樹脂造粒系統(tǒng)對產(chǎn)品外觀的影響綜述

張衛(wèi)東 吳建坡 余超 李松彪 趙虎(新疆天利石化控股有限公司加氫樹脂廠，新疆 克拉瑪依 833600)

1 概述

天利加氫C9石油樹脂裝置，設(shè)計(jì)加工能力為1.5萬噸/年，2019年6月開工投料。在加氫樹脂產(chǎn)品開始造粒之后陸續(xù)發(fā)現(xiàn)各批次產(chǎn)品不同程度的出現(xiàn)外形不均勻、有色料、機(jī)雜、黑點(diǎn)料等現(xiàn)象。本文通過排查造粒過程，分析了產(chǎn)生上述問題的原因，并提出了優(yōu)化建議。

2 造粒系統(tǒng)工藝簡述

加氫C9石油樹脂樹進(jìn)入熔融樹脂罐與抗氧劑進(jìn)行均化后被泵送入造粒機(jī)，從造粒布料器滴落在鋼帶上經(jīng)冷卻后成型并在造粒機(jī)機(jī)尾由刮板將鋼帶上的樹脂顆粒剝離去包裝機(jī)。

脫模劑水溶液經(jīng)輥?zhàn)油扛苍阡搸希晒嗡逋扛簿鶆虿⑷コ龏A帶的雜質(zhì)和多余的脫模劑溶液。

3 產(chǎn)品外觀質(zhì)量問題分析及建議

3.1 造粒機(jī)負(fù)荷的影響

造粒負(fù)荷與設(shè)計(jì)負(fù)荷的偏差是導(dǎo)致樹脂顆粒的不規(guī)整的一個(gè)原因。天利石化有兩臺(tái)造粒機(jī)，單臺(tái)能力1.5t/h，上游單元的生產(chǎn)能力1.9t/h。僅開一臺(tái)造粒機(jī)的能力不能滿足生產(chǎn)需要。兩臺(tái)造粒機(jī)全開，低負(fù)荷造粒導(dǎo)致樹脂成型不飽滿，顆粒細(xì)碎，影響外觀。

建議根據(jù)上游的庫存，合理安排兩臺(tái)造粒機(jī)同步開停的時(shí)間，既保證生產(chǎn)平衡又保證造粒負(fù)荷匹配產(chǎn)品外觀的要求。

3.2 造粒機(jī)機(jī)頭溫度的影響

樹脂顆粒的外形受造粒機(jī)機(jī)頭的物料溫度與樹脂軟化點(diǎn)匹配、鋼帶轉(zhuǎn)動(dòng)頻率與布料器轉(zhuǎn)動(dòng)頻率匹配的影響。

造粒機(jī)機(jī)頭物料溫度對應(yīng)樹脂的軟化點(diǎn)太高或太低均會(huì)造成產(chǎn)品顆粒不飽滿甚至產(chǎn)生連片料。造粒機(jī)機(jī)頭物料對應(yīng)其軟化點(diǎn)的溫度偏高，滴落在鋼帶上的樹脂顆粒攤薄較大，樹脂呈扁平狀。造粒機(jī)機(jī)頭物料對應(yīng)其軟化點(diǎn)的溫度偏低，滴落在鋼帶上的樹脂顆粒會(huì)帶有尖錐。

3.3 造粒機(jī)脫模系統(tǒng)的影響

天利C9加氫樹脂造粒過程中，發(fā)現(xiàn)脫模系統(tǒng)的刮水板被融(溶)解。刮水板使用的黑橡膠與產(chǎn)品中的低分子量樹脂相溶(融)，導(dǎo)致橡膠融(溶)化。

對比C9冷聚樹脂加氫前后的分子量，C9冷聚樹脂經(jīng)過加氫之后出現(xiàn)了分子量300以下的組分，最低分子量達(dá)118。這部分小分子的樹脂被刮水板從鋼帶上剝離并積聚在刮水板上而融(溶)解了刮水板。黑色橡膠材質(zhì)的刮水板被溶(融)解后附著在鋼帶上并被鋼帶上的樹脂顆粒所攜帶而影響C9加氫石油樹脂的外觀。

