浅析聚乙烯装置后部造粒对粒料颜色的影响
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【摘 要】聚乙烯是一种常见的通用塑料，是当前工业上运用最多的塑料类型之一，对于工业的发展以及建设具有至关重要的作用。根据调查研究表明，聚乙烯装置和造粒会对造粒的颜色产生一定的影响，论文主要对聚乙烯装置后部造粒粒料颜色变黄的原因以及具体的表现进行探究，并指出了具體的解决对策和改进措施，希望能够为聚乙烯材料的顺利稳定生产提供一定的参考。
【Abstract】Polyethylene is a common general plastic， which is one of the most widely used plastics in industry at present， and plays an important role in the development and construction of industry. According to the investigation and study， the polyethylene plant and granulation will have a certain effect on the color of granulation. This paper mainly probes into the causes and concrete performance of the color yellowing of the granule of granulation at the back of the polyethylene plant， and points out the concrete countermeasures and improvement measures， hoping to provide some reference for the smooth and stable production of polyethylene.
【关键词】聚乙烯装置;后部造粒;粒料颜色
【Keywords】polyethylene plant; rear granulation; color of granule
【中图分类号】TQ320.66 【文献标志码】A 【文章编号】1673-1069 （2020） 01-0165-02
1 引言
聚乙烯生产装置由原料精制环节、聚合反应环节、尾气回收以及树脂脱气环节、添加剂处理和造粒环节、风冷环节等多种环节组合而成。聚乙烯工业的生产往往需要涉及多个反应和步骤，持续时间较长，连续性较强，在实际运行的过程中难免会由于各种问题而影响生产的效果和生产的质量。因此，必须要加强对聚乙烯工业的研究，明确聚乙烯工艺的干扰因素，并采取针对性的措施进行解决。研究发现，聚乙烯造粒变黄问题一直以来都是影响聚乙烯生产质量的关键问题，因此，需要重点进行聚乙烯生产工艺的改造和生产装置的优化工作。
2 聚乙烯装置后部造粒生产概述
2.1 聚乙烯生产原理
聚乙烯简称PE，是一种由乙烯聚合制成的热塑性树脂，是一种结构相对简单的高分子，也是当前供应商应用范围最广的高分子材料。聚乙烯是当前工业上通用合成树脂产量最大的品种，主要包括高密度聚乙烯、低密度聚乙烯以及线型低密度聚乙烯等。随着科学技术的不断发展以及高分子生产工艺的不断改进，各种各样具有特殊性能的聚乙烯产品也不断地被开发与研究，其在航空工业飞机制造领域以及轮船制造领域有着十分重要的应用价值。聚乙烯产品主要包括管道、薄膜、容器、日用品以及电线电缆等，也可以生产大量高频绝缘材料，在电力行业有十分重要的应用价值。根据工艺的不同，也可以生产各种喷胶机、涂布机产品。它广泛应用于服装领域。同时，聚乙烯材料也可用于制造鞋、包装材料、书籍、家电等，有着十分广阔的应用领域和良好的发展前景。
在生产过程中，聚乙烯粉料主要依靠两个无间隔的螺杆旋转产生的剪切力以及摩擦产生的热量进行挤出和熔融。首先，聚乙烯粉料在混炼机中熔融，这个过程是将机械能转变成材料热能的一个过程，经过熔融泵的齿轮之间的啮合进行进一步的剪切。其次，经过切粒机冷却切粒得到生产产物。在氮气的保护下，聚乙烯粉料树脂以及相关的添加剂会进入混炼机的加料区域，由冷却水对加料区域进行冷却，温度一般控制在45℃左右。由于螺杆的剪切以及筒体内的挤压树脂和添加在混炼机中熔融。在设计的过程中，会在混炼机的出料口上方设置一定的空隙，并安装插入键，从而能够提高树脂的熔融效果。熔融的树脂浸入熔融泵中的温度在200℃左右，之后经过熔融泵的挤压和剪切，完成后续的熔融过程。最后，利用熔融泵的推动力，实现树脂的加工成型。树脂经过熔融之后除去了相关的杂质，在60℃左右的水中冷却并用旋转的切刀切成粒状。切成粒状的树脂进入干燥器进行干燥，从而能够有效带走树脂材料中的水分。
