氯化聚乙烯專用樹脂的質(zhì)量改進與擴大生產(chǎn)

1、氯化聚乙烯專用樹脂的質(zhì)量改良與擴大生產(chǎn) 氯化聚乙烯專用樹脂的質(zhì)量改良與擴大生產(chǎn) 摘 要大慶石化氯化聚乙烯根底樹脂粉QL505P在低壓裝置進行成功試生產(chǎn)并得到用戶認(rèn)可，對公司改善產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整及創(chuàng)造經(jīng)濟效益等方面都做出較大奉獻。但隨著QL505P產(chǎn)量的不斷擴大，用戶在使用過程中也出現(xiàn)了一些質(zhì)量問題。通過一系列研究工作的開展，使上述問題得到圓滿的解決，對提高大慶石化公司氯化聚乙烯專用樹脂產(chǎn)品品質(zhì)、順利實現(xiàn)工業(yè)擴大穩(wěn)定生產(chǎn)具有重要意義。 關(guān)鍵詞氯化聚乙烯 樹脂 粉料 質(zhì)量改良 擴大生產(chǎn) 中圖分類號：G352.4 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-914X27-0374-01 中國石油天然氣股份大慶石

2、化分公司塑料廠240 kt/a低壓高密度聚乙烯裝置采用日本三井淤漿法生產(chǎn)工藝，以乙烯為原料，丙烯為共聚單體，氫氣為相對分子質(zhì)量調(diào)節(jié)劑，生產(chǎn)HDPE樹脂。采用鈦系催化劑，按離子聚合機理，生產(chǎn)粉末狀HDPE樹脂。裝置由原料精制、聚合、脫氣、混煉造粒、回收、成品包裝等工段組成。目前裝置占有市場份額較大的專用料產(chǎn)品為氯化聚乙烯根底樹脂粉QL505P，年產(chǎn)量占裝置產(chǎn)量的19.8%以上。 通過一系列研究工作的開展，使上述問題得到了圓滿的解決。對提高大慶石化公司氯化聚乙烯專用根底樹脂產(chǎn)品品質(zhì)、順利實現(xiàn)工業(yè)擴大化穩(wěn)定生產(chǎn)具有重要意義。 1 研究內(nèi)容 、優(yōu)化工藝生產(chǎn)方案，調(diào)整聚合反響溫度、壓力及母液返回率等關(guān)鍵

3、工藝控制參數(shù)，防止產(chǎn)品在聚合反響過程中出現(xiàn)顆粒破碎、不均勻問題。 、對催化劑進行優(yōu)化選擇，選用新型高性能催化劑，同時調(diào)控反響器漿液濃度，解決粉料篩分不合理、載氯困難和氯化壓力高等難題。 、對QL505P樹脂質(zhì)量控制指標(biāo)進行修訂、改良，通過精細(xì)調(diào)控，嚴(yán)控質(zhì)量指標(biāo)，確保出廠產(chǎn)品性能優(yōu)良，使批次間產(chǎn)品質(zhì)量波動降到最低。 2 原因分析 從CPE生產(chǎn)原理方面剖析，生產(chǎn)氯化聚乙烯時，載氯反響共分為三個階段。我公司生產(chǎn)的QL505P樹脂粉料在進行載氯反響時，前兩個階段可以順利進行，反響壓力等參數(shù)一切正常，但進行到第三段反響時，反響壓力偏高，反響時間較長、載氯量低。另外，反響后進行堿洗時，堿用量增加，CPE產(chǎn)

4、品白度低、發(fā)黃。 從具體情況來看，前兩段反響壓力正常而第三段反響壓力高，主要是前兩段將QL505P聚合物中粉末粒徑均勻、粗細(xì)適中的粉末先行反響掉，而進入第三段反響后，剩余的大顆粒及細(xì)粉難于參與反響，在不斷通氯氣的情況下，反響壓力逐漸提高，待反響壓力到達(dá)臨界值，氯氣才加載到粒徑較大的粉末顆粒中，所以造成此種現(xiàn)象的直接原因為顆粒粒徑分布不好，粗、細(xì)組分含量較多。而廠家反映的堿洗過程中用堿量大及產(chǎn)品白度低的問題也是由于物料中粗、細(xì)組分較多，在反響時，氯氣進入到大顆粒中載氯，剩余在大顆粒中的氯氣與水形成酸，不易中和，所以造成堿用量大。而堿用量大導(dǎo)致枯燥時間延長，最終使產(chǎn)品發(fā)黃。 由上述分析可以看出，C

