LLDPE拉伸纏繞膜DFDA—9030異味產(chǎn)生的原因分析與解決措施

摘 要：文章介紹了中石化股份天津分公司烯烴部LLDPE裝置，在生產(chǎn)己烯-1系列產(chǎn)品中的拉伸纏繞膜DFDA-9030時出現(xiàn)粒料和粉料中存在明顯異味，導(dǎo)致人員嘔吐、暈倒，產(chǎn)品因異味受投訴，從而影響產(chǎn)品銷量的現(xiàn)象，作者對該現(xiàn)象產(chǎn)生的原因進(jìn)行了分析，并采取了一系列措施，消除了異味，提高了產(chǎn)品質(zhì)量，擴(kuò)大了產(chǎn)品銷量，起到了很好的效果。

關(guān)鍵詞：DFDA-9030；己烯-1；異味；原

中石化股份天津分公司烯烴部LLDPE裝置2011年開發(fā)生產(chǎn)了己烯-1系列產(chǎn)品，共有三種牌號，分別為DFDA-6085、DFDA-6010、DFDA-9030，其中DFDA-6085主要用作高端棚膜，DFDA-6010主要用作熱收縮膜，DFDA-9030主要用作拉伸纏繞膜。天津分公司的己烯-1產(chǎn)品為國內(nèi)獨(dú)家生產(chǎn)，在國內(nèi)有良好的口碑。但隨著DFDA-9030產(chǎn)能的擴(kuò)大，其產(chǎn)品中存在的異味問題也日益凸顯，在粉料包裝過程中曾導(dǎo)致人員嘔吐并暈倒，產(chǎn)品也因異味問題受到客戶的投訴，銷售量趨于下滑，異味問題亟待解決。

1 DFDA-9030異味產(chǎn)生的原因分析

1.1 DFDA-9030生產(chǎn)過程

國內(nèi)LLDPE裝置主要以膜料和注塑料為主，采取的方法均為乙烯和丁烯-1共聚，通過丁烯-1來控制產(chǎn)品的密度。通常分為原料精制、聚合反應(yīng)、尾氣回收和產(chǎn)品造粒幾個系統(tǒng)，DFDA-9030則是利用己烯-1取代丁烯-1參與共聚，利用己烯-1替代丁烯-1來提高樹脂的柔性和抗穿刺性，從而達(dá)到提高產(chǎn)品質(zhì)量的目的。具體的生產(chǎn)流程為外供的己烯-1送至裝置儲罐，經(jīng)原料精制單元脫除過氧化物、水、醇類之后送入反應(yīng)器中在催化劑的作用下與乙烯進(jìn)行共聚，形成大的分子鏈，己烯-1作為共聚單體主要在乙烯直鏈上形成側(cè)鏈，控制樹脂的密度，氫氣作為鏈終止劑和鏈轉(zhuǎn)移劑控制樹脂分子量的大小。反應(yīng)器中各組分反應(yīng)為濃度反應(yīng)，部分己烯-1參與反應(yīng)，少部分己烯-1被樹脂顆粒吸附與樹脂一同排至脫氣倉中，經(jīng)過氮?dú)獯祾吆蟊换厥諌嚎s機(jī)抽吸至回收系統(tǒng)，壓縮冷凝后再次變成液相，通過高速泵送回至反應(yīng)器中繼續(xù)參與反應(yīng)。

在反應(yīng)器中形成的粉料樹脂經(jīng)過脫氣后重力下料至混煉機(jī)中，加入添加劑并混煉熔融，再經(jīng)過水下切粒后變成顆粒狀樹脂，進(jìn)行包裝。

1.2 DFDA-9030異味產(chǎn)生的部位及原因

1.2.1 己烯-1與丁烯-1物性對比

通過表1、2可以看出己烯-1的沸點(diǎn)64.5℃，較丁烯-1高67.8℃，相對密度較丁烯-1高0.0052kg/cm3，同時己烯-1的烷烴氣味要重于丁烯-1的甜氣味。己烯-1為C6，丁烯-1為C4，相對揮發(fā)性己烯-1要弱于丁烯-1。可以看出，己烯-1要較丁烯-1難以脫除。

1.2.2 DFDA-9030異味產(chǎn)生部位

DFDA-9030的異味主要產(chǎn)生在粉料樹脂顆粒和粒料樹脂顆粒上，在裝置上主要是粉料包裝過程、粉料下料過程、粒料造粒過程以及粒料輸送包裝過程中揮發(fā)出來的異味，同時在用戶使用粒料產(chǎn)品時也會出現(xiàn)異味。

1.2.3 DFDA-9030異味產(chǎn)生原因

綜合上述分析可以看出，DFDA-9030的異味主要原因是吸附在粉料顆粒和粒料顆粒上的微量己烯-1被空氣氧化后出現(xiàn)的刺激氣味，伴有惡臭，容易引起人體的過敏反應(yīng)，出現(xiàn)嘔吐、窒息現(xiàn)象。

2 DFDA-9030異味的解決措施

通過原因分析，可以看出消除DFDA-9030異味的關(guān)鍵在于脫除粉料樹脂中吸附的己烯-1，只有將己烯-1脫除干凈，才能消除異味的源頭。在DFDA-9030生產(chǎn)過程中，反應(yīng)器中生成的粉料樹脂經(jīng)排料系統(tǒng)輸送至脫氣倉中進(jìn)行氣體脫除，停留時間通常在8小時左右，回收氣經(jīng)回收系統(tǒng)壓縮分離后，易于壓縮的己烯-1、丁烯-1、異戊烷經(jīng)凝液泵送至反應(yīng)器中繼續(xù)參與反應(yīng)，不易壓縮的組分如氮?dú)?、乙烯、氫氣排放至火炬回收系統(tǒng)。因此，將粉料中吸附的己烯-1充分脫附的關(guān)鍵在于降低脫氣倉壓力，提高回收效果。

