聚乙烯粉料 产生的原因及控制措施

王雷

大庆石化公司塑料厂高压联合车间    黑龙江省大庆市  163711

摘 要：高压聚乙烯装置在生产过程中，由于挤压机切粒不良,颗粒脱水干燥,颗粒输送碰撞摩擦,使颗粒外观不良。通过对切粒机的调整,控制高压聚乙烯颗粒外观,选择合适的颗粒输送系统,增加除尘设备等措施,降低聚乙烯产品中的粉料含量。

关键词： 粉料 聚乙烯 除尘

高压聚乙烯产品具有柔韧性良好、冲击强度高、耐低温、透水性低、加工性能和光学性能良好等优点,广泛应用于食品级、薄膜包装行业。高压聚乙烯装置采用管式法工艺技术,主要以生产薄膜类聚乙烯为主，分析对产品性能产生不良影响的原因，聚乙烯粉料的产生原因,制定相应的控制措施。

一、装置简介

高压聚乙烯装置采用德国伊姆豪逊专利，以乙烯为原料，氧气作引发剂，丙烯、丙烷、丁烯作分子量调整剂，采用四点进料的管式法反应，最高单程转化率达32%，可生产13个不同牌号的聚乙烯产品，较之于高密度及中密度的聚乙烯材料，高压聚乙烯在柔软性、电绝缘性、环保性等方面均有更加突出的优势，且软化点和结晶度也较低，由此材料的适用范围广泛，材料的应用效果好。

二、粉料产生的原因

高压聚乙烯粉料主要来源于切粒机造粒、颗粒干燥、输送过程产生的。由于工艺和机械设备原因导致高压聚乙烯颗粒外观异常,出现鱼眼料、絮状料、拖尾料等,与离 心干燥器、颗粒之间相互碰撞和摩擦,产生的微小聚乙烯颗粒聚集在一起形成粉料。

1、挤压机造粒过程

熔融的聚乙烯经挤压机模孔均匀挤出,在颗粒冷却水作用下,由切粒机水下造粒,形成规则的椭圆形颗粒。挤压机挤出和造粒最容易产生拖尾颗粒甚至是拉丝料、拖尾料、大小粒子料、絮状料,这些异形颗粒是产生聚乙烯粉料的主要根源。

产生异常颗粒的原因主要有:(1)切粒机切刀盘没有找正,切刀与模板平整度不均匀,切刀与模板间隙不好;(2)切刀质量不佳存在切刀钝、切刀质量差或者刀片损坏;(3)切刀使用时间较长,刀锋磨损钝化严重;(4)模板存在较大缺陷,造粒不好;(5)膜孔出现堵塞现象，出料不畅;(6)模板清理不彻底,没有抹硅油，存在残余杂质，出现缠刀情况，影响造粒效果;

2、脱水干燥过程

挤压机造粒形成的聚乙烯颗粒在颗粒水作用下,输送至离心干燥器进行脱水干燥。干燥器为不锈钢金属筛网，聚乙烯颗粒在离心干燥器内与金属筛网高速旋转摩擦,导致聚乙烯颗粒表面产生破损,产生碎粉料。离心干燥器筛网与器壁间隙不佳,可能导致聚乙烯颗粒在筛网与器壁之间摩擦拉伸形成拉丝料,颗粒经旋转碰撞产生破碎。

3、颗粒输送过程

聚乙烯颗粒经干燥器脱水干燥后，经风送系统输送至分析料仓,脱除乙烯气体。聚乙烯颗粒在管道中呈跳跃不规则的滚动、产生碰撞。输送颗粒的管壁都经过特殊加工,在管道内壁有的麻纹,让颗粒跳跃式前进,减少颗粒在传输过程中与管道内壁发生剧烈摩擦而产生滞留层，同时热量积聚发生超温熔融状态。由于输送管线开工30多年没有更换过，输送管道内壁麻纹磨损严重,内壁麻纹极不规则,尤其是弯管处磨损更甚。管道内壁麻纹的损坏,低密度聚乙烯颗粒在管道内部分区域，由跳跃式输送逐渐改变为为滑动输送,加剧了颗粒与管壁的摩擦,进而增加了磨损料、碎料和大小粒子的生成，也发生过因摩擦层加大，颗粒积聚堵料事故。

