樹脂造粒系統對產品外觀的影響綜述

張衛東 吳建坡 余超 李松彪 趙虎(新疆天利石化控股有限公司加氫樹脂廠，新疆 克拉瑪依 833600)

1 概述

天利加氫C9石油樹脂裝置，設計加工能力為1.5萬噸/年，2019年6月開工投料。在加氫樹脂產品開始造粒之后陸續發現各批次產品不同程度的出現外形不均勻、有色料、機雜、黑點料等現象。本文通過排查造粒過程，分析了產生上述問題的原因，并提出了優化建議。

2 造粒系統工藝簡述

加氫C9石油樹脂樹進入熔融樹脂罐與抗氧劑進行均化后被泵送入造粒機，從造粒布料器滴落在鋼帶上經冷卻后成型并在造粒機機尾由刮板將鋼帶上的樹脂顆粒剝離去包裝機。

脫模劑水溶液經輥子涂覆在鋼帶上，由刮水板涂覆均勻并去除夾帶的雜質和多余的脫模劑溶液。

3 產品外觀質量問題分析及建議

3.1 造粒機負荷的影響

造粒負荷與設計負荷的偏差是導致樹脂顆粒的不規整的一個原因。天利石化有兩臺造粒機，單臺能力1.5t/h，上游單元的生產能力1.9t/h。僅開一臺造粒機的能力不能滿足生產需要。兩臺造粒機全開，低負荷造粒導致樹脂成型不飽滿，顆粒細碎，影響外觀。

建議根據上游的庫存，合理安排兩臺造粒機同步開停的時間，既保證生產平衡又保證造粒負荷匹配產品外觀的要求。

3.2 造粒機機頭溫度的影響

樹脂顆粒的外形受造粒機機頭的物料溫度與樹脂軟化點匹配、鋼帶轉動頻率與布料器轉動頻率匹配的影響。

造粒機機頭物料溫度對應樹脂的軟化點太高或太低均會造成產品顆粒不飽滿甚至產生連片料。造粒機機頭物料對應其軟化點的溫度偏高，滴落在鋼帶上的樹脂顆粒攤薄較大，樹脂呈扁平狀。造粒機機頭物料對應其軟化點的溫度偏低，滴落在鋼帶上的樹脂顆粒會帶有尖錐。

3.3 造粒機脫模系統的影響

天利C9加氫樹脂造粒過程中，發現脫模系統的刮水板被融(溶)解。刮水板使用的黑橡膠與產品中的低分子量樹脂相溶(融)，導致橡膠融(溶)化。

對比C9冷聚樹脂加氫前后的分子量，C9冷聚樹脂經過加氫之后出現了分子量300以下的組分，最低分子量達118。這部分小分子的樹脂被刮水板從鋼帶上剝離并積聚在刮水板上而融(溶)解了刮水板。黑色橡膠材質的刮水板被溶(融)解后附著在鋼帶上并被鋼帶上的樹脂顆粒所攜帶而影響C9加氫石油樹脂的外觀。

建議將刮板更換為更耐油的白色硅膠板，同時從加氫工藝調整產品的最低分子量，減緩刮水板及輥子被低分子溶(融)解。

3.4 造粒機布料器的影響

樹脂進入造粒機的布料器，在布料器外轉筒轉動造粒過程中，會有少量樹脂飛濺積聚在刮料器外表面。刮料器的作用是給外轉筒加熱并防止樹脂隨外轉筒的轉動而飛濺，刮料器內的熱媒溫度265℃左右，所以積聚在其表面的樹脂因高溫碳化成黑色物料，脫落進入樹脂顆粒中而影響C9加氫石油樹脂的外觀。

對累積產生黃色、黑色、碳化雜質的部位，建議定期停工時對造粒機的這些部位進行徹底清理。

3.5 造粒煙氣風機的影響

造粒機機頭護罩起著防護和收集機頭煙氣的作用。煙氣的收集口在機頭護罩的正上方，煙氣風機從造粒機機頭吸入的煙氣被冷凝后變成油滴，從風機的入口管線回流滴落在鋼帶的樹脂上，導致樹脂粒料帶油滴。

樹脂造粒過程煙氣較多的原因：①石油樹脂中的低分子組分從布料器出來滴落在鋼帶的過程中發生閃蒸，低分子組分汽化；②高溫樹脂滴落在鋼帶上，瞬間加熱并汽化鋼帶上附帶的微量水進入煙氣風機。

建議將造粒機頭防護罩由平頂改為半錐形頂，煙氣的收集口在半錐形的側方，杜絕冷凝的煙油回落在鋼帶上。同時機頭防護罩內部增加集油設施，這樣可以使防護罩內部可能存在的油滴沿錐形進入集油設施。

建議在C9冷聚及加氫過程中，應優化原料配比和加氫工藝，控制樹脂產品中低分子量的占比，減少低分子量樹脂在造粒時閃蒸產生的煙油。

3.6 造粒機機尾刮料板的影響

由于加氫后的C9石油樹脂低分子量占比增大，分子量更低。所以在造粒機機尾樹脂從鋼帶脫離時產生較多的粉料和碎料。造粒機機尾的刮板、擋板容易積聚樹脂的粉料和碎粒，長時間氧化變色，脫落進入產品中會影響樹脂的外觀顏色。

4 結語

由于加氫后的樹脂外觀顏色水白，細小的雜質都會對產品的外觀造成影響，這對整個造粒過程的管控提出了非常高的標準。為達到對加氫樹脂外觀質量的控制，不僅需要對造粒系統進行優化改造，還需要從冷聚、加氫工藝控制的優化以及產品外觀質量的管控方面進行配合。