蒲城王飞虎:氢调法生产超高融指聚丙烯经验分享

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楼主 2018-06-19 02:42:54
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龍 檏 聚 烯

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烯旺之星王飞虎  聚丙烯  环管工艺

共2251字  |  建议阅读时间 6 分钟


王飞虎,性格开朗、乐于交往,喜欢分享。爱好书法和钻研,能迎难而上,解决棘手问题。爱啃硬骨头,喜欢有挑战性的工作。2011 年毕业于西安石油大学化学工程与工艺专业,毕业后就业于中国石化镇海炼化分公司。2014 年9 月份,参与蒲城清洁能源化工有限责任公司聚丙烯装置开车,至今担任技术主管一职。

王飞虎座右铭:不鸣则已,鸣则一鸣惊人。

王飞虎正在参加第二届 “烯旺之星” 聚烯烃技能评选活动。王飞虎本次带来的参赛作品为:《氢调法生产超高融指聚丙烯经验分享》。

作品简介

采用德国Basell 公司的Spheripol 工艺,通过氢调法生产超高融指薄壁注塑产品HP648U,其熔融指数达到了90g/10min。总结了装置在生产过程中的一些主要问题和操作要点,并通过产品质量分析提供了改良方向。分享了装置在氢调法生产超过融指产品时容易出现的问题和注意事项。


王飞虎周边的朋友同事们经常用这句话来形容他,“但使龙城飞虎在,不教胡马渡阴山”。如果您认为王飞虎在聚烯烃专业上的钻研,并支持他的聚烯之梦,请您广泛召集朋友们,为大家喜欢的王飞虎选手投票啦!

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第二届 “烯旺之星”聚烯烃技能评选活动投票链接如下:

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氢调法生产超高融指聚丙烯经验分享

王飞虎

(蒲城清洁能源化工有限责任公司,陕西蒲城715000)


摘要:针对超高融指注塑产品HP648U 的生产背景和生产过程进行了总结,对于生产过程中出现的问题和应该注意的要点进行了总结,同时对产品的性能进行了分析和优化。以便同类装置在日后生产中可以借鉴。特别是容易造成装置停车及产品质量问题的相关要点给出了重要意见和建议。


关键词:超高融指  注塑产品  产品质量  总结


聚丙烯(PP)是一种性能优良的热塑性树脂,本身具有机械强度好,易加工成型,重量轻,成本低等特点。在注塑、挤管、吹膜、涂覆、喷丝、改性工程塑料等方面都有广泛的应用。特别是近年来,随着我国包装、电子、汽车等工业的快速发展,聚丙烯的用量更是蒸蒸日上。科技的发展,也对材料的性能提出了更高的要求。高端聚丙烯的消费量日趋上涨。本文主要分享单环管氢调法生产超高融指聚丙烯的操作经验,仅供大家参考。

蒲城聚丙烯工艺简介


蒲城清洁能源化工有限责任公司聚丙烯装置采用德国Basell 公司的Spheripol 工艺,是Basell 公司新一代环管工艺的改进,单环管设计能力400kt/a,是目前全亚洲单线能力最大的Spheripol 工艺技术。装置于2014 年12 月建成并投产,总占地约36400m2 。装置由催化剂制备、储存及计量,预聚合和本体聚合,聚合物脱气和丙烯回收,气相共聚,聚合物汽蒸、干燥,工艺辅助设施,原料精制,挤压造粒,掺混风送共九个单元组成。可生产牌号158 种,包括均聚、无规共聚、抗冲共聚。具有较强的市场竞争力。

薄壁注塑产品的开发背景

我公司聚丙烯装置自2014 年底投产以来,以生产通用料为主,没有进行过高端牌号的尝试。针对我公司聚丙烯装置的设计特点,高温高压操作(设计操作压力4.5Mpa,操作温度73℃),为了进一步发挥装置的潜能、丰富我公司的产品线、提高我公司聚丙烯产品的知

名度,于2017 年10 月份,通过氢调法试生产了超高融指薄壁注塑产品HP648U。

薄壁注塑产品的生产过程

3.1、生产原料

原料丙烯质量(见表1)

3.2、生产过程


2017 年10 月10 日, 10:00 开始由HP552R ( 融指28g/10min)转产HP648U ( 融指90g/10min)。采用分步加氢的方法进行切换,氢气在线监测仪由3200ppm 调整至6500ppm。16:00 粒料融指合格,切至合格料仓。生产期间装置主要控制指标(见表4):

表4 主要控制指标


2017 年10 月12 日1:00 生产结束。累计生产总量约1600 吨。

3.3、生产期间工况主要变化如下:

