質(zhì)量控制及風(fēng)險(xiǎn)管理在分子篩成型產(chǎn)品生產(chǎn)過程中的應(yīng)用

金 雷 ，孫玉坤

（大連海鑫化工有限公司，遼寧 大連 116021）

質(zhì)量控制及風(fēng)險(xiǎn)管理在分子篩成型產(chǎn)品生產(chǎn)過程中的應(yīng)用

金 雷 ，孫玉坤

（大連海鑫化工有限公司，遼寧 大連 116021）

文中針對(duì)分子篩成型產(chǎn)品生產(chǎn)中配料、造粒成型及干燥焙燒等不同過程對(duì)質(zhì)量控制及風(fēng)險(xiǎn)管理進(jìn)行了分析和討論。

分子篩；沸石；質(zhì)量控制；過程方法；風(fēng)險(xiǎn)管理

1 前言

分子篩是具有均勻的微孔、其孔徑與一般分子大小相當(dāng)?shù)囊活愇絼┗虮∧ゎ愇镔|(zhì)。根據(jù)其有效孔徑，可用來篩分大小不同的分子（流體），人們把這種作用稱之為篩分分子的作用或分子篩作用。McBain在1932年首次提出了“分子篩”的概念。

天然沸石和人工合成沸石在具有分子篩作用的諸多物質(zhì)中應(yīng)用最廣。沸石是具有（四面體）骨架結(jié)構(gòu)的硅鋁酸鹽，相鄰的兩個(gè)四面體共用其骨架中的一個(gè)氧原子?；瘜W(xué)組成通式可表示為：

〔M2(I), M(II)〕O?Al2O3?nSiO2?mH2O

式中：M(I) 和 M(II)分別為一價(jià)和二價(jià)金屬（通常為鈉、鉀、鈣、鍶、鋇等），n稱為硅鋁比，一般n=2-10（甚至更高），m=0-9。根據(jù)化學(xué)組成和結(jié)構(gòu)的不同，沸石有許多種[1]。

隨著工業(yè)革命的迅猛發(fā)展以及人們對(duì)天然沸石認(rèn)識(shí)的不斷加深，人們發(fā)現(xiàn)其應(yīng)用范圍越來越廣，天然沸石已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足各工業(yè)領(lǐng)域的大規(guī)模需求，以人工合成沸石替代天然沸石成為現(xiàn)代工業(yè)及其它領(lǐng)域的迫切需要。自二十世紀(jì)四十年代起在世界范圍內(nèi)開始了大規(guī)模的沸石分子篩的合成工作。在合成分子篩原粉時(shí)使用較早也較普遍的是水熱合成技術(shù)，即將含硅化合物、含鋁化合物、堿以及水等主要原料按比例混合后，在一定的溫度和壓力下進(jìn)行晶化反應(yīng)最后得到人工合成沸石即分子篩原粉。

分子篩原粉難以在工業(yè)上使用，為了適應(yīng)某些化工工藝過程，必須將分子篩制成一定的形狀（如球狀、條狀等），并具有足夠的強(qiáng)度方可滿足要求。目前工業(yè)上普遍采用加粘結(jié)劑的方法提高分子篩成型產(chǎn)品的強(qiáng)度。最常用的粘結(jié)劑為粘土、高嶺土類。文中重點(diǎn)討論分子篩成型產(chǎn)品生產(chǎn)過程中的質(zhì)量控制及風(fēng)險(xiǎn)管理。

