无纺布专用聚丙烯树脂的开发生产

张艳兵 孙国辉 李希迪

摘 要：洛阳石化2#聚丙烯装置，环管反应器中聚合生产熔融指数为3.0g/10min的聚丙烯粉料，通过造粒机筒体中连续注入引发剂，在造粒机筒体中熔融降解为熔融指数为35g/10min的聚丙烯树脂，生产高流动、窄分布、高取向、均化度高的无纺布专用料，满足医用口罩、手术服、隔离服等医用卫生材料的原料供应。

关键词：聚丙烯;造粒机;切粒;引发剂

洛阳分公司在1#PP 生产的YS835多年来一直是市场满意度较高的无纺布专用料，平均售价较通用料高400元/t。1#PP装置停工后，分公司在2#PP装置开发生产该产品。在双环管聚丙烯工艺上采用可控流变技术生产高流动、窄分布、高取向、均化度高的无纺布专用料，而且要同时满足不同需求的用户。

1 原料及催化剂

丙烯采用炼厂丙烯，经保安精制后达到聚合级要求;氢气采用外购煤化工氢气，纯度在99.98%以上，催化剂采用中国石化催化剂北京奥达分公司生产的DQC401催化剂，活性大于45kgPP/gCat，催化剂按照正常配置程序配置，配置完压送至催化剂注入器。助催化剂：TEAL、CHMNS，稳定剂：9309。

2 产品性能指标的确定

通过对进口超高流动性聚丙烯产品的物性分析，结合聚丙烯装置的工艺特点，确定了氢调法生产超高流动均聚聚丙烯的攻关技术指标。

3 生产工艺简介

聚丙烯装置采用DQC401催化剂，在两环管反应器进行对称加氢，生产的聚丙烯粉料经汽蒸干燥后与复配抗氧剂按照一定比例加入到造粒机混合器M802中混合。混合后加入到双螺杆造粒机，在造粒机筒体中连续注入引发剂，经混合、熔融、剪切、加压，在造粒机筒体中熔融降解为熔融指数为35g/10min的聚丙烯树脂，由旋转的二十四把切刀于水下切粒后，形成聚丙烯粒料，再经脱水干燥、筛选，由PK803风机送入成品料仓D901。

4 生产难题的解决

4.1 改造引发剂注入系统，确保引发剂的稳定注入

4.1.1 更换引发剂泵，确保引发剂加入计量稳定

生产PPH-Y35期间，引发剂加入量为7～10kg/h，原计量泵量程为0～60kg/h，流量波动较大，极易造成切粒机缠刀和产品熔融指数波动，经过优化，已更换新的引发剂泵，量程为0-20kg/h，新泵投用后运行良好，引发剂的注入更加稳定。

4.1.2 对助剂阀进行改造，确保注剂阀畅通

针对生产PPH-Y35前助剂阀频繁堵塞的问题，车间经过与造粒机生产厂商大橡塑公司多次沟通后，对助剂阀进行结构改造，助剂阀改造后的使用效果良好，再未发生堵塞现象。

4.1.3 引发剂注入管线进行改造，加强引发剂注入量的监控

由于引发剂泵出口流量计距离引发剂泵较近，和助剂阀的距离较远，中间要跨越6m高的龙门管架，现有的流量计不能准确反映引发剂的实际加入量，通过在助剂阀前增加玻璃板，便于直接监控引发剂的实际注入量。

4.1.4 更换手动打压泵，助剂阀疏通更加方便快捷

由于助剂阀注入口直径只有5mm，液相引发剂与粉料接触后在助剂阀注入口处易发生堵塞，转产PPH-Y35前需用手动打压泵对助剂阀打压疏通，原有手动打压泵出口压力和流量较小，不便于助剂阀疏通，更换新的手动打压泵，新泵出口流量与压力调节灵活，助剂阀疏通更为方便，注剂阀的疏通时间由2h降至半小时以内，缩短了造粒机的转产时间，减少过渡料的产生。

4.2 优化造粒机运行参数，延长造粒机的运行时间。

4.2.1 优化造粒机的运行参数，降低转产期间切粒机的振动

在转产PPH-Y35期间，产品熔融指数跨度较大，为保证造粒机的切粒效果，造粒机运行参数调整幅度较大，造成切刀与模板对中出现偏差，引起切粒机的振动过大，极易发生切粒机缠刀而造成造粒机停机，车间与同类装置及造粒机生产厂家沟通后，不断摸索造粒机在生产PPH-Y35期间的最佳参数，减少造粒机参数调整幅度，和钳工一起摸索出切粒机振动在线调整的方法，消除了造粒机在转产PPH-Y35期间造粒机振动过大的问题。

4.2.2 优化造粒机参数，实现造粒机在生产PPH-Y35期间的稳定运行

通过提高造粒机运行负荷，更换模孔更少的模板，提高模板前压力;通过对切刀逐个打表检测，对切粒机进刀风压和进刀时间进行调整，保证切粒机正常稳定运行，对粒料干燥器D805进行班班监控，出现块料及时处理，造粒机参数优化后，造粒机运行时间可达67天，满足了PPH-Y35的开发需要。

4.3 通过造粒机模板、切刀的优化调整，改善聚丙烯颗粒外观

自2#聚丙烯装置开发生产PPH-Y35以来，切粒效果一直不够理想，有大连粒料和拖尾粒出现，粒料中夹带大量聚丙烯碎屑，给产品掺混和包装带来极大不便，给下游客户使用带来困难，甚至引起客户投诉现象。

①成立切粒攻关小组，对PPH-Y35切粒问题进行專题攻关。装置、各处室和1#聚丙烯等成立造粒机切粒攻关小组，生产PPH-Y35期间，开会研究攻关方向，制定攻关调整措施，提出了大量建设性意见，对改善造粒机的切粒效果起到关键作用;②装置通过对模板进行温度分布检测、更换模板压垫，保证模板温度分布均匀;通过定期对模板进行修复、调整切刀进刀时间和进刀压力、对切刀逐一打表检测，保证切刀与模板的完好贴合;通过调整切粒水温度、切粒水量等工艺参数，保证粒料的冷却效果，目前聚丙烯粒料形状已有大幅改善，拖尾粒和连粒料大幅减少，基本消除了拖尾粒连粒料和碎屑现象。

5 经济效益和社会效益

经济效益：无纺布专用聚丙烯树脂PPH-Y35的开发工作在洛阳石化2#聚丙烯装置上已进行五年，实现稳定生产。每年生产PPH-Y35达4万t，并开发生产不含塑化剂的高档无纺布专用聚丙烯树脂PPH-Y35X，每年产量达4万t以上。每吨PPH-Y35和PPH-Y35X比普通拉丝料高出400元，节约用电35kW.h，年产品总创效3368万元。

社会效益：洛阳石化生产的无纺布专用聚丙烯树脂PPH-Y35和PPH-Y35X逐步被下游客户所接受，每月产量达到7000t以上，可替代同类进口产品，洛阳石化已经成为中石化在华中地区的纤维料生产基地。

6 结论

①在国内同类装置中，首家用国产大型造粒机降解生产高熔融指数无纺布专用聚丙烯树脂，产品指标及各项力学性能达到并超过同类进口产品的质量水平;②采用降解法生产无纺布专用聚丙烯树脂，反应器、轴流泵、造粒机等关键设备运行稳定，工艺路线合理、可靠，各项生产控制指标可以很好的满足产品的综合性能要求;③装置采用加氢法生产超高熔融指数产品时，产品分子量分布窄，产品气味低，可纺性好，可以替代同类进口产品。