蘭州石化公司石油化工廠高密度聚乙烯裝置采用日本三井油化淤漿法乙烯聚合工藝。在生產(chǎn)過(guò)程中，HDPE裝置的滾筒回轉(zhuǎn)式烘干機(jī)基本是長(zhǎng)周期運(yùn)行，在后系統(tǒng)中的擠壓造粒工段，頻繁發(fā)生粉料計(jì)量秤計(jì)量盤的柵格被結(jié)片堵住引起擠壓機(jī)停車的現(xiàn)象。由于粉料來(lái)自干燥機(jī)出料端，因此導(dǎo)致Z - 405/2405停車的結(jié)片主要來(lái)自于干燥機(jī)系統(tǒng)。一方面，來(lái)自聚合系統(tǒng)、離心機(jī)系統(tǒng)的結(jié)片，最終從干燥機(jī)出料端排出；另一方面，粉料由于含濕量過(guò)高、盤管過(guò)熱等原因會(huì)在加熱盤管表面熔融結(jié)壁，粘結(jié)在盤管表面的結(jié)片會(huì)因多種原因從盤管上脫落，進(jìn)而從干燥機(jī)出料端排出，這些結(jié)片進(jìn)入后系統(tǒng)會(huì)造成很大的危害。
1、結(jié)片的大小、數(shù)量、頻度統(tǒng)計(jì)
    由于整個(gè)粉料系統(tǒng)的密封性，干燥機(jī)出料所含的結(jié)片的大小、數(shù)量、頻度只能通過(guò)從Z - 405/2405計(jì)量盤中清理出來(lái)的結(jié)片進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。
    結(jié)片的大小形狀不一，都帶有一定的弧度，重量多在10～100 g之間，結(jié)片的最長(zhǎng)方向尺寸在3~20 cm之間。結(jié)片一面光滑，顯土黃色，另一面粗糙，粘有約厚度為2～7 mm的粉料微粒。
    通過(guò)TM系統(tǒng)可查得2007年10月到2008年5月半年間的Z - 405/2045清理結(jié)片具體時(shí)間與次數(shù)。六個(gè)月內(nèi)共清理z-405、Z - 2405分別48次、35次，總共83次，平均每月清理13.8次。將測(cè)得數(shù)據(jù)以日期為橫坐標(biāo)，清理次數(shù)為縱坐標(biāo)，進(jìn)行繪圖，得圖2。由圖2可以觀察結(jié)片進(jìn)入Z - 405/2405的頻度和分布。從圖2可以看出：2007年11月份最為密集，共有27次；其它月份分布正常，無(wú)明顯密集，呈現(xiàn)隨機(jī)性分布；一般情況下，每一生產(chǎn)班次清理一次即可，結(jié)片頻繁出現(xiàn)時(shí)，一個(gè)生產(chǎn)班次多達(dá)4次。
2、結(jié)片對(duì)后系統(tǒng)的危害
    這里所說(shuō)的“后系統(tǒng)”主要是指干燥機(jī)以后的擠壓造粒工段，該工段的任務(wù)是將干燥好的粉料按比例與添加劑混合后進(jìn)行混煉后，由水下切粒機(jī)切粒。粉料中結(jié)片的出現(xiàn)，將在粉料計(jì)量秤Z - 405/2405處聚集，對(duì)整個(gè)后系統(tǒng)產(chǎn)生嚴(yán)重的影響。
    Z - 405/2405為扭矩式質(zhì)量流量計(jì)，又稱為科里奧利質(zhì)量流量計(jì)，其主要作用是控制進(jìn)入擠壓機(jī)的HDPE粉料與添加劑的比例和控制進(jìn)入控制擠壓機(jī)的粉料量，便于準(zhǔn)確調(diào)節(jié)擠壓機(jī)的生產(chǎn)負(fù)荷。
    當(dāng)粉料中的結(jié)片進(jìn)入計(jì)量秤之后，可以造成以下三種損害：(1)當(dāng)計(jì)量盤被結(jié)片部分堵住后，會(huì)導(dǎo)致粉料計(jì)量質(zhì)量偏低，這將導(dǎo)致添加劑所占比例升高，嚴(yán)重影響產(chǎn)品質(zhì)量；(2)由于計(jì)量秤計(jì)量盤被堵，粉料下料量小或中斷，引起擠壓機(jī)Z - 425/2425主電機(jī)電流小報(bào)警，Z - 425/2425被迫手動(dòng)停車；(3)將計(jì)量秤的計(jì)量盤堵住的結(jié)片突然沖出計(jì)量盤，導(dǎo)致下料量突然增加，主電機(jī)電流瞬時(shí)值過(guò)高，擠壓機(jī)Z - 425/2425聯(lián)鎖自動(dòng)停車。