2 分子篩成型產(chǎn)品生產(chǎn)過程及質(zhì)量控制和風(fēng)險(xiǎn)管理

2015版ISO9001質(zhì)量管理體系標(biāo)準(zhǔn)鼓勵(lì)組織在建立、實(shí)施質(zhì)量管理體系以及改進(jìn)其有效性時(shí)采用過程方法，通過滿足顧客要求，增強(qiáng)顧客滿意。同時(shí)，該新版標(biāo)準(zhǔn)首次明確提出基于風(fēng)險(xiǎn)的思維能夠使組織確定可能導(dǎo)致其過程和質(zhì)量管理體系偏離所策劃的結(jié)果的因素，采取預(yù)防性控制，以最小化負(fù)面影響并在機(jī)會(huì)出現(xiàn)時(shí)將機(jī)會(huì)利用最大化[2]。應(yīng)用過程方法實(shí)施質(zhì)量控制，首先要確定為了達(dá)到預(yù)期結(jié)果的關(guān)鍵活動(dòng)，然后為控制這些關(guān)鍵活動(dòng)明確角色、職責(zé)和權(quán)限，接著分析和測(cè)量這些關(guān)鍵活動(dòng)的能力，其次是識(shí)別組織的職能內(nèi)部和職能之間的關(guān)鍵活動(dòng)的接口，重點(diǎn)應(yīng)關(guān)注資源、方法和材料等因素，以改進(jìn)組織的關(guān)鍵活動(dòng)，最終評(píng)估活動(dòng)對(duì)顧客及其相他關(guān)方產(chǎn)生的后果和影響。在進(jìn)行上述活動(dòng)的同時(shí)亦應(yīng)充分考慮可能出現(xiàn)的各種風(fēng)險(xiǎn)，并制定出應(yīng)對(duì)風(fēng)險(xiǎn)所采取的措施。即將基于風(fēng)險(xiǎn)的思維應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)踐過程中。

按照過程方法及基于風(fēng)險(xiǎn)思維的原則，分子篩成型產(chǎn)品生產(chǎn)主要包括以下過程：配料、造粒成型、干燥及焙燒活化。配料過程：根據(jù)不同產(chǎn)品的技術(shù)要求，將相應(yīng)的分子篩原粉、粘結(jié)劑以及所需的添加劑按工藝規(guī)程規(guī)定的比例配制并混合均勻。造粒成型過程：將配料過程配制完成的粉料加入成型機(jī)，按工藝規(guī)程調(diào)整轉(zhuǎn)速及噴水時(shí)間， 完成造粒成型（球形）。干燥及焙燒活化過程：將含水濕球投入干燥機(jī)（帶式干燥機(jī)、振動(dòng)流化床等），按工藝規(guī)程設(shè)定相關(guān)參數(shù)，確保濕球干燥脫水參數(shù)達(dá)標(biāo)。將脫水干燥后的分子篩球在工藝規(guī)程規(guī)定的設(shè)備參數(shù)（溫度、轉(zhuǎn)速、進(jìn)料速度等）下于焙燒爐內(nèi)進(jìn)一步高溫脫除結(jié)晶水，得到活化后的最終產(chǎn)品。

（1）以分子篩干燥劑產(chǎn)品為例，為達(dá)到干燥的目的，其吸水能力為該產(chǎn)品的重要特性，而分子篩原粉的加入量及分散程度直接影響產(chǎn)品質(zhì)量，因此配料過程的質(zhì)量控制在整個(gè)生產(chǎn)過程中顯得尤為重要。首先，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)配料單的再確認(rèn)，防止源頭性錯(cuò)誤，造成無法挽回的損失。其次，應(yīng)使用經(jīng)校準(zhǔn)合格的稱量器具準(zhǔn)確稱量，稱量誤差應(yīng)不超過0.5%，經(jīng)復(fù)核后認(rèn)真填寫生產(chǎn)記錄，再次，混料時(shí)，應(yīng)按工藝要求按順序加入各種原料攪拌混合，混合時(shí)間宜控制在30～40分鐘，以確保混合均勻；并應(yīng)特別注意分子篩原粉在料粉中的分散程度，由于各種原料（如分子篩原粉、粘結(jié)劑等）顏色有所不同，因此不同的料粉應(yīng)混至顏色均一，且不允許料粉中存在未被打散的團(tuán)塊，否則將影響造粒成型及顆粒強(qiáng)度。

