高密度聚乙烯粒料异常问题分析及措施

高密度聚乙烯粒料异常问题分析及措施

陈鑫淼

中韩（武汉）石油化工有限公司   湖北省武汉市   430000

摘要：主要介绍了高密度聚乙烯装置LCM450挤压造粒机组在生产运行过程中，产品粒料出现过或可能出现的一系列问题，例如在生产过程中粒料颜色不正、出现黑料、形状不一等，针对这些问题，提出简要分析及解决措施。

关键词：高密度聚乙烯；挤压机；粒料；添加剂                              

前言

本装置造粒机组采用日本神户制钢生产的LCM450型造粒机组，是双螺杆异向内旋L型连续混炼机，采用水下切粒系统造粒。本机组的主要缺陷在于，由于机组较大，每次开车均需要大量人力从开车阀和模板处拉料，筒体内温度很难控制，模孔不容易充满，会有大量不规则产品出现，造成挤压造粒机停车。

1 设备特点

本装置造粒机组主要包括主电机、开车电机、主减速箱、双螺杆、开车阀、齿轮泵、齿轮泵减速箱、换网器、模板、水下切粒机等几大部件，还有几套辅助系统：如热油系统、液压油系统、筒体冷却水系统、颗粒冷却水系统等。本机组采用日本神户制钢生产的LCM450型造粒机组，是双螺杆异向内旋L型连续混炼机，带有两个搅拌部分，主搅拌有一个特殊的三角形横截面。两个转子转动方向相反，有利于彻底高效的搅拌，转子的两端被牢固支撑着，可稳定高速旋转。

2 粒料异常问题原因及解决措施

2.1粒料雾度高

1.原因

(1)粉料的雾度高。

(2)添加剂的质量有问题或成者加入量不够。

(3)分析方法出现偏差。

2.处理方法

在平时倒添加剂的时候注意检验添加剂的质量，发现添加剂的外观有问题，立即停止添加剂的加入，及时向有关领导汇报。严格按照添加剂与粉料的比例使用，严禁出现少加或者多加的情况。出现分析问题则需要通过相关人员进行协商调整，如果是粉料的问题及时向反应操作员进行反映的的同时，把粒料切入空的粒料掺混仓，防止不合格的粒子扩大污染。