建議將刮板更換為更耐油的白色硅膠板，同時(shí)從加氫工藝調(diào)整產(chǎn)品的最低分子量，減緩刮水板及輥?zhàn)颖坏头肿尤?融)解。

3.4 造粒機(jī)布料器的影響

樹脂進(jìn)入造粒機(jī)的布料器，在布料器外轉(zhuǎn)筒轉(zhuǎn)動(dòng)造粒過程中，會(huì)有少量樹脂飛濺積聚在刮料器外表面。刮料器的作用是給外轉(zhuǎn)筒加熱并防止樹脂隨外轉(zhuǎn)筒的轉(zhuǎn)動(dòng)而飛濺，刮料器內(nèi)的熱媒溫度265℃左右，所以積聚在其表面的樹脂因高溫碳化成黑色物料，脫落進(jìn)入樹脂顆粒中而影響C9加氫石油樹脂的外觀。

對累積產(chǎn)生黃色、黑色、碳化雜質(zhì)的部位，建議定期停工時(shí)對造粒機(jī)的這些部位進(jìn)行徹底清理。

3.5 造粒煙氣風(fēng)機(jī)的影響

造粒機(jī)機(jī)頭護(hù)罩起著防護(hù)和收集機(jī)頭煙氣的作用。煙氣的收集口在機(jī)頭護(hù)罩的正上方，煙氣風(fēng)機(jī)從造粒機(jī)機(jī)頭吸入的煙氣被冷凝后變成油滴，從風(fēng)機(jī)的入口管線回流滴落在鋼帶的樹脂上，導(dǎo)致樹脂粒料帶油滴。

樹脂造粒過程煙氣較多的原因：①石油樹脂中的低分子組分從布料器出來滴落在鋼帶的過程中發(fā)生閃蒸，低分子組分汽化；②高溫樹脂滴落在鋼帶上，瞬間加熱并汽化鋼帶上附帶的微量水進(jìn)入煙氣風(fēng)機(jī)。

建議將造粒機(jī)頭防護(hù)罩由平頂改為半錐形頂，煙氣的收集口在半錐形的側(cè)方，杜絕冷凝的煙油回落在鋼帶上。同時(shí)機(jī)頭防護(hù)罩內(nèi)部增加集油設(shè)施，這樣可以使防護(hù)罩內(nèi)部可能存在的油滴沿錐形進(jìn)入集油設(shè)施。

建議在C9冷聚及加氫過程中，應(yīng)優(yōu)化原料配比和加氫工藝，控制樹脂產(chǎn)品中低分子量的占比，減少低分子量樹脂在造粒時(shí)閃蒸產(chǎn)生的煙油。

3.6 造粒機(jī)機(jī)尾刮料板的影響

由于加氫后的C9石油樹脂低分子量占比增大，分子量更低。所以在造粒機(jī)機(jī)尾樹脂從鋼帶脫離時(shí)產(chǎn)生較多的粉料和碎料。造粒機(jī)機(jī)尾的刮板、擋板容易積聚樹脂的粉料和碎粒，長時(shí)間氧化變色，脫落進(jìn)入產(chǎn)品中會(huì)影響樹脂的外觀顏色。

4 結(jié)語

由于加氫后的樹脂外觀顏色水白，細(xì)小的雜質(zhì)都會(huì)對產(chǎn)品的外觀造成影響，這對整個(gè)造粒過程的管控提出了非常高的標(biāo)準(zhǔn)。為達(dá)到對加氫樹脂外觀質(zhì)量的控制，不僅需要對造粒系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化改造，還需要從冷聚、加氫工藝控制的優(yōu)化以及產(chǎn)品外觀質(zhì)量的管控方面進(jìn)行配合。