淺析聚乙烯裝置后部造粒對粒料顏色的影響

紀彬

【摘 要】聚乙烯是一種常見的通用塑料，是當前工業(yè)上運用最多的塑料類型之一，對于工業(yè)的發(fā)展以及建設具有至關重要的作用。根據(jù)調查研究表明，聚乙烯裝置和造粒會對造粒的顏色產生一定的影響，論文主要對聚乙烯裝置后部造粒粒料顏色變黃的原因以及具體的表現(xiàn)進行探究，并指出了具體的解決對策和改進措施，希望能夠為聚乙烯材料的順利穩(wěn)定生產提供一定的參考。

【Abstract】Polyethylene is a common general plastic， which is one of the most widely used plastics in industry at present， and plays an important role in the development and construction of industry. According to the investigation and study， the polyethylene plant and granulation will have a certain effect on the color of granulation. This paper mainly probes into the causes and concrete performance of the color yellowing of the granule of granulation at the back of the polyethylene plant， and points out the concrete countermeasures and improvement measures， hoping to provide some reference for the smooth and stable production of polyethylene.

【關鍵詞】聚乙烯裝置;后部造粒;粒料顏色

【Keywords】polyethylene plant; rear granulation; color of granule

【中圖分類號】TQ320.66? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 【文獻標志碼】A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 【文章編號】1673-1069 （2020） 01-0165-02

1 引言

聚乙烯生產裝置由原料精制環(huán)節(jié)、聚合反應環(huán)節(jié)、尾氣回收以及樹脂脫氣環(huán)節(jié)、添加劑處理和造粒環(huán)節(jié)、風冷環(huán)節(jié)等多種環(huán)節(jié)組合而成。聚乙烯工業(yè)的生產往往需要涉及多個反應和步驟，持續(xù)時間較長，連續(xù)性較強，在實際運行的過程中難免會由于各種問題而影響生產的效果和生產的質量。因此，必須要加強對聚乙烯工業(yè)的研究，明確聚乙烯工藝的干擾因素，并采取針對性的措施進行解決。研究發(fā)現(xiàn)，聚乙烯造粒變黃問題一直以來都是影響聚乙烯生產質量的關鍵問題，因此，需要重點進行聚乙烯生產工藝的改造和生產裝置的優(yōu)化工作。

2 聚乙烯裝置后部造粒生產概述

2.1 聚乙烯生產原理

聚乙烯簡稱PE，是一種由乙烯聚合制成的熱塑性樹脂，是一種結構相對簡單的高分子，也是當前供應商應用范圍最廣的高分子材料。聚乙烯是當前工業(yè)上通用合成樹脂產量最大的品種，主要包括高密度聚乙烯、低密度聚乙烯以及線型低密度聚乙烯等。隨著科學技術的不斷發(fā)展以及高分子生產工藝的不斷改進，各種各樣具有特殊性能的聚乙烯產品也不斷地被開發(fā)與研究，其在航空工業(yè)飛機制造領域以及輪船制造領域有著十分重要的應用價值。聚乙烯產品主要包括管道、薄膜、容器、日用品以及電線電纜等，也可以生產大量高頻絕緣材料，在電力行業(yè)有十分重要的應用價值。根據(jù)工藝的不同，也可以生產各種噴膠機、涂布機產品。它廣泛應用于服裝領域。同時，聚乙烯材料也可用于制造鞋、包裝材料、書籍、家電等，有著十分廣闊的應用領域和良好的發(fā)展前景。

在生產過程中，聚乙烯粉料主要依靠兩個無間隔的螺桿旋轉產生的剪切力以及摩擦產生的熱量進行擠出和熔融。首先，聚乙烯粉料在混煉機中熔融，這個過程是將機械能轉變成材料熱能的一個過程，經過熔融泵的齒輪之間的嚙合進行進一步的剪切。其次，經過切粒機冷卻切粒得到生產產物。在氮氣的保護下，聚乙烯粉料樹脂以及相關的添加劑會進入混煉機的加料區(qū)域，由冷卻水對加料區(qū)域進行冷卻，溫度一般控制在45℃左右。由于螺桿的剪切以及筒體內的擠壓樹脂和添加在混煉機中熔融。在設計的過程中，會在混煉機的出料口上方設置一定的空隙，并安裝插入鍵，從而能夠提高樹脂的熔融效果。熔融的樹脂浸入熔融泵中的溫度在200℃左右，之后經過熔融泵的擠壓和剪切，完成后續(xù)的熔融過程。最后，利用熔融泵的推動力，實現(xiàn)樹脂的加工成型。樹脂經過熔融之后除去了相關的雜質，在60℃左右的水中冷卻并用旋轉的切刀切成粒狀。切成粒狀的樹脂進入干燥器進行干燥，從而能夠有效帶走樹脂材料中的水分。

2.2 聚乙烯生產工藝技術

聚乙烯生產過程中通常會涉及多種工藝技術，目前工業(yè)上應用最為常見的工藝技術主要包括共聚技術、不造粒技術、冷凝和超冷凝技術、反應器新配置技術、雙峰技術以及原位法技術等六種技術。共聚技術可以對聚乙烯材料進行改性，提高聚乙烯材料的工業(yè)強度，使得聚乙烯材料的單體結構能夠發(fā)生結構性的改變，從而能夠使得到的樹脂提升整體的韌度。不造粒技術依賴于催化劑技術的進步而獲得了迅猛的發(fā)展，用于直接生產不需造粒的樹脂，節(jié)省出大量的擠出造粒的步驟，得到的產品不容易發(fā)生形態(tài)方面的變化。

