聚合反應(yīng)機(jī)靜態(tài)混合器的延時(shí)沖洗改造

王永旺 鄧文升 李璐 (中海石油天野化工股份有限公司，內(nèi)蒙古呼和浩特010070)

聚合反應(yīng)機(jī)靜態(tài)混合器的延時(shí)沖洗改造

王永旺 鄧文升 李璐 (中海石油天野化工股份有限公司，內(nèi)蒙古呼和浩特010070)

靜態(tài)混合器NY11的穩(wěn)定運(yùn)行，將會(huì)對(duì)聚合機(jī)的工況穩(wěn)定和產(chǎn)品品質(zhì)穩(wěn)定產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。聚合機(jī)停車后，靜態(tài)混合器拆除清理困難，時(shí)間把握不好，容易引發(fā)次生事故；聚合機(jī)開車前，靜態(tài)混合器安裝困難，備件消耗大，采購(gòu)周期長(zhǎng)，價(jià)格貴。應(yīng)工藝要求在WY12的KCM控制器停車輸入信號(hào)之前加一個(gè)延時(shí)繼電器，當(dāng)來自聚合機(jī)或研磨的停車信號(hào)發(fā)出時(shí)，WY12會(huì)延時(shí)90秒后再停車，以達(dá)到停車沖洗NY11的目的。

靜態(tài)混合器；延時(shí)沖洗；二氧五環(huán)

一、改造的理論基礎(chǔ)

共聚甲醛是一種沒有側(cè)鏈、高密度、高結(jié)晶性的線性聚合物，共聚合反應(yīng)遵循陽(yáng)離子聚合機(jī)理。陽(yáng)離子聚合反應(yīng)具有不易控制，反應(yīng)條件苛刻，再現(xiàn)性差等的特點(diǎn)。決定了對(duì)于聚甲醛聚合反應(yīng)進(jìn)行控制存在四大難題：

1.聚合體系為非均相體系，不易控制；

2.聚合速率快，聚合反應(yīng)是一個(gè)動(dòng)態(tài)的平衡，數(shù)據(jù)重現(xiàn)性差發(fā)生問題，很難追溯確定的原因；

3.聚合反應(yīng)條件苛刻，對(duì)雜質(zhì)很敏感，外界干擾因素及助引發(fā)劑、微量雜質(zhì)對(duì)聚合速率影響很大；

在聚甲醛的生產(chǎn)過程中，經(jīng)過稱量的三聚甲醛、二氧五環(huán)、催化劑、丁縮醛，按照PLC控制器內(nèi)的配方控制。根據(jù)配方進(jìn)入NY11（靜態(tài)混合器）進(jìn)行混合，然后進(jìn)入聚合機(jī)進(jìn)行聚合反應(yīng)。

由此可見，靜態(tài)混合器NY11能否穩(wěn)定運(yùn)行，將會(huì)對(duì)聚合機(jī)的工況穩(wěn)定和產(chǎn)品品質(zhì)穩(wěn)定產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。

二、靜態(tài)混合器結(jié)構(gòu)介紹

靜態(tài)混合器結(jié)構(gòu)圖1

（邏輯圖2）

由圖1可以看出，靜態(tài)混合器NY11是物料進(jìn)入聚合機(jī)的最后一道門戶，它負(fù)責(zé)把四種原料混合均勻，從而使聚合機(jī)能更穩(wěn)定的運(yùn)行，產(chǎn)出合格優(yōu)質(zhì)的聚甲醛粉料。因?yàn)樗姆N物料都需同時(shí)進(jìn)入混合器NY11中，這就要求混合器NY11本身需要多個(gè)管接口、法蘭接口。

對(duì)于三聚甲醛低于62°C會(huì)凝固并自聚而言，為了保證物料在混合器NY11中不結(jié)晶凝固，需要加裝90℃熱水系統(tǒng)，這就使本就不大的混合器NY11四周管線接頭密布，即使熟練工人每次拆裝操作都需2小時(shí)以上。而且還無法檢驗(yàn)安裝效果，開車后出現(xiàn)原料泄漏現(xiàn)象也時(shí)有發(fā)生。

三、靜態(tài)混合器運(yùn)行中存在的問題以及對(duì)聚合反應(yīng)的影響

靜態(tài)混合器如混合不均勻則會(huì)造成聚合反應(yīng)波動(dòng)大，產(chǎn)品分子量分布寬，聚合反應(yīng)轉(zhuǎn)化率低。聚合反應(yīng)不能正常進(jìn)行，生成低分子聚合物，甚至沒有反應(yīng)造成熔融指數(shù)超高。因此，靜態(tài)混合器的混合效果對(duì)聚合的轉(zhuǎn)化率有著積極的影響，靜態(tài)混合器的穩(wěn)定運(yùn)行有利于聚合機(jī)的穩(wěn)定生產(chǎn)。但聚合機(jī)開停車是難免的，這就在實(shí)際生產(chǎn)中存在以下問題：