2.2 聚乙烯生产工艺技术
聚乙烯生产过程中通常会涉及多种工艺技术，目前工业上应用最为常见的工艺技术主要包括共聚技术、不造粒技术、冷凝和超冷凝技术、反应器新配置技术、双峰技术以及原位法技术等六种技术。共聚技术可以对聚乙烯材料进行改性，提高聚乙烯材料的工业强度，使得聚乙烯材料的单体结构能够发生结构性的改变，从而能够使得到的树脂提升整体的韧度。不造粒技术依赖于催化剂技术的进步而获得了迅猛的发展，用于直接生产不需造粒的树脂，节省出大量的挤出造粒的步骤，得到的产品不容易发生形态方面的变化。 3 聚乙烯装置后部造粒对粒料所产生的影响
3.1 造粒设备的影响
聚乙烯生产设备中的混炼机、熔融泵都会对造出来的粒料产生一定的影响。如果在混炼机生产过程中温度过高，通过冷却水降温时会发生强烈管击现象，影响混炼机的正常使用。所以，很多工艺系统并不会通冷却水进行冷却，这也造成熔融的温度过高而引起造粒发黄的问题。熔融泵入口处树脂压力过高而且持续波动，也会影响树脂的物理性能。混炼机的剪切能力如果不符合聚乙烯的生产标准，会影响树脂混炼的效果，从而导致混炼机的使用仅仅依靠高温融化来进行，导致物料高温降解变色问题。熔融泵有较短的停留时间和较高的容积率，主要通过齿轮的相互啮合以及反向转动对熔融的树脂材料进行运输，正常情况下聚乙烯并不会在熔融泵中发生降解。但是，如果熔融泵出现问题只能手动去调节熔融泵的转速，导致局部可能存在过大的剪切作用而引起降解变色问题。
3.2 添加剂的影响
添加剂对聚乙烯粒料颜色的影响主要包括添加剂种类、添加剂设计、添加剂自身的性能问题，会导致其在实际使用的过程中出现管线堵塞的现象。例如，爽滑剂是一种常用的聚乙烯生产的添加剂，作为粉状的添加剂，在添加的过程对工艺有着较高的要求，在管线中不容易下料，从而容易引發设备堵塞问题，环境污染严重。这些问题的存在也会影响加料的准确性，导致生产存在一定的波动问题，影响产品的质量[1]。
4 聚乙烯装置后部造粒料颜色问题的改善措施
4.1 控制工艺条件
首先，在实际聚乙烯的生产过程中，可以通过适当调整熔融泵转速的方式加快树脂的流动速度，缩短树脂的流动时间，从而能够减少树脂的受热过程，避免树脂由于温度过高而产生变性和变黄的问题;其次，工作人员需要对熔融泵和混炼机的电流情况进行系统的记录和观察，及时发现设备运行过程中的问题及故障，并采取针对性的措施进行解决，尽可能地避免随意造粒开停车，使得造粒能够更加的稳定和持续，从而可以保证树脂压力的稳定性，避免危险问题的发生。
4.2 合理控制添加剂
在进行添加剂控制与优化的过程中，首先，需要改造添加剂的管线，提高添加剂的下料速度，减少添加剂下料的阻碍，可以通过适当增加管线水平倾斜角的方式避免堵塞问题。其次，还需要改变添加剂本身的性状，适当提高添加剂的熔点，增加添加剂的流动性，减少由于添加剂单独添加而造成的不下料问题。同时，也可以控制粉状的添加剂转变为颗粒状的添加剂，提高整体添加剂的融合水平，有效缓解添加剂造成的堵塞以及工艺问题。另外，还可以通过红外光谱的分析方法定量分析添加剂的添加量，并通过聚合物转距变化的时间有效地评价添加剂的添加效果。
4.3 优化造粒设备
造粒设备问题是造成聚乙烯装置后部造粒料颜色变黄的关键问题。因此，设备管理人员和维修人员需要结合造粒设备的问题进行针对性的检修，有效消除设备存在的隐患，保证设备的工作效率和工作质量，提升设备整体的运行功能。在设备维护和检修的过程中，相关人员需要重点检修混炼机和熔融泵等相关容易引发造粒变黄的关键环节，清理设备降解的物料，合理调整熔融泵齿轮间距以及螺杆间距，提高设备对物料的剪切能力，保证设备的塑化性能，从而能够使材料进行持续的生产。
5 结语
综上所述，论文对其进行了深入的剖析，发现聚乙烯装置后部造粒在实际生产的过程中发生变黄的问题，是由于聚乙烯温度过高发生一定程度的降解所造成的。变黄问题的存在严重影响聚乙烯的物理性能和化学性能，影响聚乙烯材料的正常使用和聚乙烯工业的正常生产，因此，需要加强对聚乙烯粒料变化问题的探究，明确变黄的主要原因以及相关对策，保证聚乙烯工业能够持续稳定的生产和发展。
【参考文献】
【1】焦书科.现代塑料手册[M].北京：中国石油出版社，2017.
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