試析如何有效控制聚丙烯生產(chǎn)工藝中的產(chǎn)品質(zhì)量

譚遠(yuǎn)江

摘要：：聚丙烯是一種熱塑性合成樹脂，由于其性能非常好而被眾多領(lǐng)域使用。尤其是電子、建材、汽車工業(yè)等領(lǐng)域的應(yīng)用極其普遍。因此，無論如何聚丙烯產(chǎn)品的質(zhì)量必須過關(guān)。雖然聚丙烯產(chǎn)品的質(zhì)量在生產(chǎn)過程中不容易控制，但在聚丙烯生產(chǎn)工藝中嚴(yán)格控制產(chǎn)品質(zhì)量也不是沒有方法。從聚丙烯產(chǎn)品的質(zhì)量指標(biāo)入手，深入分析，或借鑒同行的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)等都能達(dá)到對應(yīng)的目的。

關(guān)鍵詞：聚丙烯;生產(chǎn)工藝;質(zhì)量控制

引言

聚丙烯是一種化學(xué)性能穩(wěn)定的通用塑料之一，由于其無味、無毒，是最輕的常用樹脂，而且很容易直接加工成型或被回收再利用。所以，聚丙烯在各個(gè)領(lǐng)域中都很常見。為滿足人們的各類需求，在其生產(chǎn)過程中必須強(qiáng)化質(zhì)量方面的控制，使聚丙烯產(chǎn)品的規(guī)格、熔體流動(dòng)速率、灰分含量等方面的質(zhì)量指標(biāo)，符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。接下來一起探討，如何控制或提高聚丙烯產(chǎn)品質(zhì)量。

一、控制熔融指數(shù)

（一）熔融指數(shù)的影響因素

熔融指數(shù)是熱塑性塑料在特定溫壓下，熔體十分鐘內(nèi)流經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)孔徑的質(zhì)量。熔融指數(shù)的大小直接決定產(chǎn)品的不同用途。因此熔融指數(shù)一般情況下，主要通過加入氫氣進(jìn)行調(diào)節(jié)或控制。氫氣與丙烯質(zhì)量比值越大，熔融指數(shù)就越大，所以首先應(yīng)了解熔融指數(shù)的影響因素（如氫或丙烯加入的準(zhǔn)確性;操作參數(shù)貨催化劑的調(diào)氫功能;聚合釜軸封密封或系統(tǒng)密封的相關(guān)影響以及聚合釜的撤熱效果等）。

（二）控制熔融指數(shù)的相應(yīng)措施

采用DQC高效催化劑，其活性很高，對氫氣的調(diào)節(jié)能力也非常好，生產(chǎn)聚丙烯粉料時(shí)，比絡(luò)合Ⅱ催化劑體系的熔融指數(shù)更容易控制，而且絡(luò)合Ⅱ催化劑無法生產(chǎn)高熔料。除了選擇高效催化劑之外，還可以控制相關(guān)的操作參數(shù)，比如加氫量的大小或三劑加入量等。當(dāng)生產(chǎn)不夠平穩(wěn)、放空丙烯時(shí)，應(yīng)適當(dāng)加入氫氣。通常氫氣與丙烯質(zhì)量比可以根據(jù)生產(chǎn)需要進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。

聚合釜的溫控應(yīng)在操作中保持平穩(wěn)，及時(shí)給水，確保熔融指數(shù)的合格率不受影響。投料完畢后，升溫時(shí)盡量不要過快，控制在50～60min之內(nèi)，避免升溫過快反應(yīng)劇烈，導(dǎo)致產(chǎn)品顆粒形態(tài)不佳;升溫太慢，會(huì)導(dǎo)致生產(chǎn)效率變低?？刂粕郎厮俣?，可使相關(guān)反應(yīng)放熱平穩(wěn)，便于后續(xù)操作。畢竟在控制過程中，若給水不及時(shí)，會(huì)因?yàn)榉磻?yīng)太劇烈而回收丙烯，再補(bǔ)充氫氣時(shí)氫氣的加量也應(yīng)嚴(yán)格控制，否則就會(huì)導(dǎo)致熔融指數(shù)不達(dá)標(biāo);若給水過早，則會(huì)降低催化劑的活性，致使聚丙烯的產(chǎn)量降低。

二、控制等規(guī)指數(shù)

等規(guī)指數(shù)是等規(guī)聚丙烯在整個(gè)聚合物中的含量，是劃分PP牌號(hào)等級(jí)的重要指標(biāo)。通常影響等規(guī)指數(shù)的因素主要有：催化劑、活化劑及DDS的自身性能或三劑加入量的相關(guān)配比;丙烯原料存在雜質(zhì)以及工藝參數(shù)等。

平穩(wěn)生產(chǎn)時(shí)，每釜加入催化劑：40～70g，活化劑：0.4～1.0L;DDS：170～250ml。也可以根據(jù)原料情況適當(dāng)調(diào)整三劑的用量，達(dá)到平穩(wěn)生產(chǎn)的目的。在實(shí)操過程中，若原材料質(zhì)量好的話，對應(yīng)的催化劑可以少加一些，當(dāng)原料的雜質(zhì)過多時(shí)，應(yīng)綜合考慮灰分或氯含量等方面的具體指標(biāo)，酌情添加催化劑。其中DDS的主要作用是提升催化劑的定向能力，特定范圍內(nèi)多加DDS有助于提高等規(guī)度。