2.2粒料形状

2.2.1异常形态

粒料出现小颗粒，长条、通心粉式的颗粒，畸形颗粒

1.原因

(1)模板加热不足。

(2)模板面有磨损或者有灰尘。

(3)进料波动，负荷过高或者过低。

(4)切粒水温过高或者过低。

(5)切粒水压力(流量)过高或者过低。

(6)切粒机转速过高或者过低。

2.2.2尾巴

粒子形状出现拖尾，表现为统一的颗粒带有细小的尾巴或者统一的颗粒带有较大的尾巴有的连接在一起

1.原因

(1)切粒机轴至模板的垂线偏差大。

(2)切刀磨损严重。

(3)模板面磨损。

(4)切粒机震动大。

(5)进料波动。

(6)切粒机空气压力设定不当。

(7)模板和切刀之间夹带树脂。

(8)切粒水流量压力，温度过高成者过低。

2.处理方法

(1)考虑更换刀具、珩磨和再次开车。

(2)检查孔堵塞比例，而且在比例太高时重新启动。

(3)检查颗粒孔边缘是否有损坏，必要时更换和重新研磨。

(4)检查对中情况，并在必要时重新对中和再次启动。

从分析中可以看出，在操作方面只要保持负荷的稳定，颗粒水压力温度的稳定，适当控制切粒机的转速，就能在操作中保证粒子的规范。

2.3广泛的粒径分布

如果粒料的粒径分布广，则主要原因如下

(1)由于加热介质供应量不足导致模板传热效率差；在启动前和在挤压机刚刚停车后，用红外线温度计测量模板表面温度。检查加热系统的运行条件是否正确：

(2)开车程序计时不准确导致模板结冰；切换程序以尽可能减少颗粒水和聚合物融化物分别到达模板的时间差。

(3)低流率；模具依靠聚合物热量使模孔保持打开状态。如果每个模板孔内没有足够流量，则会导致部分模孔结冰。这是高融融指数材料的共同问题。

(4)模板温度太低；如果采用油加热，则提高热油温度。

(5)模板传热通道部分堵塞；在启动前和在挤压机刚刚停车后，用红外线温度计测量模板表面温度。必要时，更换模板和清洗已从积压机上拆除的模板传热通道。

(6)模板部分被异物或降级聚合物堵塞；在置换期间检查聚合物融化物的情况。被堵塞模孔流动缓慢，传热效率差的传热通道在置换期间流速加快；

(7)检查模板上保温板情况；检查保温板背面的颗粒水是否流动顺利，模板处的传热效率是否受到影响；

(8)颗粒冷却水温度太低；颗粒水温度是否上升，但需要保持在安全运行温度范围内，以免表面出现高温和影响粒料输送。

2.4粒料颜色

在聚合物粉料和产品粒料之间的颜色存在明显不同的原因如下：

(1)添加剂配方：检查添加剂是否处于良好状态，而且检查添加剂的添加是否正确和一致。

(2)挤压机进料斜槽中的氧气；除网格状薄膜产品外的其它产品牌号，氧气含量应尽可能低。检查去密封和挤压机进料斜槽的氮气流量；

(3)来自挤压机的高比能；必要时在较低比能运行；

(4)挤压机产量低；挤压机产量应尽可能避免低于挤压机设计产量的60%，因此在必要时将挤压机产量提高至供货商建议的最小产量以上。

(5)不正确的挤压机单元温度；如果采用蒸汽加热，则考虑用冷却介质调节挤压机筒体温度至200-220℃。

2.5污染料

在调试期间，由于挤压机频繁停车和开车，所以可能出现黑色产品。

(1)挤压机频繁停车和开车；一般来讲，挤压机不宜频繁启动和停产，否则会导致产品降级，而且低氧气含量也会导致产出黑色产品。

(2)挤压机进料斜槽内的氮气密封流量不足等；氮气流量的投用应符合供货商说明书要求。

(3)挤压机开车/停车程序不符合要求（如：置换不充分）和挤压机准备运行期间预热温度过高和保温时间过长。

2.6凝胶

如果由于流动性差而导致材料降级，则挤压机可能生产出凝胶。

(1)降级材料在换网器上积聚，然后逐渐突破；考虑更换滤网；

(2)添加剂计量误差；检查添加剂含量和一致性；检查称重进料器操作或母料准备情况；

(3)添加剂情况差；检查添加剂情况和在必要时更换添加剂；

(4)比能不正确-通常情况下最好采用低比能。

(5)挤压机进料孔中氧气含量高；确保正确投用氮气流量。

(6)在流经挤压机时被污染（脏滤网、脏模板）。

(7)挤压机待开车条件引起降级；检查等待挤压机开车的备用设备条件，确保遵守供货商提供的建议。

2.7熔融指数切换

在聚合物性质未受影响的情况下，粉料和粒料之间的熔融指数测量值通常有少许下降。如果熔融指数下降太多或者熔融指数增加，则表示挤压机内产品质量下降，此时应确认产品特性。

如果产品的物理性质受到挤压步骤的影响，则补救方案应与粒料颜色差的补救方案相同。

(1)添加剂配方：检查添加剂是否处于良好状态，而且检查添加剂的添加是否正确和一致。

(2)挤压机进料斜槽中的氧气；除网格状薄膜产品外的其它产品牌号，氧气含量应尽可能低。检查去密封和挤压机进料斜槽的氮气流量；

(3)来自挤压机的高比能；必要时在较低比能运行；

(4)挤压机产量低；挤压机产量应尽可能避免低于挤压机设计产量的60%，因此在必要时将挤压机产量提高至供货商建议的最小产量以上。

(5)不正确的挤压机单元温度；如果采用蒸汽加热，则考虑用冷却介质调节挤压机筒体温度至200-220℃。

结语

挤压造粒机组是高密度聚乙烯装置中的一个非常重要的组成部分，它的正常运行与否直接关系到整个装置生产的连续性和平稳性。

通过对高密度聚乙烯装置生产所遇到粒料异常问题的分析和研究，在后岗应时刻关注添加剂是否处于正常状态，挤压机筒体温度适宜，熔融泵入口压力，模板温度，PCW流量温度，以及切粒机转速等。提高产品的质量，帮助装置将经济效益提高到同类装置的前列。

参考文献：

1.HDPE操作手册