蘭州石化公司石油化工廠高密度聚乙烯裝置采用日本三井油化淤漿法乙烯聚合工藝。在生產(chǎn)過程中，HDPE裝置的滾筒回轉(zhuǎn)式烘干機基本是長周期運行，在后系統(tǒng)中的擠壓造粒工段，頻繁發(fā)生粉料計量秤計量盤的柵格被結片堵住引起擠壓機停車的現(xiàn)象。由于粉料來自干燥機出料端，因此導致Z - 405/2405停車的結片主要來自于干燥機系統(tǒng)。一方面，來自聚合系統(tǒng)、離心機系統(tǒng)的結片，最終從干燥機出料端排出；另一方面，粉料由于含濕量過高、盤管過熱等原因會在加熱盤管表面熔融結壁，粘結在盤管表面的結片會因多種原因從盤管上脫落，進而從干燥機出料端排出，這些結片進入后系統(tǒng)會造成很大的危害。
1、結片的大小、數(shù)量、頻度統(tǒng)計
    由于整個粉料系統(tǒng)的密封性，干燥機出料所含的結片的大小、數(shù)量、頻度只能通過從Z - 405/2405計量盤中清理出來的結片進行統(tǒng)計。
    結片的大小形狀不一，都帶有一定的弧度，重量多在10～100 g之間，結片的最長方向尺寸在3~20 cm之間。結片一面光滑，顯土黃色，另一面粗糙，粘有約厚度為2～7 mm的粉料微粒。
    通過TM系統(tǒng)可查得2007年10月到2008年5月半年間的Z - 405/2045清理結片具體時間與次數(shù)。六個月內(nèi)共清理z-405、Z - 2405分別48次、35次，總共83次，平均每月清理13.8次。將測得數(shù)據(jù)以日期為橫坐標，清理次數(shù)為縱坐標，進行繪圖，得圖2。由圖2可以觀察結片進入Z - 405/2405的頻度和分布。從圖2可以看出：2007年11月份最為密集，共有27次；其它月份分布正常，無明顯密集，呈現(xiàn)隨機性分布；一般情況下，每一生產(chǎn)班次清理一次即可，結片頻繁出現(xiàn)時，一個生產(chǎn)班次多達4次。
2、結片對后系統(tǒng)的危害
    這里所說的“后系統(tǒng)”主要是指干燥機以后的擠壓造粒工段，該工段的任務是將干燥好的粉料按比例與添加劑混合后進行混煉后，由水下切粒機切粒。粉料中結片的出現(xiàn)，將在粉料計量秤Z - 405/2405處聚集，對整個后系統(tǒng)產(chǎn)生嚴重的影響。
    Z - 405/2405為扭矩式質(zhì)量流量計，又稱為科里奧利質(zhì)量流量計，其主要作用是控制進入擠壓機的HDPE粉料與添加劑的比例和控制進入控制擠壓機的粉料量，便于準確調(diào)節(jié)擠壓機的生產(chǎn)負荷。
    當粉料中的結片進入計量秤之后，可以造成以下三種損害：(1)當計量盤被結片部分堵住后，會導致粉料計量質(zhì)量偏低，這將導致添加劑所占比例升高，嚴重影響產(chǎn)品質(zhì)量；(2)由于計量秤計量盤被堵，粉料下料量小或中斷，引起擠壓機Z - 425/2425主電機電流小報警，Z - 425/2425被迫手動停車；(3)將計量秤的計量盤堵住的結片突然沖出計量盤，導致下料量突然增加，主電機電流瞬時值過高，擠壓機Z - 425/2425聯(lián)鎖自動停車。
3、干燥機出料含結片的原因分析
    引起干燥機含有結片的原因是多方面的，既有工藝方面的原因，又有機械、設備方面的原因，還有人為的操作原因，以下主要從引起干燥機出料含結片的三個主要方面進行分析。
3.1  來自聚合系統(tǒng)的因素
    聚合系統(tǒng)在一些意外情況下，也會產(chǎn)生結片、結塊。當原料乙烯帶液處理不當時，聚合釜內(nèi)淤漿濃度過高時，聚合釜內(nèi)催化劑濃度過高時，都有可能產(chǎn)生塑化物結片。這些結片在經(jīng)過各個工序，最終到達干燥機，從干燥機出料端排出。
3.2離心機的因素
