淺談聚烯烴裝置擠壓造粒設備的選型與應用

陳曉梅

摘要：近年來，隨著油價降低，油制聚烯烴成本得到了有效地控制，以及聚烯烴市場需求不斷擴大，我國制造聚烯烴行業欣欣向榮，總產能在不斷增長。擠壓造粒機是聚烯烴生產裝置的關鍵設備之一，科學的選型是聚烯烴生產裝置穩定運行的關鍵。擠壓造粒設備有很多不同的結構和分類，各種設備都有它的優點和缺點，需要根據具體的聚烯烴項目方案進行科學且合理的選擇，以滿足聚烯烴項目的不同需求。本文就聚烯烴裝置擠壓造粒設備的選型與應用展開研討。

關鍵詞：聚烯烴裝置;擠壓造粒設備;選型與應用

1、引言

聚烯烴在我國包裝、農業、機械行業、電力電器行業以及日用品等方面應用廣泛，是我國工業生產力重要的生產原料和動力。近年來，我國的油價呈現不斷降低的趨勢，該局面給聚烯烴市場帶來了生機，聚烯烴裝置擴能仍不斷向前，如浙江石化、盛虹一體化、恒力石化、古雷石化等將在2020-2025年集中投產。作為聚烯烴裝置的關鍵設備——擠壓造粒機卻主要依賴進口，大大提高了企業的生產成本，因此，很多生產聚烯烴的企業都迫切地想要實現自身技術的獨立，實現逐步代替進口。所以對聚烯烴裝置擠壓造粒機的選型上需要花費更多的時間和心思，切實地研究各類擠壓造粒機的結構，明確這些結構的作用是什么，摸清擠壓造粒機的分類，以便滿足各類聚烯烴加工方案，更進一步推進相關企業著力發展聚烯烴高端市場，對維護我國能源和經濟安全具有重要意義。

2、擠壓造粒機的基本概述

2.1擠壓造粒機的結構

擠壓造粒機是利用其壓力將某些固體物料進行團聚的干法造粒的工作過程，是很多機械行業都會使用到的機器之一。它能將制造得到的聚乙烯、聚丙烯從粉料狀態經過混煉、擠壓、造粒等過程制造成顆粒狀聚烯烴物料，有效避免了聚烯烴發生粉塵爆炸，同時也為后續的包裝、計量、運輸等工藝流程提供更多的工作便利。擠壓造粒機由主驅動端、加工段、排料段等主要結構組合而成，同時還有潤滑油系統、風送系統、傳動系統等為其提供更多制造工作需要。不同的結構對聚烯烴制作具有不同的作用。例如，加工段的螺桿、調節閥、冷卻單元等結構能夠將聚烯烴和其他添加劑充分融合起來，以滿足工藝要求。一般而言，擠壓造粒機的三個主要結構都有其獨特的作用，只有通過這三個結構的密切配合才能夠更好地為聚烯烴制作提供動力，良好完成混合和擠出工作，生產出符合要求的顆粒產品。

2.2擠壓造粒機的分類

目前市面上的擠壓造粒機可以根據螺桿的數量多少將其分為單螺桿擠壓造粒機和雙螺桿擠壓造粒機兩大類，他們所能達到的生產效率極限數值是不一樣的。目前我國聚烯烴項目一般所需達到的生產效率為每小時45噸以上，但是單螺桿擠壓造粒機所能達到的生產效率極限只能實現每小時生產25噸聚烯烴，不能滿足生產需求。所以目前工業生產中，主要選用雙螺桿擠壓造粒機進行生產工作。雙螺桿機擠壓造粒機根據不同的布置和結構可以分為L型和I型（直線型）兩大類;根據螺桿嚙合型式又可分為嚙合型和非嚙合型;根據轉動方向又有同向旋轉和異向旋轉之分。因此，在實際生產工作中，需要根據具體的聚烯烴加工方案來選擇不同的結構組合，因為不同的結構所發揮的作用大同小異。譬如，不同的組合能夠使螺桿式擠壓造粒機呈現出不一樣尺寸的直徑、嚙合形式以及轉動方向等。所以切合實際的選擇才是最穩固的方案。