3、干燥機(jī)出料含結(jié)片的原因分析
    引起干燥機(jī)含有結(jié)片的原因是多方面的，既有工藝方面的原因，又有機(jī)械、設(shè)備方面的原因，還有人為的操作原因，以下主要從引起干燥機(jī)出料含結(jié)片的三個(gè)主要方面進(jìn)行分析。
3.1  來(lái)自聚合系統(tǒng)的因素
    聚合系統(tǒng)在一些意外情況下，也會(huì)產(chǎn)生結(jié)片、結(jié)塊。當(dāng)原料乙烯帶液處理不當(dāng)時(shí)，聚合釜內(nèi)淤漿濃度過(guò)高時(shí)，聚合釜內(nèi)催化劑濃度過(guò)高時(shí)，都有可能產(chǎn)生塑化物結(jié)片。這些結(jié)片在經(jīng)過(guò)各個(gè)工序，最終到達(dá)干燥機(jī)，從干燥機(jī)出料端排出。
3.2離心機(jī)的因素
    高密度裝置采用的是沉降式離心機(jī)，從離心機(jī)固相端分理出濕餅料，一般要求濕含量在250/0一30%(∞)。濕餅濕含量主要有離心機(jī)的分離因素、溢流堰的高度，物料性質(zhì)等因素決定。當(dāng)漿液密度有較大變化，或者離心機(jī)進(jìn)料速度過(guò)大，或者溢流堰的高度過(guò)高，都會(huì)引起濕餅濕含量過(guò)高。當(dāng)離心機(jī)下料濕含量過(guò)高時(shí)，粉料顆粒容易團(tuán)聚，干燥機(jī)干燥負(fù)擔(dān)增加，為保證干燥效果，將加熱蒸汽溫度調(diào)高，也會(huì)引起粘壁結(jié)片。
    此外，離心機(jī)系統(tǒng)在進(jìn)料速度過(guò)大，或者離心機(jī)常周期運(yùn)行后內(nèi)外轉(zhuǎn)鼓平衡失調(diào)時(shí)，或者離心機(jī)軸承間隙變化時(shí)，離心機(jī)內(nèi)外轉(zhuǎn)鼓間隙變化，表現(xiàn)出扭矩過(guò)高，離心機(jī)本身也會(huì)產(chǎn)生塑化物結(jié)片。這些結(jié)片隨粉料進(jìn)入干燥機(jī)，也從干燥機(jī)出料端排出。
3.3干燥機(jī)本身的因素
    干燥機(jī)也是結(jié)片產(chǎn)生的主要的場(chǎng)所，一方面是干燥機(jī)自身的結(jié)構(gòu)問(wèn)題，另一方面與實(shí)際運(yùn)行操作中諸多因素相關(guān)。
    干燥機(jī)M - 302在2005年進(jìn)行過(guò)設(shè)備更新改造，用以加熱的第三圈蒸汽盤管均密封一端，蒸汽在管道內(nèi)流動(dòng)性不強(qiáng)，其結(jié)果是換熱效果差，蒸汽管存在局部過(guò)熱，使粉料熔融粘壁，引起結(jié)片。另外，管線間的間隙和弧面起伏、以及用以蒸汽管定位的隔板是結(jié)片產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)原因所在，這是新老都存在結(jié)片的原因，干燥機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖3所示。
    當(dāng)干燥機(jī)蒸汽管線已經(jīng)嚴(yán)重被塑化物結(jié)片包裹之后，會(huì)導(dǎo)致傳熱效率降低，因?yàn)镠DPE樹脂的傳熱系數(shù)遠(yuǎn)小于特種鋼。熱效率降低以后，進(jìn)而導(dǎo)致干燥機(jī)下料揮發(fā)份超標(biāo)，為解決這個(gè)問(wèn)題，只好提高加熱蒸汽溫度，加熱溫度升高后則導(dǎo)致塑化結(jié)片現(xiàn)象更為嚴(yán)重，形成惡性循環(huán)。這一點(diǎn)新、老線對(duì)比十分明顯，TIA - 322實(shí)際運(yùn)行值已經(jīng)為112.7℃，而TIA - 2322實(shí)際運(yùn)行值為104.3 ℃。這也是新線出現(xiàn)的塑化物結(jié)片，稍微比老線少的原因之一。