1.聚合機(jī)停車后，靜態(tài)混合器拆除清理困難，時(shí)間把握不好，容易引發(fā)次生事故

2.聚合機(jī)開車前，靜態(tài)混合器安裝困難，備件消耗大，采購(gòu)周期長(zhǎng)，價(jià)格貴。

聚合機(jī)的短期停車，NY11拆裝就是制約開車的主要因素，拆裝清理困難，耗時(shí)太長(zhǎng)。一般需要至少8個(gè)小時(shí)才能完成一次徹底清理和拆裝作業(yè)。每拆裝一次混合器NY11都要消耗大量備件。如NY11結(jié)構(gòu)圖中所示：713、714均為特質(zhì)厚壁不銹鋼短接，催化劑和丁縮醛入口管上的背壓閥每套進(jìn)價(jià)高達(dá)1萬(wàn)元，如圖731、733、C1、C2、C3、C9每個(gè)活套頭和法蘭間的密封墊片為了保證物料不漏則只能使用一次，混合器NY11的一套墊片造價(jià)為100元。

四、靜態(tài)混合器的技改思路

NY11的作用是將聚合機(jī)各原料充分混合，但是一旦遇到跳車或主動(dòng)停車時(shí)都會(huì)在內(nèi)部形成嚴(yán)重堵塞，必須重新拆裝清理。需要消耗大量人力和時(shí)間。NY11的穩(wěn)定運(yùn)行是聚合機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行的基礎(chǔ)。為了降低清理難度和節(jié)約開停車時(shí)間，必須找到一種辦法：在停車后30秒內(nèi)，將停留在NY11內(nèi)部的聚合混合物沖洗干凈，而且要求所用試劑的沖洗量足夠，并且具有足夠的溶解性。而在這么短的時(shí)間內(nèi)要求達(dá)到?jīng)_洗目的，只能從聚合的四種原料里選定：三聚易堵，催化劑和丁縮醛量又太少，只有二氧五環(huán)符合上述要求，所以只能選定二氧五環(huán)作為沖洗劑。

五、靜態(tài)混合器的技改過程

通過不斷摸索，我們找出了精制二氧五環(huán)特定范圍內(nèi)的含水量濃度下的最佳的沖洗時(shí)間和沖洗劑量。

由于啟動(dòng)沖洗時(shí)間與停車時(shí)間間隔超過50秒，沖洗效果會(huì)基本喪失，所以，如果我們?cè)谕＼嚭竽鼙M早開始沖洗，得到的效果就越好，讓二號(hào)喂料器在得到內(nèi)部聯(lián)鎖停止信號(hào)后延時(shí)停下，根據(jù)我們找出的特定濃度下二氧五環(huán)的最佳的沖洗時(shí)間和沖洗劑量，設(shè)置延時(shí)時(shí)間，就會(huì)達(dá)到最佳的沖洗效果。

根據(jù)聯(lián)鎖邏輯圖，將IES13包單元內(nèi)喂料器聯(lián)鎖進(jìn)行一系列改造，并針對(duì)二氧五環(huán)喂料泵和IES13包單元內(nèi)PLC進(jìn)行一系列改造，使得二氧五環(huán)喂料泵延時(shí)停泵90秒。改造后見（邏輯圖2）。

改造之前，來自聚合機(jī)或研磨的停車信號(hào)直接進(jìn)WY11、WY12、WY13、WY14的KCM控制器，因此四臺(tái)喂料器電機(jī)會(huì)同時(shí)停機(jī)，這樣造成的結(jié)果就是停車后NY11全堵。

在二號(hào)喂料器WY12的KCM控制器停車輸入信號(hào)之前加一個(gè)時(shí)間可調(diào)的延時(shí)繼電器，當(dāng)來自聚合機(jī)或研磨的停車信號(hào)發(fā)出時(shí)，WY11、WY13、WY14會(huì)馬上停車，而WY12會(huì)根據(jù)預(yù)設(shè)的延時(shí)時(shí)間在延時(shí)90秒后再停車。及時(shí)有效的達(dá)到?jīng)_洗NY11的目的，收到了極好的沖洗效果。

六、靜態(tài)混合器的改造效果。

通過這一技改后，NY11停車沖洗效果明顯：大幅節(jié)省開停車時(shí)間，提高工作效率，降低人員勞動(dòng)強(qiáng)度。可見，這一改造是成功的。