3.3.1、催化剂活性较生产HP550J(融指3.0g/10min)时提高大约15%。

3.3.2、水/有机物分离器S503 排油阀处于常开状态,D504 排油量明显增加,较生产HP550J 时增加200%。

3.3.3、丙烯冷却器E301 液位明显降低,在相同负荷下,液位较生产HP550J 大约低50%。

3.3.4、挤压机切料难度增加,切料机刀压和转速都提高较多,较生产HP550J 大约提高20%。


薄壁注塑产品的产品性能


4.1、HP648U 产品质量(见表5)


4.2、第三方检测结果


经第三方美利肯化学中国区技术服务检测,与市场上商业化的产品A对比,得出以下结论:

HP648U的熔融指数较高;

HP648U的雾度略高于对比树脂,光泽度略低;

HP648U的刚性和热变形温度优于对比树脂;

HP648U的冲击强度和对比树脂差不多;

HP648U的收缩率较小;

HP648U的黄度指数略小于对比树脂。

总体上,HP648U的刚性和热变形温度较优,其他性能与市场上的产品差不多。


4.3、下游客户使用情况反馈


该产品堆出后,我们的销售人员对下游客户的使用情况进行了跟踪,其反映的情况如下:

产品优势。HP648U加工性能较好,生产过程中流速高,产品易于成型,单位时间内出产品的个数效率相对较高,并且成品透明性较好。

产品劣势。对标目前同类型标杆产品A,相对韧度不够,打出产品较脆,同等条件做强度测试产品会裂开。

强度测试中,其破损程度见图1~图4:

图1.

图2.

图3.

图4.

由图1~图4可见,在做该强度试验时,标杆产品A无开裂现象,而HP648U产品则在不同位置均出现不同程度的开裂、断裂。说明韧性较标杆产品偏差。

薄壁注塑产品的分析及性能优化

根据产品的性能报告及下游客户使用情况的反馈,该产品出现这种现象的主要原因是:产品融指太高、等规度太高,从而影响了产品的韧性,对于刚韧平衡做的不够好。针对该缺点,我们对该产品的生产主要做了如下优化:

1、进口催化剂成本较高,将催化剂调整为国产高效HR催化剂;

2、产品融指高于市场通用产品,将融指调整到正常范围即70g/10min。来增加产品韧性。

3、产品等规度高于通用产品,通过调整T/D比,略微降低该产品等规度,以便进一步增强产品韧性。

薄壁注塑生产的经验分享

6.1、在转产期间,要密切关注环管中氢气浓度的增长速度,注意环管反应器温度的变化,谨防环管飞温。如果环管反应器主控温度增长速度超过1℃每分钟,应立即停止增加氢气浓度或者可以减小环管中氢气浓度,确保反应器温度稳定。停止或者减小氢气浓度增加,只影响催化剂的活性,对其他不会造成影响。


6.2、转产过程中,要严格控制氢气的加入量,防止氢气加入量过大,造成产品融指过高。产品韧性会下降。如果挤压机没有及时调整或者调整不过来的话,就会造成挤压机跳车。在高融指情况下,挤压机开车难度较大。


6.3、合理控制产品等规度。防止因产品等规度过高,造成产品刚性太好而韧性下降,造成刚韧平衡的破坏。


6.4、由于融指较高,要注意大闪线和小闪线的温度控制,在条件允许情况下,大闪线温度控制低于80℃,小闪线温度控制低于70℃。防止物料在大小闪线中拉丝,造成下游系统堵塞。


6.5、密切监控环管出料系统以后各个设备的下料情况,间歇性活动各个出料阀,同时增大大闪线出口脱活剂加入量,防止下游出料阀门堵塞,造成出料困难。


6.6、密切关注丙烯冷却器E301液位,防止因E301液位低丙烯循环泵P302跳停,造成高压系统紊乱。由于氢气加入量较大,系统中不凝气含量急剧增加,应及时开打E301顶部去尾气的排放量,以便保证E301液位的正常运行。


6.7、注意排放气压缩机PK501的运行情况。当氢气加入量变大时,反应生产的低聚类物质较多,在PK501压缩和冷却后,会大量的有机物在S503中积聚。S503顶部排油阀会处于常开状态,如果设计排油能力较小,则有可能将部分有机物通过排水阀排放至烃分离罐,最终排入污水池,造成污水中油含量超标,造成环保事件。


6.8、及时调整挤压机相关参数。特别是过渡期间,要及时调整挤压机参数,防止因融指变化,挤压机调整不及时造成挤压机垫刀或者缠刀,最终导致挤压机停车。在高融指生产期间,应适当调低筒体温度、模板温度,同时增大进刀压力、提高切刀转速。如何条件运行,尽量保持高负荷生产,可以减小挤压机的运行难度。

结束语

聚丙烯作为主要的通用塑料,用途很广,再加上聚丙烯生产成本较低,特别是近几年来随着科技的发展,高端产品的需求量日益增大,如果可以在氢调法情况下生产超高融指的聚丙烯注塑产品,将会大大促进我国聚丙烯行业的发展,促进新型材料的发展。

作者:王飞虎,由“龍檏聚烯”出品



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