    再者，干燥機(jī)的實(shí)際操作參數(shù)，如干燥機(jī)轉(zhuǎn)速和干燥氣風(fēng)量，也直接影響粉料在干燥機(jī)內(nèi)的停留時(shí)間和干燥效果。還有，如果在干燥機(jī)運(yùn)行期間有違反操作規(guī)程的情況的發(fā)生的話，會(huì)加劇結(jié)片的產(chǎn)生，而且由于化工生產(chǎn)的連續(xù)性和結(jié)片導(dǎo)致的惡性循環(huán)，導(dǎo)致的問(wèn)題會(huì)逐漸積累嚴(yán)重。
4、解決對(duì)策
    通過(guò)對(duì)干燥機(jī)出料含結(jié)片的原因的分析可知，要想解決結(jié)片問(wèn)題對(duì)擠壓造粒的影響，主要要從兩個(gè)方面著手：一是精心操作，控制所有相關(guān)參數(shù)在正常范圍，以減少結(jié)片的產(chǎn)生；二是進(jìn)行改造，增加篩分工序，在粉料進(jìn)入造粒工序之前，將結(jié)片從粉料中去除。
4.1預(yù)防和減少結(jié)片的措施
4.1.1聚合系統(tǒng)應(yīng)采取的措施
    (1)保證原料乙烯溫度；
    (2)控制釜內(nèi)漿液濃度；
    (3)控制釜內(nèi)催化劑濃度；
    (4)精心操作，確保工藝參數(shù)穩(wěn)定。
4.1.2離心機(jī)系統(tǒng)應(yīng)采取的措施
    (1)調(diào)整溢流堰高度，確保下料穩(wěn)定；
    (2)在調(diào)整離心機(jī)進(jìn)料時(shí)，緩慢逐步調(diào)整；
    (3)認(rèn)真巡檢，確保離心機(jī)平穩(wěn)運(yùn)行。
4.1.3干燥機(jī)系統(tǒng)應(yīng)采取的措施
    (1)控制干燥系統(tǒng)的氮?dú)饴饵c(diǎn)溫度和風(fēng)量在合適范圍。
    干燥系統(tǒng)的氮?dú)饴饵c(diǎn)溫度和風(fēng)量影響著干燥效果和下料速度，控制干燥系統(tǒng)露點(diǎn)溫度主要條件：循環(huán)水、鹽冷水換熱器換熱面積、循環(huán)水、鹽冷水的溫度，循環(huán)水正常溫度27℃以下，鹽冷水-10℃以下。干燥系統(tǒng)的露點(diǎn)溫度在30℃以下。
    干燥系統(tǒng)的風(fēng)量控制對(duì)干燥系統(tǒng)長(zhǎng)周期運(yùn)行有很大影響。風(fēng)量過(guò)低，不易將蒸發(fā)的己烷帶走，過(guò)大又容易造成霧沫夾帶，造成換熱器、除霧器的堵塞，影響換熱效果。循環(huán)氣的循環(huán)量應(yīng)當(dāng)在儀表顯示確認(rèn)準(zhǔn)確、無(wú)誤的情況下，控制在設(shè)計(jì)指標(biāo)內(nèi)。
    (2)嚴(yán)格控制干燥系統(tǒng)溫度和壓力
    干燥機(jī)加熱蒸汽管線內(nèi)蒸汽的溫度，直接影響干燥效率，但同時(shí)與結(jié)片產(chǎn)生緊密相關(guān)。在干燥機(jī)下料揮發(fā)份超標(biāo)時(shí)，盡量通過(guò)其他手段來(lái)調(diào)節(jié)，以避免上調(diào)溫度引起更為嚴(yán)重的結(jié)片。干燥系統(tǒng)壓力的高低，對(duì)聚乙烯粉末中已烷蒸發(fā)速率有著很大影響，壓力高容易造成己烷蒸發(fā)速率降低，影響粉末濕含量。因此分離干燥的壓力要嚴(yán)格控制在工藝要求指標(biāo)內(nèi)。
    (3)合理控制干燥機(jī)烘干機(jī)轉(zhuǎn)速
    干燥機(jī)的轉(zhuǎn)速快慢，也會(huì)影響分離干燥系統(tǒng)的開(kāi)車穩(wěn)定和聚乙烯粉末的濕含量，轉(zhuǎn)速應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)負(fù)荷及時(shí)的作調(diào)整。