2.1 新老回收壓縮機(jī)并聯(lián)提高脫氣效果

聚乙烯裝置回收系統(tǒng)有三套回收壓縮機(jī)，其中K-5206、K-5207為原設(shè)計(jì)6萬噸聚乙烯/年配套設(shè)備，2001年裝置擴(kuò)能改造至12萬噸聚乙烯/年，增加新回收壓縮機(jī)K-5206X，并對回收系統(tǒng)進(jìn)行了相應(yīng)改造，由于流程存在交叉，新回收壓縮機(jī)投用后老回收壓縮機(jī)停用。生產(chǎn)DFDA-9030時新回收壓縮機(jī)K-5206X能力明顯不足，脫氣倉壓力在40-60KPa。為此進(jìn)行改造，即從回收氣冷卻器E-5X出口到老壓縮機(jī)K-5206/5207入口增加跨線，使K-5206/5207可以與K-5206X同時并聯(lián)進(jìn)氣，將壓縮凝液引入到高壓凝液緩沖罐C-5210中。

表3 改造前后數(shù)據(jù)對比

通過表3的數(shù)據(jù)對比可以看出，改造后脫氣倉壓力下降10-20kPa，回收氣量增加200NM3/h，冷凝液回收量增加了100kg/h，不僅降低了己烯-1吸附量，還增加了己烯-1回收量，降低了裝置物耗。

2.2 尾氣替代氮?dú)?，提高己?1脫附效果

根據(jù)脫附理論和相似相容原理，通過實(shí)驗(yàn)證明，利用C2取代顆粒樹脂上的C4和C6組分的脫附效果要優(yōu)于利用氮?dú)獯祾哳w粒樹脂吸附的C4和C6的擴(kuò)散效果。在裝置回收系統(tǒng)中，去火炬回收的尾氣中含有乙烯7-8%，85%以上為氮?dú)猓瑢υ摶鹁鏆膺M(jìn)行改造，使其取代原脫氣倉的吹掃氮?dú)猓⒃谄湎虏吭×髁康拇祾叩獨(dú)夤軓皆龃?，提高氮?dú)獯祾吡浚悦摮龢渲w粒中吸附的乙烯。

如圖1所示，將5009XF9改為含乙烯的尾氣，將5009XF12管徑由原DN15改為DN40，根據(jù)脫氣需要調(diào)整尾氣和氮?dú)獾募尤肓俊８脑烨昂髤?shù)對比如表4所示。

通過表4可以看出尾氣取代氮?dú)夂?，脫氣倉吹掃氮?dú)饬績H為5009XF12的180NM3/h，節(jié)約氮?dú)?70NM3/h，同時脫氣倉可燃?xì)夂坑忻黠@的下降，凝液回收量增加了100kg/h，效果明顯。

2.3 控制聚合反應(yīng)負(fù)荷，降低己烯-1用量

在牌號切換初期，聚合反應(yīng)乙烯進(jìn)料控制在14-15t/h，相應(yīng)己烯-1進(jìn)料為1800-1900kg/h，己烯-1用量較大。反應(yīng)負(fù)荷越高，相應(yīng)的排料次數(shù)也越頻繁，大量的己烯-1隨著粉料排至脫氣倉中，致使脫氣倉中己烯-1含量較高，粉料脫氣效果較差，粉料中吸附的己烯-1含量也較高，因此，針對此狀況，在生產(chǎn)DFDA-9030時將聚合反應(yīng)乙烯進(jìn)料由原14-15t/h降低到12-13t/h，己烯進(jìn)料量由1800-1900kg/h降低至1500-1700kg/h，降低負(fù)荷后，減少了排料次數(shù)，由原32次/小時，降低至20次/小時，可減少7.92m3/h的循環(huán)氣排放量，循環(huán)氣壓力2400KPa，己烯-1摩爾濃度為12%，則每小時可減少己烯-1的排放量為7.92÷22.4×84×2400÷101.325=703kg，因此通過負(fù)荷調(diào)整后可以大幅降低己烯-1的排放量，減輕回收系統(tǒng)的壓力，從而達(dá)到減少粉料吸附的效果。

2.4 開發(fā)新型催化劑，提高己烯-1共聚能力

為了提高己烯-1的共聚能力，減少己烯-1吸附降低樹脂異味，開發(fā)使用新型高活性催化劑，該催化劑具有較好的共聚能力，在同樣的控制指標(biāo)下，可有效降低己烯-1的加入量，從而達(dá)到降低樹脂異味的目的。

通過表5可以看出，在生產(chǎn)DFDA-9030時，同樣的己烯-1乙烯質(zhì)量流量比進(jìn)料的條件下，高活性催化劑對己烯-1在床層中的吸附量影響更大，表現(xiàn)為循環(huán)氣中己烯-1濃度下降，脫氣倉吹掃氮?dú)庥昧肯陆?，尾氣回收冷凝液量下降，樹脂異味有明顯的減少。

3 結(jié)束語

通過技術(shù)改造和各項(xiàng)參數(shù)調(diào)整，最終消除了DFDA-9030的異味，提高了產(chǎn)品質(zhì)量，產(chǎn)品銷量也由每月1000t提高到每月2000t，同時該產(chǎn)品質(zhì)量的提高也得到了中石化總部的肯定，為其它產(chǎn)品質(zhì)量的提升提供了經(jīng)驗(yàn)。