摘要：本文通過分析海南煉化聚丙烯裝置擠壓造粒機在生產(chǎn)高MFR聚丙烯產(chǎn)品時出現(xiàn)墊刀料的原因，提出優(yōu)化工藝參數(shù)和改進設(shè)備操作的方法。
　　關(guān)鍵詞：聚丙烯；高MFR；擠壓造粒機
　　1、聚丙烯裝置現(xiàn)狀
　　海南煉化聚丙烯裝置自2006年投用生產(chǎn)以來，受裝置和市場的局限，能生產(chǎn)的聚丙烯牌號較少，建廠以來生產(chǎn)過的牌號主要有PPH-T03、PPH-F03D、PPH-F03G、PPH-F08、V30G和Z30S，且都是技術(shù)成熟的牌號，MFR在2.5～30之間，隨著市場需求的不斷變化和煉油廠的持續(xù)擴建，聚丙烯銷售價格也持續(xù)走低，海南煉化聚丙烯裝置在市場競爭中的不利形勢也逐步顯現(xiàn)。2017年根據(jù)公司新的發(fā)展戰(zhàn)略要求，聚丙烯裝置要重點開發(fā)高MFR產(chǎn)品牌號，形成新的品牌優(yōu)勢，在激烈的烯烴市場競爭中搶占先機。
　　2017年聚丙烯裝置成功開發(fā)生產(chǎn)了Y38和MN65兩種牌號產(chǎn)品，MFR高達65g/10min，產(chǎn)品質(zhì)量贏得了客戶一致的好評。然而在2017年10月大檢修后，擠壓造粒機在轉(zhuǎn)產(chǎn)Y38牌號時總是出現(xiàn)墊刀的現(xiàn)象，導(dǎo)致造粒機無法正常生產(chǎn)而停車。即使重新開車生產(chǎn)以前技術(shù)成熟的牌號也偶爾會出現(xiàn)一些粘連料。裝置內(nèi)工藝和設(shè)備專業(yè)人員對此展開分析，探討擠壓造粒機出現(xiàn)這種現(xiàn)象的根源所在。
　　2、擠壓造粒機組簡介
　　海南煉化ZSK320擠壓造粒機主要由輔助電機、主電機、減速箱、筒體、節(jié)流閥、開車閥、模板和切粒機等部件組成。共同完成對聚丙烯切粒的效果。輔助電機在擠壓機主電機啟動前輔助啟動的作用，而主電機是擠壓機正常運行時的唯一驅(qū)動。減速箱把主電機的轉(zhuǎn)速降低傳遞給螺桿，共有兩個檔位，低速擋183rpm，高速擋222rpm。筒體內(nèi)有兩根同向轉(zhuǎn)動的螺桿，相互緊密嚙合。節(jié)流閥調(diào)節(jié)筒體螺桿擠出的溶體流量。開車閥有兩個方向一個切地，一個切向模板，在開車階段清理筒體物料時使用。模板是聚丙烯溶體到切粒機的最后一道關(guān)卡，聚丙烯溶體從模板上的小孔流出，形成長條形狀，切粒機切刀緊貼模板旋轉(zhuǎn)，對模板流出的溶體進行切粒。
　　3、擠出速率和溶體粘度的關(guān)系
　　熔融狀態(tài)下的聚丙烯在筒體的擠出過程共分為三個階段，分別為加料段、壓縮段和均化段。通常以均化段的生產(chǎn)率代表擠出機的生產(chǎn)率。塑料熔體通過筒體均化段的流動方程可用下式表達：
　　在生產(chǎn)負(fù)荷不變的情況下，擠壓機的壓力和物料的粘度成正比，粘度大的塑料，螺桿對它所產(chǎn)生的壓力高；粘度小時，壓力會降低。物料粘度主要取決于物料本身的分子量大小與其所處的溫度。在生產(chǎn)高MFR的聚丙烯產(chǎn)品時應(yīng)適當(dāng)降低溶體溫度以提高溶體壓力來維持一定的流量。
　　從表1中可以看出，在產(chǎn)品質(zhì)量流量和擠壓機結(jié)構(gòu)尺寸不變的情況下，筒體壓力隨著產(chǎn)品的熔融指數(shù)提高（粘度降低）而下降。
　　4、筒體溫度對樹脂的影響
