模板單元

1.3.1模板表面不平或出料孔周邊不鋒利

模板在長期使用后， 可能會因為出料壓力過高、模板材質等原因造成模板表面不平。模板的出料口在切刀的長期切削下出現缺 口、鈍化等現象。如果出現上述情況，則或造成切粒效果異常，可能會出現“ 碎屑” 料， 并且可能對切刀造成嚴重損壞。

1.3.2模板加熱溫度不均勻及模孔堵塞

模板加熱溫度的均勻性直接影響著熔融物料能否順利均勻的通過造粒模板的粒子成形通道，在模板前的筒體溫度的控制有電加熱板和筒體冷卻水控制，模板上分布的696個直徑為2.5mm的模孔，只有在各個模孔的出料速度一致的時候，才能夠切出大小均勻的顆粒。如溫度控制不均勻，會導致部分模孔物料流速不均勻，在切料時出現明顯的大小不一，不規則的粒子，嚴重影響產品質量。

1.4日常操作

現裝置生產六種不同牌號的產品，熔指從3到40g/10min，且經常轉產，平時操作時要根據不同牌號及時調整工藝參數，避免因溫度壓力的不匹配而導致粒子出現帶尾等質量問題。

2 提高顆粒外觀質量措施

2.1切粒機軸與模板的垂直度

確認切粒機軸與模板的垂直度，做這個檢測可以保證切粒機軸在合上水室后與模板保持垂直，同時也確保了刀盤和模板平行；

找正圖如下

2.2檢查刀盤與模板的貼合度

在造粒機組開車的初期， 需要對切粒機的整盤全新切刀進行“磨刀”操作，“磨刀”的效果好壞直接決定了最終的成品粒子質量。切刀與模板的接觸情況關系圖如下。在進行“磨刀”操作時，需要要在規定“磨刀” 時間后打開切粒機與模板的連接， 現場觀測切刀的“ 磨刀” 情況。如果出現圖中顯示的“ 不好” 情況， 則適當調整進刀壓力及延長“磨刀”操作時間。直到每把切刀的整個刃口都磨的比較光亮、鋒利，接觸面均勻，則視為合格，可以進行開車操作。

2.3優化進刀風壓與切刀轉速關系曲線圖

切刀主要受儀表風驅動氣缸推力F1和切刀高速旋轉產生對模板的推力P（X），一旦設定了儀表風壓力F1和切料機轉速N，就共同決定了切刀對模板接觸壓力P（X）的大小。若P（X）過大，將造成切刀和模板的異常磨損。相反，若P（X）不足，就會造成切刀靠不上去，產生片料和帶尾料，甚至纏刀停車，通過切粒機的運行情況，繪制了進刀風壓切刀轉速關系曲線圖如下

3優化開車操作

為了提高造粒開車成功率，將造粒開車注意事項總結歸納如下：

（1）特別注意認異常報警，除原本的七紅一黃外，其他的報警都需確認，并處理正常，不然將 導致自動開車失敗。

（2）模板清理時不要忘記清理O型密封圈與模板接觸部分，薄薄的樹脂粘在密封圈上就會嚴重影響密封效果，導致水室漏水。

（3）開車前，需要確認模板溫度（如調整過熱油開度需在開車時及時回位）及筒體溫度在開車規定的范圍內。

（4）自動開車成功后，第一時間到操作室提負荷（下料及齒輪泵轉速）和切粒機轉速。

4.精細日常操作

4.1各參數的控制

造粒在生產不同牌號的產品，各個參數的控制不一樣，要根據不同牌號的產品及時調整，造粒系統正常生產控制參數。在出現粒子情況出現異常時，可對熱油、筒體溫度、切粒水溫、間隙進行及時調整，控制各溫度，保證產品質量。退刀風壓，在正常時不建議進行調整，容易引起切粒機墊刀，可根據切刀磨損情況適當調整在開車前進行調整。

4.2供料系統及抽吸系統

（1）W801，W802嚴禁低頻運行；

（2）各抽吸平衡管巡檢時定時敲打，敲打時通知造粒主控注意齒輪泵入口壓力波動；

（3）M802注意減速箱潤滑油液位，重新設計油視鏡，現有視鏡已堵塞；

（4）M802軸承吹掃氣和打油脂情況是重點；

（5）M801A/B的3個觸點位置建議儀表定期檢查；

5 結語

擠壓造粒系統比較復雜，各個參數的變化都會影響成品質量。模板單元和切刀單元是聚丙烯樹脂造粒的關鍵部件，優化兩者的操作，安裝參數，不但直接影響到它們的使用壽命，而且也影響到產品外觀的質量和生產的正常運行。優化開車操作與日常操作也是保障，對保證產品的外觀，提高產品質量和經濟效益有著重大意義。然而造粒由于使用時間長，存在不少問題，還有接下來的丙丁共聚產品將會對造粒系統是個較大的考驗，解決這些問題裝置才能“安穩長滿優”運行。

參考文獻：

[1]《十萬噸/年聚丙烯裝置崗位操作法》中國石化股份有限公司長嶺分公司2012.12.01

[2]《十萬噸/年聚丙烯裝置設備操作規程》中國石化股份有限公司長嶺分公司2006.10.16

[3]《十萬噸/年聚丙烯裝置工藝操作規程》中國石化股份有限公司長嶺分公司2006.09.15