配料完成后，應(yīng)檢驗(yàn)粉料的吸水能力，合格后方可轉(zhuǎn)入造粒成型過程（工序）。

需充分考慮和識(shí)別該過程可能出現(xiàn)的風(fēng)險(xiǎn)，如：工藝指令的失誤（源頭性錯(cuò)誤）；機(jī)器設(shè)備的穩(wěn)定性、計(jì)量器具的準(zhǔn)確性；粉料提升過程的人員防護(hù)；現(xiàn)場(chǎng)粉塵等。應(yīng)制定科學(xué)合理的應(yīng)對(duì)風(fēng)險(xiǎn)的措施，并確保崗位員工和相關(guān)人員充分掌握。

（2）造粒成型過程，質(zhì)量控制應(yīng)側(cè)重于成型機(jī)轉(zhuǎn)速、成型時(shí)間的控制及顆粒直徑、顆粒強(qiáng)度、吸水能力等參數(shù)的檢測(cè)。特別是顆粒直徑、顆粒強(qiáng)度尤為關(guān)鍵。顆粒直徑的大小直接影響產(chǎn)成品的粒度分布（粒度分布控制指標(biāo)應(yīng)為大于98%為宜）；同時(shí)也是影響顆粒強(qiáng)度的因素之一，直徑越大則強(qiáng)度值越高。造粒成型過程產(chǎn)品的顆粒強(qiáng)度直接影響最終產(chǎn)成品的強(qiáng)度指標(biāo)，若該過程的的顆粒強(qiáng)度不達(dá)標(biāo)，則該工序產(chǎn)品不可轉(zhuǎn)序（干燥及焙燒）。此外，該過程還應(yīng)嚴(yán)格控制成型時(shí)間，時(shí)間過短顆粒酥松，時(shí)間過長顆粒摩擦過熱影響產(chǎn)品質(zhì)量。同時(shí)，嚴(yán)格按工藝規(guī)程的要求按時(shí)檢測(cè)顆粒直徑，并完成篩分。

造粒成型并篩分合格后的顆粒球，經(jīng)檢驗(yàn)相關(guān)指標(biāo)合格后方可轉(zhuǎn)入脫水干燥及焙燒過程（工序）。

需充分考慮和識(shí)別該過程可能出現(xiàn)的風(fēng)險(xiǎn)，如：機(jī)器設(shè)備的穩(wěn)定性、篩分用篩網(wǎng)的準(zhǔn)確性；物料轉(zhuǎn)運(yùn)過程的人員防護(hù)；現(xiàn)場(chǎng)粉塵等。應(yīng)制定科學(xué)合理的應(yīng)對(duì)風(fēng)險(xiǎn)的措施，并確保崗位員工和相關(guān)人員充分掌握。

（3）干燥及焙燒活化過程，是分子篩成型產(chǎn)品生產(chǎn)過程中的關(guān)鍵過程，對(duì)照ISO9001質(zhì)量管理體系標(biāo)準(zhǔn)中的相關(guān)定義，該過程為標(biāo)準(zhǔn)描述的特殊過程，生產(chǎn)中應(yīng)按照特殊過程的管理要求進(jìn)行管理和確認(rèn)。這一過程的質(zhì)量控制應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注干燥機(jī)（帶式干燥機(jī)、振動(dòng)流化床等）及回轉(zhuǎn)式焙燒爐等主要設(shè)備的穩(wěn)定操作及平穩(wěn)運(yùn)行，首先，應(yīng)按工藝要求準(zhǔn)確設(shè)定干燥機(jī)和焙燒爐不同區(qū)域的溫度；形成合理的溫度梯度。溫度控制精度應(yīng)隨高低溫區(qū)域不同而不同；且應(yīng)符合工藝要求。其次，按工藝要求合理配風(fēng)，風(fēng)量過低則濕球內(nèi)的水汽無法及時(shí)排除導(dǎo)致顆粒粉化，風(fēng)量過高影響干燥溫度且增大能耗。再次，應(yīng)確保焙燒爐排風(fēng)管路的暢通（生產(chǎn)某些特殊產(chǎn)品時(shí)）。最后，由于該過程的設(shè)備操作要求較高，因此，應(yīng)對(duì)操作人員進(jìn)行嚴(yán)格的崗位培訓(xùn)，務(wù)必做到勝任上崗。該過程應(yīng)按上述特殊過程的控制要求予以控制和管理。