5、PE生產(chǎn)廠家反映的上述質(zhì)量問題，主要問題還是產(chǎn)品粒徑分布不均勻，粗細(xì)粉組分含量過高所致。同時，由于QL505P的生產(chǎn)處于研發(fā)前期，對該產(chǎn)品相關(guān)物性參數(shù)的調(diào)控還需要進一步完善和改良。另外，關(guān)于產(chǎn)品中存在的片狀料問題，主要是在離心機的內(nèi)外轉(zhuǎn)鼓之間研磨產(chǎn)生。 3 解決方案 3.1 催化劑的改良 由于高密度聚乙烯粉料的形態(tài)是催化劑形態(tài)的復(fù)制和放大，聚合物的篩分和催化劑有著密不可分的關(guān)系。為此，我們打算先從催化劑著手，在以往生產(chǎn)中我們采用的催化劑為第二代干粉型高效催化劑。干粉催化劑生產(chǎn)的最后一道工序為枯燥，是將含有己烷的催化劑漿液枯燥成粉末狀再裝桶出廠銷售。這樣，在高溫枯燥的過程中，勢必會對催化劑的顆粒

6、形態(tài)造成破壞，一局部催化劑顆粒破碎形成了催化劑細(xì)粉，同時，一局部催化劑粉末也易團聚生成較大的催化劑顆粒。因此，干粉催化劑生產(chǎn)的氯化聚乙烯產(chǎn)品的粗、細(xì)組分必定較多且分布不均勻。通過與催化劑廠家的技術(shù)人員進行交流后確定，選擇新型漿液高效催化劑進行QL505P的生產(chǎn)。而且，要求催化劑廠家對漿液催化劑的生產(chǎn)工藝和原料進行了優(yōu)化和調(diào)整改良，同時又免去了枯燥環(huán)節(jié)，可以防止催化劑顆粒在枯燥過程中出現(xiàn)破碎的情況。利用漿液催化劑生產(chǎn)的CPE產(chǎn)品具有更加均勻的粒徑分布且對粗、細(xì)組分含量又得到了有效的控制。 3.2 生產(chǎn)條件的優(yōu)化 為了防止在聚合生產(chǎn)過程中產(chǎn)生破碎從而導(dǎo)致顆粒形態(tài)的破壞，在生產(chǎn)此產(chǎn)品時，我們采取了如

7、下工藝改良措施。 、在配制催化劑時，對催化劑進行預(yù)絡(luò)合。這樣做可以有效的控制顆粒的形態(tài)，防止聚乙烯顆粒破碎。同時，對催化劑進行預(yù)絡(luò)合也可以顯著提高粉末的堆積密度。 、將聚合反響溫度控制在82-83，并降低漿液濃度至280-320 g/L，以防止過高的反響溫度和漿液濃度使聚合反響生成的聚乙烯顆粒破碎和降低細(xì)粉的生成比率。 、在保證漿液濃度的前提下提高精己烷的參加量，降低母液返回率，以減少細(xì)粉的生產(chǎn)和低聚物對產(chǎn)品質(zhì)量的影響。 通過上述措施的實施，保證了聚合反響過程的平穩(wěn)性，降低了催化劑在聚合過程中發(fā)生破碎的幾率，從而有效降低了QL505P樹脂粉中粗細(xì)粉的含量。 3.3 對QL505P產(chǎn)品物性指標(biāo)控

8、制的改良 對現(xiàn)有QL505P樹脂質(zhì)量指標(biāo)進行修訂、改良。一方面對溶體流動速率范圍進行了縮小，通過精細(xì)控制來提高產(chǎn)品性能的穩(wěn)定性；另一方面，在技術(shù)指標(biāo)中增加了篩分?jǐn)?shù)據(jù)中對粗、細(xì)組分最大含量的控制要求，嚴(yán)把數(shù)據(jù)關(guān)，以實現(xiàn)降低產(chǎn)品批次間質(zhì)量波動、提高出廠產(chǎn)品性能穩(wěn)定性的目的。 3.4 QL505P產(chǎn)品中的片狀料 關(guān)于產(chǎn)品中存在的片狀料問題，由于離心機的轉(zhuǎn)鼓間隙不可調(diào)整，后經(jīng)認(rèn)真研究討論，采取了在粉料包裝機餾出口增加過濾片料的篩網(wǎng)并經(jīng)過實踐不斷改良其目數(shù)和外形尺寸等規(guī)格，使得包裝出廠的產(chǎn)品中存有片狀料的問題得以解決。 4 應(yīng)用情況 采用上述措施后生產(chǎn)的QL505P產(chǎn)品于2021年8月分別在威海金泓高分子和濰坊鑫達(dá)化工進行了后加工應(yīng)用實驗。產(chǎn)品加工過程順利，氯化聚乙烯質(zhì)量滿足要求。實驗結(jié)果說明，改良后的QL505P載氯時間、反響壓力、用堿量及白度等各項產(chǎn)品性能指標(biāo)均有所改良，并且各項參數(shù)與韓國同類的進口料產(chǎn)品相當(dāng)，解決了廠家前期所反映的各項產(chǎn)品質(zhì)量問題，同時，為下游用戶降低了生產(chǎn)本錢。 5、總結(jié) 通過優(yōu)化改良措施的實施，使大慶石化QL505P產(chǎn)品得到順利工業(yè)擴大生產(chǎn)，圓滿解決了C