影响高压聚乙烯产品质量的因素和应对策略

2018-12-06李丹

商品与质量 2018年34期

李丹

中天合创能源有限责任公司化工分公司内蒙古自治区鄂尔多斯 017399

1 影响高压聚乙烯产品质量的主要因素

1.1 原料条件

（1）原料界区条件。原料的进料温度和压力不仅对反应进料量有很大的影响，还对产品熔体的流动指数造成很大的影响，这会对产品质量有非常大的影响。由于当前乙烯制造技术的限制，在当前的乙烯产品中会混有氮气、甲烷、乙烷、二氧化碳，这些气体虽然不直接参加反应，但会导致乙烯的分压下降，这会直接降低聚乙烯产品的分子量。

（2）原料杂质。有些杂质甚至会直接参加反应，如乙炔、一氧化碳等，它们会直接影响到产品的质量，使产品的MI降低，甚至降低聚乙烯产品的抗氧化能力和介电性能。在聚乙烯生产中的聚合工艺参数，如反应压力、反应温度、引发剂浓度、丙醛浓度等，都会对聚乙烯生产质量产生很大的影响。如果操作人员在生产过程中，操作不得当，很容易造成工艺参数波动较大，这会对高压聚乙烯生产造成很大的影响，如丙烯的注入量控制不稳定，就会对聚乙烯的分子质量产生很大的影响。

1.2 操作条件

（1）熔融指数。在聚合反应中通过调节剂控制熔融指数。。弱调节剂促使链增长的能力主要依靠反应温度，改变用量只对MFI有很小的影响，即在使用弱调整剂时如要改变MFI，则必须改变反应温度，但改变温度会改变密度，为了做出相同的密度就又不得调整压力，峰值温度及调整剂流量，控制转化率。

（2）粒料掺混时间。在聚乙烯的生产过程中，产品的质量是波动的，为了稳定产品质量，我们会对产品进行掺混，虽然掺混时间越长，产品的质量也就越均匀，但时间过长，就会造成颗粒在管线中的磨损现象增加，这会造成大量的碎屑浪费，并能加掺混的能耗。

1.3 设备条件

（1）反应器粘壁。在管式高压聚乙烯的生产过程中发生反应器粘壁的主要原因是：聚合物的分子量越大，其黏度也越大，流动性能就越差，容易黏附到反应器壁上，从而造成反应器粘壁现象。粘壁的聚合物长期停留在反应器壁上回发生交联、氧化反应，进而影响产品的质量。如产品出现“鱼眼”、“色粒”、凝胶等现象。

（2）高压循环气冷却器粘壁。再生产过程中，来自高压分离器未反应的未反应的乙烯气经冷却、分离再循环进入二次压缩机入口使用。由于气体中夹带少量的额低聚物，经第三段冷却后低聚物冷凝在管壁上，从而换热器换热效果不好，高循出口温度升高。这样导致进入二次压缩机的乙烯温度升高，压缩机的排气量下降，反应器内乙烯分压下降，反应温度明显降低，产出低MI的产品和超高分子量的物质使产品吹膜鱼眼增加或断泡。

（3）丙烯注入量不稳定。丙烯泵入口过滤器堵塞，泵冲程与转速匹配不合适，丙烯罐压力波动大，膜片破裂，泵夹带气体等原因造成丙烯注入量不稳定，而使产品熔融指数波动大生产出不合格质量的产品。

2 高压聚乙烯生产的质量控制措施

2.1 优化工艺指标，确保统一操作

聚合工艺参数是决定产品质量的关键，从影响质量的几个因素来看，产品质量主要由反应温度、反应压力、过氧化物和分子量调节剂来控制的，而过氧化物又直接影响反应温度，分子量调节剂通过控制挤压机模头压力来达到控制产品的熔融指数，因此控制产品质量的主要工艺因素是过氧化物和分子量调节剂。

2.2 合理的粒料掺混时间，确保产品质量均一

生产中应该根据旋转阀的输送能力以及批量的大小来调整掺混时间。批量大，产品熔融指数分布宽，掺混时间久就长，反之若指数分布窄则掺混时间就短。检验有代表性的样品，其结果与计算的平均熔融指数值接近，说明掺混达到预期效果，则可以停止掺混；若没有达到则继续掺混。

2.3 反应器粘壁处理

在生产过程中，通常采取保持一定的链转移速率，阻止高相对分子质量聚合物的形成等进行措施来预防粘壁的发生。开车之前控制好公用水温度，防止乙烯在高温静止状态下发生聚合。同时有气体流化及冲刷的消失，聚合产物极易结垢，下次开车时，会在热水升温过程中或其他热作用下增加粘壁的程度，所以装置停车时，及时降温降压。在生产过程中及时根据的负荷的变化对反应夹套水进行升温操作来对反应器进行除垢。因此反应器粘壁的处理方法一般有；升高夹套水温度对反应器除垢、调整脉冲阀的参数、生产高熔体流动指数产品等。

2.4 高压循环气冷却器粘壁处理

在生产过程中，循环乙烯中的蜡或夹带的聚合产物，会在冷却器冷却作用下聚合物沉积在列管管壁上，降低了导热能力。通常采取在线升高两组换热器冷却水温度的方法进行除垢，来补偿冷却能力的丧失并将沉积在列管内壁的聚合物熔融。在除垢过程中，由于循环乙烯温度升高，会导致进入二次压缩机入口的气体温度升高，此时需调整循环乙烯与一次压缩机冷乙烯的量来保证二次机的入口温度保持在控制范围内，以免二次压缩机销负荷负载过高。

2.5 丙烯泵注入控制

界区原料乙烯温度控制，通过新鲜乙烯加热器和温度控制点控制乙烯的温度。低压分离器的液位波动大造成产品质量受到影响，而低分液位是由挤压机转速以及高分的出料速度控制的，因此要控制低分液位则要控制好挤压机转速以及调整合适的高压下料阀位。通过将丙烯注入流量计切为手动控制密切关注丙烯注入量，从而能够平稳控制调节剂的注入，使产品熔融指数波动小。