石蠟成型脫模困難原因分析及對(duì)策研究

徐近林

中國石油化工股份有限公司荊門分公司，湖北 荊門 448002

1 概述

目前，市場(chǎng)上所銷售的塊狀石蠟多數(shù)是通過鏈盤式連續(xù)成型機(jī)將液體石蠟冷凍成型生產(chǎn)出來的。其生產(chǎn)原理是將液體石蠟定量澆注到不銹鋼蠟盤，蠟盤在傳動(dòng)鏈條帶動(dòng)下進(jìn)入冷室。經(jīng)過一定時(shí)間后，液體石蠟在冷室內(nèi)逐漸放熱而冷凍成蠟盤形狀的固體石蠟，并隨著傳動(dòng)鏈條的帶動(dòng)移出冷室，在石蠟脫模機(jī)構(gòu)作用下自動(dòng)脫模（即脫離不銹鋼蠟盤），然后包裝碼垛入庫。其中，石蠟脫模是石蠟成型生產(chǎn)過程中關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一，石蠟脫模能否順利完成，對(duì)石蠟生產(chǎn)具有重要影響。

2008年8月份以來，中石化荊門分公司加工的石蠟經(jīng)冷凍成型后，很難自動(dòng)脫模，對(duì)石蠟生產(chǎn)造成較大影響。筆者認(rèn)為，造成石蠟成型脫模困難的主要原因包括生產(chǎn)原料性質(zhì)變化、生產(chǎn)工藝控制條件，以及設(shè)備狀況等幾方面的因素，并通過對(duì)癥解決后即可徹底改變石蠟成型脫模困難的不利局面。

2 造成石蠟成型脫模困難的主要原因

2.1 設(shè)備類原因

1）石蠟脫模機(jī)構(gòu)彈簧老化，造成脫模滾輪壓力減小，導(dǎo)致石蠟成型脫模困難。石蠟脫模時(shí)，蠟盤朝下，脫模滾輪通過杠桿作用借助脫模彈簧拉力緊壓在蠟盤背部滾動(dòng)，促使石蠟從蠟盤內(nèi)脫落。由于荊門分公司石蠟成型機(jī)已經(jīng)運(yùn)行了20多年，其脫模彈簧一直沒有更新，彈簧拉力降低甚至喪失，造成脫模滾輪在蠟盤背部滾動(dòng)時(shí)壓力下降，從而造成石蠟無法順利自動(dòng)脫模；

2）蠟盤受損，蠟盤內(nèi)易于石蠟脫模的樹脂涂層大面積破壞，蠟盤變形，造成石蠟脫模困難。

2.2 工藝操作類原因

1）液體石蠟澆注溫度過高。根據(jù)石蠟結(jié)晶理論，高溫下蠟液遇到急冷，高熔點(diǎn)的蠟首先析出，生成大量的結(jié)晶中心[1]。由于結(jié)晶中心過多，使最終形成的蠟結(jié)晶顆粒較小，這樣就形成了質(zhì)地比較致密的蠟結(jié)晶體，緊緊粘附在不銹鋼蠟盤上，造成脫模困難；

2）石蠟脫模溫度偏高。石蠟脫模溫度即石蠟冷凍成型后脫模時(shí)的溫度，石蠟冷室溫度低，石蠟冷凍時(shí)間長(zhǎng)，則石蠟脫模溫度就較低。反之，石蠟脫模溫度就較高。實(shí)驗(yàn)表明，石蠟脫模溫度在20℃以下時(shí)，脫模較為容易，20℃以上時(shí)，脫模較為困難，高于35℃時(shí)就很難脫模。所以石蠟脫模溫度偏高時(shí)，石蠟脫模會(huì)比較困難。

2.3 原料性質(zhì)類原因

石蠟原料中碳分布偏寬、大分子量組份和異構(gòu)烴含量偏多，導(dǎo)致石蠟成型脫模困難。碳分布偏寬，大分子量組份偏多的石蠟原料冷凍成型時(shí)，部分粘附性強(qiáng)的大分子量、高熔點(diǎn)的蠟組分首先結(jié)晶[2]，形成致密的針狀晶體，造成脫模困難。而且據(jù)文獻(xiàn)資料[3]，石蠟甲基百分含量與其歧化程度有關(guān)，甲基含量越大，歧化度就越大。而石蠟的收縮率由又取決于其歧化度，歧化度越大，收縮率就越小。石蠟原料中異構(gòu)烴含量偏多，甲基含量相對(duì)較大，收縮率小，自然造成石蠟冷凍成型時(shí)脫模就比較困難。

