氯化聚乙烯专用树脂的质量改进与扩大生产

应用技术　ｌ■　氯化聚乙烯专用树脂的质量改进与扩大生产　吕书军　（中国石油天然气股份有限公司大庆石化分公司塑料厂黑龙江大庆１６３７１４）　［摘要］大庆石化氯化聚乙烯（ＣＰＥ）基础树脂粉ＱＬ５０５Ｐ在低压装置进行成功试生产并得到用户认可，对公司改善产品结构调整及创造经济效益等方面都　做出较大贡献。但随着ＱＬ５０５Ｐ产量的不断扩大，用户在使用过程中也出现了一些质量问题。通过一系列研究工作的开展，使上述问题得到圆满的解决，对提高大庆　石化公司氯化聚乙烯专用树脂产品品质、顺利实现工业扩大稳定生产具有重要意义。　［关键词］氯化聚乙烯树脂粉料质量改进扩大生产　中图分类号：Ｇ３５２．４　文献标识码：Ａ　文章编号：１００９—９１４Ｘ（２０１５）２７—０３７４—０１　中国石油天然气股份有限公司大庆石化分公司（简称大庆石化）塑料厂２４０　ｋｔ／ａ低压高密度聚乙烯（ＨＤＰＥ）装置采用日本三井淤浆法生产工艺，以乙烯为　原料，丙烯（丁烯一１）为共聚单体，氢气为相对分子质量调节剂，生产ＨＤＰＥ树　脂。采用钛系催化剂，按离子聚合机理，生产粉末状ＨＤＰＥ树脂。装置由原料精　制、聚合、脱气、混炼造粒、回收、成品包装等工段组成。目前装置占有市场份额　较大的专用料产品为氯化聚乙烯（ｃＰＥ）基础树脂粉ＱＬ５０５Ｐ，年产量占装置产　量的１９．８％以上。　通过一系列研究工作的开展，使上述问题得到了圆满的解决。对提高大庆　石化公司氯化聚乙烯专用基础树脂产品品质、顺利实现工业扩大化稳定生产具　有重要意义。　１研究内容　（１）、优化工艺生产方案，调整聚合反应温度、压力及母液返回率等关键工艺　控制参数，避免产品在聚合反应过程中出现颗粒破碎、不均匀问题。　（２）、对催化剂进行优化选择，选用新型高性能催化剂，同时调控反应器浆液　浓度，解决粉料筛分不合理、载氯困难和氯化压力高等难题。　（３）、对ＱＬＳ０５ｒ＇Ｎ￣质量控制指标进行修订、改进，通过精细调控，严控质量　指标，确保出厂产品性能优良，使批次间产品质量波动降到最低。　２原禹分析　从ｃＰＢ生产原理方面剖析，生产氯化聚乙烯时，载氯反应共分为三个阶段。　我公司生产的ＱＬ５０５Ｐ树脂粉料在进行载氯反应时，前两个阶段可以顺利进行，　反应压力等参数一切正常，但进行到第三段反应时，反应压力偏高（最高可达到　０．６Ｍｐａ以上），反应时间较长、载氯量低。另外，反应后进行碱洗时，碱用量增　加，ＣＰＥ产品白度低、发黄。　从具体情况来看，前两段反应压力正常而第三段反应压力高，主要是前两　段将ＱＬ５０５Ｐ聚合物中粉末粒径均匀、粗细适中的粉末先行反应掉，而进入第三　段反应后，剩余的大颗粒及细粉难于参与反应，在不断通氯气的情况下，反应压　力逐渐提高，待反应压力达到临界值，氯气才加载到粒径较大的粉末颗粒中，所　以造成此种现象的直接原因为颗粒粒径分布不好，粗、细组分含量较多。而厂家　反映的碱洗过程中用碱量大及产品白度低的问题也是由于物料中粗、细组分较　多，在反应时，氯气进入到大颗粒中载氯，残余在大颗粒中的氯气与水形成酸，　不易中和，所以造成碱用量大。而碱用量大导致干燥时间延长，最终使产品发　黄。　由上述分析可以看出，ＣＰＥ生产厂家反映的上述质量问题，主要问题还是　产品粒径分布不均匀，粗细粉组分含量过高所致。同时，由于ＱＬ５０５Ｐ的生产处　于研发前期，对该产品相关物性参数的调控还需要进一步完善和改进。另外，关　于产品中存在的片状料问题，主要是在离心机的内外转鼓之间研磨产生。　３解决方案　３．