    高密度裝置采用的是沉降式離心機，從離心機固相端分理出濕餅料，一般要求濕含量在250/0一30%(∞)。濕餅濕含量主要有離心機的分離因素、溢流堰的高度，物料性質(zhì)等因素決定。當漿液密度有較大變化，或者離心機進料速度過大，或者溢流堰的高度過高，都會引起濕餅濕含量過高。當離心機下料濕含量過高時，粉料顆粒容易團聚，干燥機干燥負擔增加，為保證干燥效果，將加熱蒸汽溫度調(diào)高，也會引起粘壁結片。
    此外，離心機系統(tǒng)在進料速度過大，或者離心機常周期運行后內(nèi)外轉(zhuǎn)鼓平衡失調(diào)時，或者離心機軸承間隙變化時，離心機內(nèi)外轉(zhuǎn)鼓間隙變化，表現(xiàn)出扭矩過高，離心機本身也會產(chǎn)生塑化物結片。這些結片隨粉料進入干燥機，也從干燥機出料端排出。
3.3干燥機本身的因素
    干燥機也是結片產(chǎn)生的主要的場所，一方面是干燥機自身的結構問題，另一方面與實際運行操作中諸多因素相關。
    干燥機M - 302在2005年進行過設備更新改造，用以加熱的第三圈蒸汽盤管均密封一端，蒸汽在管道內(nèi)流動性不強，其結果是換熱效果差，蒸汽管存在局部過熱，使粉料熔融粘壁，引起結片。另外，管線間的間隙和弧面起伏、以及用以蒸汽管定位的隔板是結片產(chǎn)生的結構原因所在，這是新老都存在結片的原因，干燥機的內(nèi)部結構如圖3所示。
    當干燥機蒸汽管線已經(jīng)嚴重被塑化物結片包裹之后，會導致傳熱效率降低，因為HDPE樹脂的傳熱系數(shù)遠小于特種鋼。熱效率降低以后，進而導致干燥機下料揮發(fā)份超標，為解決這個問題，只好提高加熱蒸汽溫度，加熱溫度升高后則導致塑化結片現(xiàn)象更為嚴重，形成惡性循環(huán)。這一點新、老線對比十分明顯，TIA - 322實際運行值已經(jīng)為112.7℃，而TIA - 2322實際運行值為104.3 ℃。這也是新線出現(xiàn)的塑化物結片，稍微比老線少的原因之一。
    再者，干燥機的實際操作參數(shù)，如干燥機轉(zhuǎn)速和干燥氣風量，也直接影響粉料在干燥機內(nèi)的停留時間和干燥效果。還有，如果在干燥機運行期間有違反操作規(guī)程的情況的發(fā)生的話，會加劇結片的產(chǎn)生，而且由于化工生產(chǎn)的連續(xù)性和結片導致的惡性循環(huán)，導致的問題會逐漸積累嚴重。
4、解決對策
    通過對干燥機出料含結片的原因的分析可知，要想解決結片問題對擠壓造粒的影響，主要要從兩個方面著手：一是精心操作，控制所有相關參數(shù)在正常范圍，以減少結片的產(chǎn)生；二是進行改造，增加篩分工序，在粉料進入造粒工序之前，將結片從粉料中去除。
4.1預防和減少結片的措施
4.1.1聚合系統(tǒng)應采取的措施
    (1)保證原料乙烯溫度；
    (2)控制釜內(nèi)漿液濃度；
    (3)控制釜內(nèi)催化劑濃度；
    (4)精心操作，確保工藝參數(shù)穩(wěn)定。
4.1.2離心機系統(tǒng)應采取的措施
    (1)調(diào)整溢流堰高度，確保下料穩(wěn)定；
    (2)在調(diào)整離心機進料時，緩慢逐步調(diào)整；
    (3)認真巡檢，確保離心機平穩(wěn)運行。
4.1.3干燥機系統(tǒng)應采取的措施
    (1)控制干燥系統(tǒng)的氮氣露點溫度和風量在合適范圍。
    干燥系統(tǒng)的氮氣露點溫度和風量影響著干燥效果和下料速度，控制干燥系統(tǒng)露點溫度主要條件：循環(huán)水、鹽冷水換熱器換熱面積、循環(huán)水、鹽冷水的溫度，循環(huán)水正常溫度27℃以下，鹽冷水-10℃以下。干燥系統(tǒng)的露點溫度在30℃以下。