输送的聚乙烯颗粒在管道对内壁持续冲刷和摩擦,造成管道弯管处温度异常偏高，存在安全隐患，在输送管道高速滑动和弹跳的聚乙烯颗粒撞击管壁并在撞击时产生热量,颗粒表面融化并黏在管壁上,形成薄厚不均的聚乙烯薄层。随着输送颗粒的密度、硬度和输送压力的的变化，薄层被通过的颗粒撞击冲刷,会产生出细小的碎料和拉丝料到产品中。

4、聚乙烯颗粒形状

切粒机和模板有固定的间隙，聚乙烯被挤压机压出后就被高速旋转的切粒机进行切粒,因为切刀刀盘直径较大，又受颗粒水持续冲击，刀盘会发生变形，与挤压机模面间距变得不均匀，间隙的变化导致所切聚乙烯颗粒的形状不同,切粒机所切颗粒呈椭球型,外观较圆润,无明显锥角。受重力及剪切力作用导致所切颗粒呈大小不一的菱形,颗粒外观不规则,有明显直角表面，多角形聚乙烯颗粒的摩擦阻力较大,颗粒表面凸起容易破碎并磨损管道的表面。可见,带有不规则斜面的聚乙烯颗粒在输送过程中相互碰撞以及与管道壁撞击受损产生碎料较多。

三、减少粉料的控制措施

1、减少异形粒子、拉丝料、絮状料产生

检查挤压机模板运行状况，对于模板的缺陷应及时联系维修进行处理，启动挤压机时彻底清理模板,刀盘抹硅油，封闭颗粒窗，启动切粒机电机、调整切粒机转数进刀、颗粒水通入操作动作在3分钟内完成。颗粒水温度调整至设定温度，加强熔融指数监控,避免因颗粒指数过低对模板产生磨损，根据模板使用情况和磨损情况及时更换挤压机模板，造粒岗位加强颗粒外观检查,根据颗粒情况及时调整切刀间隙。

2、根据颗粒外观及时调整切粒机转数

经干燥器的颗粒进入到振动筛上，振动筛上有直径均匀的下料孔，对聚乙烯颗粒进行严格的筛选，合格的颗粒直接落下进入到输送储料仓内，粉料也直接进入，其中而较大的异形颗粒会滞留在振动筛上堆积，需要岗位人员进行清理，为避免较大的异形粒子的产生，严格检查颗粒外观，对颗粒的变化及时进行调整。

如果调整聚乙烯颗粒的外观大些,壁板调整降低刀盘转速,在固定的生产周期内,刀盘和切刀的磨损程度与所生产聚乙烯颗粒的大小、指数相关。生产低指数颗粒,切刀片转速高,切刀磨损快;相反切刀磨损慢,低密度聚乙烯颗粒外观出现缺陷的概率较低,在输送过程中产生的碎料量减少。

3、及时检查更新风送系统管线

风送系统输送管线材质为铝镁合金，系统长时间运行管道会产生磨损,弯管处的磨损程度通常较直管处严重,装置经过长周期的运行,管道弯管处被磨蚀减薄,聚乙烯颗粒在磨蚀处易产生拉丝料,因此,需要定期检查和维护风送输送管道,对磨蚀较严重的管道及时更换,消除输送管线对聚乙烯颗粒的磨损,减少碎粉料的产生。

4. 其他减少粉料的方法

风送系统岗位人员必须严格遵守和执行安全操作制度规程，降低违规操作对系统的影响,从而减少对聚乙烯颗粒的磨损情况发生。合格的聚乙烯颗粒在风送系统输送过程中，产生的碎料量较存在异形或大小粒子的聚乙烯颗粒少，控制好模板间隙，就能控制聚乙烯颗粒呈球形或椭球形,可一定程度减少外观不规则聚乙烯颗粒在输送过程中产生的碎料。

四、结论

a)聚乙烯碎料产生的原因导致很多,在生产中要精心操作，发现粉料增多，及时查找原因，及时对生产工艺进行调。

b)挤出机模板与切刀、离心干燥器、输送管道及聚乙烯外观均会影响碎料的产生，停车检修时，对模板、切刀、干燥器进行严格检查。

c)操作中，监控切粒过程及颗粒外观,调整输送压力，及时对设备进行安全检查维护保养,最大限度地减少聚乙烯颗粒中的碎料量,提升产品质量。