１催化剂的改进　由于高密度聚乙烯粉料的形态是催化剂形态的复制和放大，聚合物的筛分　和催化剂有着密不可分的关系。为此，我们打算先从催化剂着手，在以往生产中　我们采用的催化剂为第二代千粉型高效催化剂。干粉催化剂生产的最后一道工　序为干燥，是将含有己烷的催化剂浆液干燥成粉末状再装桶出厂销售。这样，在　高温干燥的过程中，势必会对催化剂的颗粒形态造成破坏，一部分催化剂颗粒　破碎形成了催化剂细粉，同时，一部分催化剂粉末也易团聚生成较大的催化剂　３７４　科技博览　颗粒。因此，千粉催化剂生产的氯化聚乙烯（ＣＰＥ）产品的粗、细组分必定较多且　分布不均匀。通过与催化剂厂家的技术人员进行交流后确定，选择新型浆液高　效催化剂进．￣ＱＬ５０５Ｐ的生产。而且，要求催化剂厂家对浆液催化剂的生产工艺　和原料进行了优化和调整改进，同时又免去了干燥环节，可以避免催化剂颗粒　在干燥过程畸乇出现破碎的情况。利用浆液催化剂生产的ＣＰＥ？￣品具有更加均匀　的粒径分布且对粗、细组分含量又得到了有效的控制。　３　２生产条件的优化　为了防止在聚合生产过程中产生破碎从而导致颗粒形态的破坏，在生产此　产品时，我们采取了如下工艺改进措施。　（１）、在配制催化剂时，对催化剂进行预络合。这样做可以有效的控制颗粒的　形态，防止聚乙烯颗粒破碎。同时，对催化剂进行预络合也可以显著提高粉末的　堆积密度。　（２）、将聚合反应温度控制在８２—８３℃（原指标８５℃），并降低浆液浓度至　２８０—３２０　ｇ／Ｌ（原指标３５０　ｇ／Ｌ），以避免过高的反应温度和浆液浓度使聚合　反应生成的聚乙烯颗粒破碎和降低细粉的生成比率。　（３）、在保证浆液浓度的前提下提高精己烷的加入量，降低母液返回率，以减　少细粉的生产和低聚物对产品质量的影响。　通过上述措施的实施，保证了聚合反应过程的平稳性，降低了催化剂在聚　合过程中发生破碎的几率，从而有效降低了ＱＬ５０５Ｐ树脂粉中粗细粉的含量。　３　３对Ｏｋ５０５Ｐ产品物・　指标控制的改进　对现有ＱＬＳ０５Ｐ￣Ｎ质量指标进行修订、改进。一方面对溶体流动速率范围　进行了缩小，通过精细控制来提高产品性能的稳定性；另一方面，在技术指标中　增加了筛分数据中对粗、细组分最大含量的控制要求，严把数据关，以实现降低　产品批次间质量波动、提高出厂产品性能稳定性的目的。　３　４　０Ｌ５０５Ｐ产品中的片状料　关于产品中存在的片状料问题，由于离心机的转鼓间隙不可调整，后经认　真研究讨论，采取了在粉料包装机馏出口增加过滤片料的筛网并经过实践不断　改进其目数和外形尺寸等规格，使得包装出厂的产品中存有片状料的问题得以　解决。　４应用情况　采用上述措施后生产的ＱＬ５０５Ｐ产品于２０１３年８ｆ１分别在威海金泓高分子　有限公司和潍坊鑫达化工有限公司进行了后加工应用实验。产品加工过程顺　利，氯化聚乙烯质量满足要求　实验结果表明，改进后的ＱＬ５０５Ｐ载氯时间、反应　压力、用碱量及白度等各项产品性能指标均有所改进，并且各项参数与韩国同　类的进口料产品相当，解决了厂家前期所反映的各项产品质量问题，同时，为下　游用户降低了生产成本。　５　总结　通过优化改进措施的实施，使大庆石化ＱＬ５０５Ｐ产品得到顺利工业扩大生　产，圆满解决了ＣＰＥ厂家反映的各项质量问题，提升了产品性能，增强了市场竞　争力，产品品质得到用户的一致认可，市场需求份额得到持续增加。　参考文献　ｌ洪定一，塑料工业手册【Ｍ］．北京：化学工业出版社，１９９１：４５８－５６８．　２丁浩．塑料应用技术［Ｍ］．北京：化学工业出版社，１９９９：２０．