聚丙烯粉料、粒料熔融指数差异原因分析

相对平均偏 差，%
对应粒料数 据 g /10 m in
4.6
4.8
4.6
4.7
2.13
3.8
5.5
5.6
5.3
5.5
1.82
4.4
4.9
4.7
4.8
4.8
1.25
3.9
4.3
4.2
4.2
4.2
0.71
3.4
4.6
4.3
4.2
4.4
3.86
3.8
平均值与粒料 差值 g /10 m in
0.9 1.1 0.9 0.8 0.6
� 石油化工安全环保技术 2012 年第 28 卷第 1 期 P ET R O C H E M IC AL SAFET Y AN D EN V IR O N M EN T AL P R O T EC T ION T E C H N O L O GY
37
聚 丙 烯 粉 料 �粒 料 熔 融 指 数 差 异 原 因 分 析
关键词: 熔融指数 粉料 粒料
锦西石化聚丙烯装置使用 NT H 公司的专利， 采用气 相法聚丙烯 生产技术， 以四氯化钛 为主催 化 剂，三 乙基铝�硅 烷为辅催 化剂， 先将丙烯 聚合生 成聚丙烯粉料，再 造粒 生成粒 料聚 丙烯�车 间根 据 聚丙烯粉料的熔融 指数调 整工 艺参数，控 制成 品粒 料熔融指数的大小�在 装置开 车期 间发 现，聚丙 烯 粉料�成品粒料的 熔融 指数有 很大 差异，经 造粒 后 生产的聚丙烯粒料的 熔融指 数远小 于粉料 的熔 融指 数�并且同一 批 粉料 的 熔融 指 数数 据 重复 性 不好， 不能给生 产提供可靠的调整依据�产 品粒料聚丙烯
周久茹，苏志远，李 金
( 中国石油天然气股份有限公司锦西石化分公司，辽宁 葫芦岛 125000)
摘 要: 熔融指数是划分聚丙烯牌号的关键指标�在锦西石化聚丙烯装置开车期间，聚丙 烯 粉料熔 融指 数分 析数 据重 复 性不 好 ， 且与 聚 丙 烯 粒 料 的熔 融 指 数 存 在 较大 差 异 � 车间 无 法 正 常组织 生产 ，聚 丙烯 产品 无 法 在 装 袋前 确 定 正 确 牌 号� 针 对 这 一问 题 ， 通过 实 验 ，逐 步 查 找聚 丙烯 粉料 �粒 料的 熔融 指 数差 异 的 根 本 原 因� 确 定 主要 原 因 在 于 聚 丙 烯粉 料 未 去 活， 测 试 粉料熔 融指 数前 未进 行合 适 的样 品 预 处 理� 通 过 实 验 确定 最 优 的 样 品 预 处理 方 法 �使 用 这 一 方法便 于生 产过 程控 制， 保证 产品 的质 量稳 定， 提高 了公司 的经 济效 益�
的熔融指数 不符合产 品标 准要求，只 能按 不合格 品 协议出厂，严重 影响公 司的 经济效 益�因此，探 讨 聚丙烯粉料�粒料熔融指数差异原因是十分必要的�
1 熔融指数差异原因分析
表 1 为聚丙烯装置开车期间，粉料�粒料熔 融指数数据对比�从表 1 中数据可以看出: 五组 数据 粉 料 相 对 平 均 偏 差 最 大 32.30% ，最 小 3.85% ，无稳定性可言，且与粒料差值过大，最 大达 7.2 g/10 m in，对装置生产没有指导意义�
g/10 m in，有一定指导意义，基本能满足车间需 要， 及时 也较 准确 ，是 比较 好的方 法�
( 4) 直接加为 2% ( m /m ) 的 B H T 粉，进行熔 融指 数测 定�
样品名称 FA331-16
表 6 加 BH 后粉料熔融指数数据重复性以及与粒料试验数据对比
第一次试验数 据 g/10 m in
粉料熔融指数重复性不好，严重超出 �热塑 性 塑料 熔体质 量流 动 速 率 和熔 体 体 积 流 动 速率 的 测定� ( G B /T 3682-2000) 中有关实验精密度的规 定�说明仪器或分析工 操作可能存在 一定问题� 首先，按照 G B /T 3682-2000 中的步骤，使用标准 样品对 B M F-001 型熔融指数测定仪进行校正�确 认 仪器 无任何 问 题， 并 且 聚丙 烯 粒 料 的 熔 融指 数 数据符合 GB /T 3682-2000 精密度要求�然后，对