3、關于擠壓造粒機器設備的比選分析

3.1 L型擠壓造粒機的優勢與不足

目前市場上的L型擠壓造粒機主要為兩根轉子反內向旋轉，兩個轉子之間不完全嚙合，轉子形式為整體式，具有工作轉速較高、剛性好等優點。除此之外，其加工段具有冷卻單元，可以使其所擠出的物料溫度處于適當的狀態，即使在較高的轉速作用下也能使其物料不會輕易地發生降解。但需要注意的是，螺桿的轉速過高極其容易導致混煉過程出現不均勻、物料停留時間過長、分布變寬等不良情況。由于L型擠壓造粒機的寄出段沒有加壓功能又為L型布置，導致了L型擠壓造粒機需要將物料進行轉向。且其需要建立輔助施加壓力措施幫助其對物料完成施壓工作，卻又因為所建立的壓力不夠大使其正向的輸送能力被約束，進而使它的自動清潔能力變差，并且由于L型擠壓造粒機雙轉子、異向不完全嚙合的構造使其混煉能力受到影響，表現能力較弱。另外，L型擠壓造粒機所需占地面積比較大，在有限的車間里很難找到合適的方位進行安置，而且經常需要進行檢查和維修保養工作，花費較大。

3.2 I型擠壓造粒機的優勢與不足

I型擠壓造粒機又名直線型擠壓造粒機，布局為直線型，兩根轉子同向旋轉，兩個轉子之間高度嚙合，比L型結構要簡單得多，且機筒和螺桿的組合形式可以根據物料的加工工藝和種類的不同進行任意組合，可以滿足更多聚烯烴項目加工的需求。其直線式的結構具有占地面積小、容易安置、正向輸送能力較強、自清潔性高、傳動損失較小等優點。總而言之，I型擠壓造粒機生產效率高、混煉度高、生產周期較短等優勢，廣泛使用于國內外市場使，但是其成本造價比較高，且與L型處于相同直徑規格的狀態下，I型的生產能力更勝一籌。

3.3 L型與I型擠壓造粒機選型分析

雖然L型與I型均可用于聚乙烯和聚丙烯裝置中，但具體的選型還需根據物料的種類、年產量、費用、加工工藝（如混煉方式）等進行綜合考慮。相比于聚丙烯物料，聚乙烯更容易擠壓造粒，均可以使用L型和I型，但其造價較低，因此，聚乙烯裝置多選用L型擠壓造粒機。聚丙烯結晶度高，結果規整，且其力學性能、硬度、強度、彈性等均比聚乙烯高，需要混煉度高、嚙合性好的螺桿結構，即I型擠壓造粒機。

4、國內外聚烯烴裝置擠壓造粒機組發展現狀

目前，國際上的擠壓造粒機廠家有德國的科倍隆（Coperion）、日本制鋼所（JSW）、日本神戶制鋼所（KOBE）擁有大型擠壓造粒機的設計、制造、安裝調試技術，科倍隆主要生產I型擠壓造粒機，日鋼和神戶則主要生產L型。我國的聚烯烴生產裝置使用的擠壓造粒機也大部分都是來自這三個廠家。國內僅大連橡膠塑料機械有限公司具有設計、制造大型擠壓造粒機的能力，但其產能較低，業績較少。目前，其研制的首臺套大規格30萬噸/年高密度聚乙烯裝置（ST）擠壓造粒機已在中石化寧波鎮海煉化有限公司完成交付和試車。這標志著大型擠壓造粒機組國產化首臺套攻關和高端化、系列化、標準化研制方面再次取得新突破，進一步推動了我國高端裝備制造業發展。四、結束語

聚烯烴項目是我國經濟長期發展的重要化工項目之一，裝置擴能仍未止步，民企、國企、外企等均在投資。本文主要介紹了L型、I型擠壓造粒機的結構、優缺點和國內外發展差距，總結了聚乙烯、聚丙烯裝置對擠壓造粒機組的選型原則和方法，為后續聚烯烴裝置的應用和研究提供參考。

我國的聚烯烴裝置擠壓造粒機的設計、制造、安裝仍然需要付出更多的努力，不斷探究更科學的技術，相關企業要牢記發展高端聚烯烴裝置擠壓造粒設備是未來需要不斷奮斗的方向，要懷揣著一顆堅決打破依賴進口機器的決心，研發出新型擠壓造粒設備，為國家創造更多社會效益，以及為相關企業提升其經濟效益。

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