　　聚丙烯粉料熔融狀態(tài)的流動性和溫度關(guān)系密切。ZSK320擠壓機筒體給聚丙烯粉料加熱通過筒體的加熱板來完成，冷卻由脈沖溫度調(diào)節(jié)閥控制常溫脫鹽水流量來調(diào)節(jié)。在生產(chǎn)負(fù)荷與節(jié)流閥開度不變的情況下，熔融的聚丙烯溫度隨產(chǎn)品MFR的提高而降低。這是因為低MFR牌號的溶體相對分子質(zhì)量大，粘度較高，擠壓機需要消耗一部分機械能轉(zhuǎn)化為溶體的熱能和壓力能。筒體溫度要根據(jù)產(chǎn)品的MFR大小來做相應(yīng)的調(diào)整。過低的溫度會造成網(wǎng)前壓力過高，不利于擠壓機的穩(wěn)定運行。過高的溫度會使產(chǎn)品發(fā)生降解。筒體溫度通常設(shè)定在210℃～250℃之間。依據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗，在生產(chǎn)MFR在2.5～8g/10min的產(chǎn)品時，我們設(shè)定筒體溫度在245℃左右，生產(chǎn)MFR在10～30g/10min的產(chǎn)品時，筒體溫度設(shè)定在230℃左右，這樣的溫度設(shè)置可以得到質(zhì)量較好的聚丙烯產(chǎn)品。
　　5、節(jié)流閥對溶體壓力的影響
　　節(jié)流閥安裝在擠壓機的換網(wǎng)器前如圖所示，用來控制擠壓機的背壓。在造粒機啟動前，必須先完成節(jié)流控制。最大節(jié)流位置為80°（位置“1”）。此位置的節(jié)流值一般為50%到70 %之間。
　　在以下情況下節(jié)流閥可以適當(dāng)關(guān)小節(jié)流：
　　1）生產(chǎn)高MFR聚丙烯（以便改進溫度的均勻性）。
　　2）生產(chǎn)過氧化物降解的聚丙烯（使溶料和過氧化物充分反應(yīng)）。
　　3）提高聚丙烯的質(zhì)量（膜層質(zhì)量）。
　　根據(jù)實際生產(chǎn)經(jīng)驗，當(dāng)物料MFR在3～20g/10min時節(jié)流閥開度設(shè)定在30°～35°之間為宜。在生產(chǎn)高熔融指數(shù)產(chǎn)品時，節(jié)流閥開度小于30°可能會出現(xiàn)不熔料。應(yīng)關(guān)小節(jié)流閥開度，適當(dāng)提高閥前壓力，增加物料在筒體中的停留時間，從而提高混煉程度。但是，節(jié)流閥開度不宜太小，因為樹脂混煉過度容易發(fā)生降解，表現(xiàn)出樹脂變色、冒煙、MFR上升以及力學(xué)性能下降。如圖1所示，節(jié)流閥開度在35～40°之間壓力變化開始敏感，進行調(diào)整時一定要緩慢。節(jié)流閥開度大于45°時，壓力上升明顯，不利于平穩(wěn)操作，在此區(qū)間調(diào)整要更加謹(jǐn)慎。
　　6、切粒水溫度對樹脂的影響
　　切粒水使用脫鹽水，適當(dāng)?shù)那辛Ｋ疁囟瓤蓛?yōu)化粒子形狀，當(dāng)熔融樹脂從模孔出來，被切成2～3mm長度的粒子，水室中切粒水完全覆蓋模板表面，粒子立即被冷卻。切粒水從模板和樹脂帶出的熱量與熱油和熔體帶給模板的熱量達到平衡。切粒水溫度過高樹脂切粒后冷卻不及時，易出現(xiàn)串料、粘料從而引發(fā)纏刀、灌腸等事故，切粒水溫度過低，使模板溫度低，會凍堵模孔，同時樹脂變脆切削時碎粒增多，切粒水典型操作溫度范圍為40～65℃。切粒水溫度與產(chǎn)品MFR有很大關(guān)系，生產(chǎn)不同牌號產(chǎn)品時，水溫也應(yīng)做相應(yīng)調(diào)整。
　　7、切粒機與模板對切粒效果的影響
　　切刀與模板的配合是影響聚丙烯顆粒外觀主要因素，對切粒效果起著至關(guān)重要的作用。包括模板的安裝垂直度、模板切粒區(qū)域的平面度、切粒刀盤的進退刀油壓、切粒刀安裝時平面度、切粒刀的硬度、切粒刀刀刃的鋒利程度、切粒機刀軸的全跳動等。

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