    干燥系統(tǒng)的風量控制對干燥系統(tǒng)長周期運行有很大影響。風量過低，不易將蒸發(fā)的己烷帶走，過大又容易造成霧沫夾帶，造成換熱器、除霧器的堵塞，影響換熱效果。循環(huán)氣的循環(huán)量應當在儀表顯示確認準確、無誤的情況下，控制在設計指標內(nèi)。
    (2)嚴格控制干燥系統(tǒng)溫度和壓力
    干燥機加熱蒸汽管線內(nèi)蒸汽的溫度，直接影響干燥效率，但同時與結片產(chǎn)生緊密相關。在干燥機下料揮發(fā)份超標時，盡量通過其他手段來調(diào)節(jié)，以避免上調(diào)溫度引起更為嚴重的結片。干燥系統(tǒng)壓力的高低，對聚乙烯粉末中已烷蒸發(fā)速率有著很大影響，壓力高容易造成己烷蒸發(fā)速率降低，影響粉末濕含量。因此分離干燥的壓力要嚴格控制在工藝要求指標內(nèi)。
    (3)合理控制干燥機烘干機轉(zhuǎn)速
    干燥機的轉(zhuǎn)速快慢，也會影響分離干燥系統(tǒng)的開車穩(wěn)定和聚乙烯粉末的濕含量，轉(zhuǎn)速應根據(jù)生產(chǎn)負荷及時的作調(diào)整。
    (4)定期檢修干燥機，清理干燥及內(nèi)部結片
    當干燥機內(nèi)部出現(xiàn)嚴重結片時，如條件允許可停車進行清理。清理應該徹底進行，不可只進行部分清理，否則因為停車后溫度下降至環(huán)境溫度，再次開車時溫度有升至100℃，過程會加速結片的脫落，導致結片出現(xiàn)特別頻繁。
    (5)對干燥機進行改造，改進內(nèi)部盤管
    在裝置進行檢修時，針對干燥機存在的問題，對干燥機進行改造，改進內(nèi)部盤管聯(lián)接方式，以增加蒸汽流動性，提高換熱效果，從根源上解決干燥機蒸汽盤管上的結片粘壁問題。
4.2增加旋振篩分離結片
    由結片造成的損失：(1)擠壓機每次停開車產(chǎn)生200~300 kg的餅料，并且還有粒型不合格的過渡料產(chǎn)生；(2)每次清秤和擠壓機停開車，耗時約40 nun，消耗人力4人以上；(3)擠壓機頻繁的停開車，對擠壓機設備壽命產(chǎn)生較大影響；(4)擠壓機屬于超大型機組，停開車對供電網(wǎng)絡沖擊巨大。因此，由擠壓機停車造成的經(jīng)濟損失是巨大的，包括產(chǎn)品損失、生產(chǎn)停頓、設備折舊、耗費人工等。
    旋振篩是一種特殊型、高精度細粒篩分機械。特別適用于細粒、微粉的分級、除塊處理，旋振篩可用于干式、濕式及多種幾何狀顆粒的篩分作業(yè)。旋振篩可安裝多層篩面，篩面及篩框可用各種材料和工藝的網(wǎng)孔板等。可附加防堵塞、促使顆粒成層的多種措施。旋振篩為全封閉結構，無粉塵溢散‘4]。旋振篩具有篩分效率高、體積小、重量輕、生產(chǎn)能力大，安裝簡單、維修方便，便于工藝布置、全封閉結構無粉塵污染、穩(wěn)定性高、可連續(xù)化生產(chǎn)等一系列優(yōu)點。因此，增加旋振篩分離結片是可行的，并且可以有效解決結片造成的危害。經(jīng)濟效益方面，增加旋振篩的改造成本和運行成本是遠遠小于結片所造成的損失的。
5、結論
    (1)干燥機出料含有結片的主要原因是：來自聚合系統(tǒng)的結片、來自離心機系統(tǒng)的結片、因干燥機的內(nèi)部結構因素和實際操作控制因素造成的干燥機自身的結片等。
    (2)通過嚴格控制聚合系統(tǒng)、離心機系統(tǒng)、干燥系統(tǒng)各工藝參數(shù)，精心操作，對干燥機進行技術改造，以減少結片的產(chǎn)生，但不能從根本上杜絕結片的產(chǎn)生。
    (3)在粉料計量秤前增加旋振篩，用以除去結片是可行的，并且可以有效解決結片造成的危害，保證擠壓造粒系統(tǒng)的平穩(wěn)運行。
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