該過程的產(chǎn)品檢驗(yàn)合格即為產(chǎn)成品。對(duì)于這樣的關(guān)鍵過程應(yīng)高度關(guān)注并充分考慮和識(shí)別該過程可能出現(xiàn)的風(fēng)險(xiǎn)，如：機(jī)器設(shè)備的穩(wěn)定性；測(cè)溫儀表(如熱電偶等)的準(zhǔn)確性；加熱用燃?xì)獾膲毫刂坪捅O(jiān)測(cè)；燃?xì)庑孤?；人員燙傷；物料轉(zhuǎn)運(yùn)過程的人員防護(hù)；操作人員異常流動(dòng)等。應(yīng)制定科學(xué)合理的應(yīng)對(duì)風(fēng)險(xiǎn)的措施，并確保崗位員工和相關(guān)人員充分掌握。

3 結(jié)論

隨著科技進(jìn)步和技術(shù)創(chuàng)新速度的不斷加快，各種類型的分子篩產(chǎn)品被廣泛地應(yīng)用于石油化工、工業(yè)氣體分離和凈化、天然氣干燥、航空航天、醫(yī)療保健、高純氣體生產(chǎn)以及工業(yè)與民用建筑等領(lǐng)域，它既可作為高效干燥劑、選擇性吸附劑；也可作為催化劑、離子交換劑等。同時(shí)用戶對(duì)分子篩成型產(chǎn)品的品質(zhì)要求也不斷提高，這對(duì)生產(chǎn)企業(yè)在日常生產(chǎn)過程中的質(zhì)量控制提出了更高的要求，企業(yè)必須全方位地適應(yīng)市場(chǎng)需求，否則將面臨被淘汰的危險(xiǎn)。

由于分子篩成型產(chǎn)品生產(chǎn)過程中的諸多因素直接影響產(chǎn)品的質(zhì)量，因此，應(yīng)做到在完善的質(zhì)量保證體系框架下結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際，實(shí)施質(zhì)量控制并制定出科學(xué)合理的風(fēng)險(xiǎn)管理措施和相應(yīng)的應(yīng)急預(yù)案；一方面減少浪費(fèi)，降本降耗，提高生產(chǎn)效率增加收益；另一方面通過對(duì)ISO9001：2015質(zhì)量管理體系的認(rèn)真落實(shí)，可強(qiáng)化全員的質(zhì)量意識(shí)，規(guī)范員工的工藝行為，使員工逐步樹立風(fēng)險(xiǎn)意識(shí)，做到平穩(wěn)生產(chǎn)防風(fēng)險(xiǎn)，提高質(zhì)量創(chuàng)品牌。

[1]中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究組分子篩組.沸石分子篩[M].北京:科學(xué)出版社,1978.

[2] ISO9001：2015質(zhì)量管理體系 要求[S].

Application of Quality Control and Risk Management in Production Process of Molecular Sieve Molding Products

JIN Lei, SUN Yu-Kun
（Dalian Haixin Chemical Industry Co.Ltd,Dalian 116021, Liaoni, China）

In this paper, the quality control and risk management are analyzed and discussed according to the different processes such as batching, granulation, forming and drying roasting in the process of molecular sieve forming.

Molecular sieve; Zeolite; Quality control; Process method; Risk management

2017-07-19

金 雷,男，大連海鑫化工有限公司總工程師，高級(jí)工程師

孫玉坤，女，大連海鑫化工有限公司總經(jīng)理，工程師