丙烯原料中的CO、COS等雜質(zhì)，都會(huì)影響產(chǎn)品等規(guī)度。因?yàn)檫@些雜質(zhì)能參與聚合分子鏈中，使高分子鏈不再規(guī)整，導(dǎo)致產(chǎn)品等規(guī)結(jié)構(gòu)發(fā)生變化。當(dāng)相關(guān)雜質(zhì)含量過高時(shí)，氧和水不僅會(huì)降低催化劑活性，一定程度上還影響了催化劑的定向能力。因此，在實(shí)際生產(chǎn)中必須對相關(guān)的原料質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格管控，盡量排除雜質(zhì)[2]。

在生產(chǎn)過程中，先投丙烯和活化劑，后用丙烯沖催化劑到聚合釜，可以使大部分雜質(zhì)被活化、分解，消耗部分活化劑能確保催化劑的活性，有助于提升產(chǎn)品的等規(guī)指數(shù)，若先投催化劑，則丙烯中的雜質(zhì)會(huì)與催化劑起反應(yīng)生成無規(guī)物，致使催化劑失去活性，降低等規(guī)度。

三、控制灰分含量

聚丙烯灰分主要來自于相關(guān)的催化劑、活化劑以及因裝置系統(tǒng)不干凈，而混入些許機(jī)械雜質(zhì)等。在控制灰分含量時(shí)，可以采用高活性催化劑體系，有效提高丙烯產(chǎn)品的產(chǎn)率，減少三劑的加入;對丙烯材料進(jìn)行去除雜質(zhì)處理，降低鋁鈦物質(zhì)的含量，提高催化劑對應(yīng)產(chǎn)品的得率;選擇最佳工藝條件，使相關(guān)的反應(yīng)時(shí)間更加充足，使單釜轉(zhuǎn)化率得以有效提升[1]。

四、揮發(fā)分以及氯含量的控制

由于催化劑TiCI4在生產(chǎn)過程中會(huì)使丙烯產(chǎn)品中氯的含量增加，而且氯的含量過高會(huì)腐蝕后續(xù)的加工設(shè)備，因此，必須嚴(yán)格控制聚丙烯中氯的含量。若想降低氯含量就必須減少鋁鈦物質(zhì)的量比，即減少對三劑的消耗。此外，在降低產(chǎn)品中揮發(fā)分含量時(shí)，應(yīng)確保閃蒸充分且徹底，排除聚丙烯粉料中的烴類物質(zhì)，然后采用干燥的氮?dú)猓苊饣烊肫渌麚]發(fā)性物質(zhì)或水分。

五、控制抗拉伸屈服強(qiáng)度及表觀密度

聚丙烯產(chǎn)品的拉伸屈服強(qiáng)度與等規(guī)度及熔融指數(shù)成正比。因此，改變聚丙烯的力學(xué)性能，可以調(diào)節(jié)等規(guī)度或者熔融指數(shù)。在生產(chǎn)過程中，必須根據(jù)相關(guān)的使用要求，綜合考慮等規(guī)度、熔融指數(shù)以及對應(yīng)的抗拉伸屈服強(qiáng)度，進(jìn)行相關(guān)的調(diào)節(jié)。畢竟這些都是生產(chǎn)過程中的重要指標(biāo)，不能為了滿足單一的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)而對其他指標(biāo)隨意調(diào)節(jié)。

此外，聚丙烯的密度是熔融壓片之后的真密度。而表觀密度則是聚烯烴樹脂的最小密度，具有加工成本低、成品輕便省材料等優(yōu)點(diǎn);在聚丙烯質(zhì)量指標(biāo)中不涉及生產(chǎn)方法以及對應(yīng)的工藝技術(shù)，其僅與催化劑的顆粒度有關(guān)，因此，在聚丙烯質(zhì)量管控時(shí)，應(yīng)采用粒度最佳的催化劑牌號(hào)。聚丙烯的表觀密度越大，顆粒的流動(dòng)性越好，越便于加工，而且體積小包裝、運(yùn)輸都很方便。

結(jié)束語

總之，聚丙烯產(chǎn)品在人們?nèi)粘Ｉ钪邪l(fā)揮著無可替代的作用。聚丙烯產(chǎn)品已經(jīng)覆蓋眾多領(lǐng)域，滿足著各類不同的需求。因此，質(zhì)量管控是聚丙烯生產(chǎn)中無比重要的環(huán)節(jié)。由于影響質(zhì)量指標(biāo)的因素眾多，所以應(yīng)根據(jù)相關(guān)產(chǎn)品的要求，綜合多方面指標(biāo)的考慮，找出最佳調(diào)整方案，力求聚丙烯能夠穩(wěn)定生產(chǎn)，最終實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品質(zhì)量合格，成本可控。

參考文獻(xiàn)

[1] 司希河.聚丙烯生產(chǎn)工藝中的產(chǎn)品質(zhì)量控制分析[J].石河子科技， 2020（1）：7-8.

[2] 陳佳梁.聚丙烯裝置擠壓機(jī)組安裝關(guān)鍵技術(shù)淺析[J].安裝， 2020（8）：19-21.

中國石化海南煉油化工有限公司 578101