2.4 其它原因

1）蠟盤上殘留較多蠟?zāi)斐墒灻撃］^為困難。據(jù)分析研究表明，石蠟脫模時(shí)，會(huì)有少量異構(gòu)烴和大分子量組份蠟?zāi)瓪埩粼谙灡P上，如不及時(shí)進(jìn)行清除，就會(huì)造成石蠟脫模較為困難；

2）原油開采、輸送過程中加入的各種添加劑，對(duì)石蠟成型脫模也會(huì)造成一定影響[4]。對(duì)脫模困難的石蠟進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室白土補(bǔ)充精制試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)經(jīng)白土補(bǔ)充精制后的石蠟脫模比較容易，這說明石蠟成型脫模困難與其中含有的極性、活性物質(zhì)有一定關(guān)系，如原油生產(chǎn)、運(yùn)輸中加入的助采劑、清蠟劑、流動(dòng)性改進(jìn)劑等。

3 改善石蠟脫模困難狀況的主要對(duì)策

1）更換石蠟脫模彈簧，恢復(fù)石蠟脫模滾輪對(duì)蠟盤的壓力。根據(jù)分析，石蠟脫模滾輪壓力不足，是造成石蠟脫模困難的原因之一。對(duì)石蠟脫模彈簧更換后，可改善石蠟脫模狀況；

2）更換部分受損蠟盤。石蠟蠟盤內(nèi)樹脂涂層脫落，以及蠟盤變形是造成石蠟脫模困難的重要原因之一。根據(jù)實(shí)際情況，分期分批對(duì)部分受損蠟盤進(jìn)行更新，可以較好地改善了石蠟脫模困難狀況；

3）控制石蠟澆注溫度在靠近工藝卡片要求的下限范圍內(nèi)。試驗(yàn)結(jié)果表明，蠟在適宜的溫度下結(jié)晶，易生成纖維狀結(jié)構(gòu)和分散的片狀結(jié)構(gòu)，結(jié)晶體之間有較大的空隙，蠟塊容易脫模。所以，通過控制石蠟澆注溫度在靠近工藝卡片要求的下限范圍內(nèi)（即高于熔點(diǎn)8℃～10℃），石蠟脫模狀況將得以明顯改善；

4）降低石蠟脫模溫度。實(shí)踐表明，脫模溫度對(duì)脫模難易有明顯的影響，控制脫模溫度在20℃以下，脫模狀況有明顯好轉(zhuǎn)；

5）調(diào)整加工方案，減少石蠟原料中的異構(gòu)烴及C40以上含量。通過調(diào)整上游生產(chǎn)裝置加工方案，適當(dāng)降低滑料的干點(diǎn)，減少石蠟原料中的異構(gòu)烴及C40以上含量，石蠟脫模困難的狀況將會(huì)得到徹底改變；

6）及時(shí)清除蠟盤上殘留的蠟?zāi)Ｍㄟ^定期用蒸汽對(duì)殘留在蠟盤上的蠟?zāi)M(jìn)行清除，可以較好地改善石蠟脫模的困難局面；

7）通過白土補(bǔ)充精制裝置對(duì)石蠟原料進(jìn)行精制，脫除石蠟原料中含有的極性、活性物質(zhì)后再冷凍成型，也可解決石蠟成型脫模困難的現(xiàn)象。

4 結(jié)論

1）石蠟原料中異構(gòu)烴含量和高分子含量增加是導(dǎo)致石蠟成型脫模困難的主要原因。通過選擇有利生產(chǎn)方案，控制好石蠟原料性質(zhì)，適當(dāng)降低滑料的干點(diǎn)，減少石蠟原料中的異構(gòu)烴及C40以上含量，可從根本上解決石蠟成型脫模困難的難題；

2）加強(qiáng)生產(chǎn)工藝過程控制。一是控制石蠟澆注溫度高于熔點(diǎn)8℃～10℃；二是控制脫模溫度不高于20℃，為有效改善石蠟脫模困難的不利局面；

3）加強(qiáng)設(shè)備維護(hù)，一是要定期檢測(cè)石蠟脫模彈簧，發(fā)現(xiàn)拉力降低時(shí)及時(shí)更新；二是發(fā)現(xiàn)受損蠟盤及時(shí)更換；三是定期用蒸汽清除殘留在蠟盤上的蠟?zāi)?/p>

[1]溫慧穎，等.高分子結(jié)晶理論的新概念與新進(jìn)展[J].高分子學(xué)報(bào)，2008(2)：7-10.

[2][匈]弗羅因德.M.Freund,等.石蠟成品的性質(zhì)、生產(chǎn)及應(yīng)用[M].北京：烴加工出版社，1988.

[3]徐堅(jiān)，瞿金平，薛忠民.高分子材料與工程[M].科學(xué)出版社，2008,1.

[4]陸士慶.煉油工藝學(xué)[M].石化出版社，2007,4.