3 聚乙烯裝置后部造粒對粒料所產生的影響

3.1 造粒設備的影響

聚乙烯生產設備中的混煉機、熔融泵都會對造出來的粒料產生一定的影響。如果在混煉機生產過程中溫度過高，通過冷卻水降溫時會發(fā)生強烈管擊現(xiàn)象，影響混煉機的正常使用。所以，很多工藝系統(tǒng)并不會通冷卻水進行冷卻，這也造成熔融的溫度過高而引起造粒發(fā)黃的問題。熔融泵入口處樹脂壓力過高而且持續(xù)波動，也會影響樹脂的物理性能?；鞜挋C的剪切能力如果不符合聚乙烯的生產標準，會影響樹脂混煉的效果，從而導致混煉機的使用僅僅依靠高溫融化來進行，導致物料高溫降解變色問題。熔融泵有較短的停留時間和較高的容積率，主要通過齒輪的相互嚙合以及反向轉動對熔融的樹脂材料進行運輸，正常情況下聚乙烯并不會在熔融泵中發(fā)生降解。但是，如果熔融泵出現(xiàn)問題只能手動去調節(jié)熔融泵的轉速，導致局部可能存在過大的剪切作用而引起降解變色問題。

3.2 添加劑的影響

添加劑對聚乙烯粒料顏色的影響主要包括添加劑種類、添加劑設計、添加劑自身的性能問題，會導致其在實際使用的過程中出現(xiàn)管線堵塞的現(xiàn)象。例如，爽滑劑是一種常用的聚乙烯生產的添加劑，作為粉狀的添加劑，在添加的過程對工藝有著較高的要求，在管線中不容易下料，從而容易引發(fā)設備堵塞問題，環(huán)境污染嚴重。這些問題的存在也會影響加料的準確性，導致生產存在一定的波動問題，影響產品的質量[1]。

4 聚乙烯裝置后部造粒料顏色問題的改善措施

4.1 控制工藝條件

首先，在實際聚乙烯的生產過程中，可以通過適當調整熔融泵轉速的方式加快樹脂的流動速度，縮短樹脂的流動時間，從而能夠減少樹脂的受熱過程，避免樹脂由于溫度過高而產生變性和變黃的問題;其次，工作人員需要對熔融泵和混煉機的電流情況進行系統(tǒng)的記錄和觀察，及時發(fā)現(xiàn)設備運行過程中的問題及故障，并采取針對性的措施進行解決，盡可能地避免隨意造粒開停車，使得造粒能夠更加的穩(wěn)定和持續(xù)，從而可以保證樹脂壓力的穩(wěn)定性，避免危險問題的發(fā)生。

4.2 合理控制添加劑

在進行添加劑控制與優(yōu)化的過程中，首先，需要改造添加劑的管線，提高添加劑的下料速度，減少添加劑下料的阻礙，可以通過適當增加管線水平傾斜角的方式避免堵塞問題。其次，還需要改變添加劑本身的性狀，適當提高添加劑的熔點，增加添加劑的流動性，減少由于添加劑單獨添加而造成的不下料問題。同時，也可以控制粉狀的添加劑轉變?yōu)轭w粒狀的添加劑，提高整體添加劑的融合水平，有效緩解添加劑造成的堵塞以及工藝問題。另外，還可以通過紅外光譜的分析方法定量分析添加劑的添加量，并通過聚合物轉距變化的時間有效地評價添加劑的添加效果。

4.3 優(yōu)化造粒設備

造粒設備問題是造成聚乙烯裝置后部造粒料顏色變黃的關鍵問題。因此，設備管理人員和維修人員需要結合造粒設備的問題進行針對性的檢修，有效消除設備存在的隱患，保證設備的工作效率和工作質量，提升設備整體的運行功能。在設備維護和檢修的過程中，相關人員需要重點檢修混煉機和熔融泵等相關容易引發(fā)造粒變黃的關鍵環(huán)節(jié)，清理設備降解的物料，合理調整熔融泵齒輪間距以及螺桿間距，提高設備對物料的剪切能力，保證設備的塑化性能，從而能夠使材料進行持續(xù)的生產。

5 結語

綜上所述，論文對其進行了深入的剖析，發(fā)現(xiàn)聚乙烯裝置后部造粒在實際生產的過程中發(fā)生變黃的問題，是由于聚乙烯溫度過高發(fā)生一定程度的降解所造成的。變黃問題的存在嚴重影響聚乙烯的物理性能和化學性能，影響聚乙烯材料的正常使用和聚乙烯工業(yè)的正常生產，因此，需要加強對聚乙烯粒料變化問題的探究，明確變黃的主要原因以及相關對策，保證聚乙烯工業(yè)能夠持續(xù)穩(wěn)定的生產和發(fā)展。

【參考文獻】

【1】焦書科.現(xiàn)代塑料手冊[M].北京：中國石油出版社，2017.