    (4)定期檢修干燥機(jī)，清理干燥及內(nèi)部結(jié)片
    當(dāng)干燥機(jī)內(nèi)部出現(xiàn)嚴(yán)重結(jié)片時(shí)，如條件允許可停車進(jìn)行清理。清理應(yīng)該徹底進(jìn)行，不可只進(jìn)行部分清理，否則因?yàn)橥＼嚭鬁囟认陆抵镰h(huán)境溫度，再次開(kāi)車時(shí)溫度有升至100℃，過(guò)程會(huì)加速結(jié)片的脫落，導(dǎo)致結(jié)片出現(xiàn)特別頻繁。
    (5)對(duì)干燥機(jī)進(jìn)行改造，改進(jìn)內(nèi)部盤管
    在裝置進(jìn)行檢修時(shí)，針對(duì)干燥機(jī)存在的問(wèn)題，對(duì)干燥機(jī)進(jìn)行改造，改進(jìn)內(nèi)部盤管聯(lián)接方式，以增加蒸汽流動(dòng)性，提高換熱效果，從根源上解決干燥機(jī)蒸汽盤管上的結(jié)片粘壁問(wèn)題。
4.2增加旋振篩分離結(jié)片
    由結(jié)片造成的損失：(1)擠壓機(jī)每次停開(kāi)車產(chǎn)生200~300 kg的餅料，并且還有粒型不合格的過(guò)渡料產(chǎn)生；(2)每次清秤和擠壓機(jī)停開(kāi)車，耗時(shí)約40 nun，消耗人力4人以上；(3)擠壓機(jī)頻繁的停開(kāi)車，對(duì)擠壓機(jī)設(shè)備壽命產(chǎn)生較大影響；(4)擠壓機(jī)屬于超大型機(jī)組，停開(kāi)車對(duì)供電網(wǎng)絡(luò)沖擊巨大。因此，由擠壓機(jī)停車造成的經(jīng)濟(jì)損失是巨大的，包括產(chǎn)品損失、生產(chǎn)停頓、設(shè)備折舊、耗費(fèi)人工等。
    旋振篩是一種特殊型、高精度細(xì)粒篩分機(jī)械。特別適用于細(xì)粒、微粉的分級(jí)、除塊處理，旋振篩可用于干式、濕式及多種幾何狀顆粒的篩分作業(yè)。旋振篩可安裝多層篩面，篩面及篩框可用各種材料和工藝的網(wǎng)孔板等。可附加防堵塞、促使顆粒成層的多種措施。旋振篩為全封閉結(jié)構(gòu)，無(wú)粉塵溢散‘4]。旋振篩具有篩分效率高、體積小、重量輕、生產(chǎn)能力大，安裝簡(jiǎn)單、維修方便，便于工藝布置、全封閉結(jié)構(gòu)無(wú)粉塵污染、穩(wěn)定性高、可連續(xù)化生產(chǎn)等一系列優(yōu)點(diǎn)。因此，增加旋振篩分離結(jié)片是可行的，并且可以有效解決結(jié)片造成的危害。經(jīng)濟(jì)效益方面，增加旋振篩的改造成本和運(yùn)行成本是遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于結(jié)片所造成的損失的。
5、結(jié)論
    (1)干燥機(jī)出料含有結(jié)片的主要原因是：來(lái)自聚合系統(tǒng)的結(jié)片、來(lái)自離心機(jī)系統(tǒng)的結(jié)片、因干燥機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)因素和實(shí)際操作控制因素造成的干燥機(jī)自身的結(jié)片等。
    (2)通過(guò)嚴(yán)格控制聚合系統(tǒng)、離心機(jī)系統(tǒng)、干燥系統(tǒng)各工藝參數(shù)，精心操作，對(duì)干燥機(jī)進(jìn)行技術(shù)改造，以減少結(jié)片的產(chǎn)生，但不能從根本上杜絕結(jié)片的產(chǎn)生。
    (3)在粉料計(jì)量秤前增加旋振篩，用以除去結(jié)片是可行的，并且可以有效解決結(jié)片造成的危害，保證擠壓造粒系統(tǒng)的平穩(wěn)運(yùn)行。
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