如表 3 所示，经加 0.5% ( m /m ) 的 1010 抗氧 化 剂丙 酮溶液 处 理后 ， 五 组数 据 粉 料 相 对 平均 偏 差最大 3.86% ，最小 0.71% ，稳定性很好，但与 粒料差值较 大，最大 达 1.1 g/10 m in，最小 0.6 g/10 m in，有一定 指导意 义�但 经丙 酮处 理后， 用烘箱干燥再称量，时间上要 2 h 后才能出数据， 不 能及 时满足 车间 需要 ，不 是最 好的 方法 �
10.8
粉料平均值 g/10 m in
11.4
相对平均 偏差，%
14.62
对应粒料数据 g /10 m in
4.2
7.8
7.4
7.8
3.85
4.1
11.6
7.1
9.1
18.68
4.9
7.6
7.5
6.1
32.30
2.8
7.9
8.2
7.8
3.85
4
平均值与粒料 差值 g /10 m in
7.2 3.7 4.2 3.3 3.8
按照 �热塑性塑料熔体质量流动速率和熔体 体积流动速率的测定� ( GB /T 3682-2000) 校正仪 器� 样品 测定 以及 结 果 计 算� 为 消 除 测 定过 程 中 氧气干扰，增加 了对 料筒 氮气吹 扫这 一实 验步 骤，具体分析条件见表 2�
为 验证上 述 推测 ， 采 用不 同 的 粉 料 预 处理 方
表 2 熔融指数实验条件
法 ，分 别做试 验与 同 批 次的 粒 料 进 行 熔 融 指数 对
实验条件
数值
比，查找二者差� 异的原因，逐步寻找� 一种合适的 料筒温度， 230 0.5
粉料预处理方法，使� 粉料�粒料熔融指数的差值 试验前用氮气吹扫时间，
10
最小�数据稳定，便于指导生产� � 样品用量，g 3 8
负荷，k g
2.16
2 实验部分
� 切割时间间隔，
12
2.1 方法概要 热塑性 塑料的熔融 指数是指热 塑性塑料在 一定
温度( 230 ) 和负荷( 2.16 k g) 下，熔体每 10 m in
2.4 实验结果 ( 1) 加 0.5% ( m /m ) 的 1010 抗氧化剂( 溶于
丙酮溶液再干燥处理) 后，进行熔融指数测定�
样品名称
FA331-6 FA331-7 FA331-8 FA331-9 FA331-10
表 3 1010加丙酮处理后粉料熔融指数重复性以及与粒 料试验数据对比
第一次试验数 据 g/10 m in
第二次试验数 据 g /10 m in
第三次试验数 据 g /10 m in
粉料平均值 g/10 m in
第一次试验数 据 g/10 m in
第二次试验数 据 g /10 m in
第三次试验数 据 g /10 m in
粉料平均值
相对平均偏 差，%
对应粒料数据 g /10 m in
2.7
2.9
3.2
2.9
5.86
2.8
FA331-12
3.2
3.4
3.1
3.2
3.13
2.7
FA331-13
6.2
5.7
5.3
照操 作规 程，检 查分 析工 操作步 骤， 也未 发现 问题 �
收稿日期: 2011 - 09 - 17� 作者 简介 : 周久 茹，男，1996 年毕 业于 抚顺 石油 学 院 工业 分 析 专业，2005 年 获 东北 大 学在 职 M B A 学 位，主要从事聚丙烯 和丙烯 产品分 析技术 管理 工作， 工程师�电话: 0429-2179230
5.3
5.3
5.4
1.85
4.1
FA331-20
3.3
3.1
3.1
3.2
3.13
2.7
平均值与粒料 差值 g /10 m in
0.6 1 1
1.3 0.5
如表 5 所示，经加 2.5% 的 1010 和 168 抗氧 化 剂直 接处理 后， 五 组 数 据粉 料 相 对 平 均 偏差 最 大 3.13% ，最小 1.85% ，稳定性很好，与粒料差 值也小了很 多，最大 达 1.3 g/10 m in，最小 0.5
4.9
4.7
4.9
4.8
2.08
4.1
FA331-20
2.9
2.8
2.9
2.9
1.03
2.7
平均值与粒料 差值 g /10 m in
万方数据
� 38 石油化工安全环保技术
2012 年第 28 卷第 1 期
排除了仪器以及人为因素后，问题只能出在 通过标准口模毛细管的质量或熔融体积，用 M FR
对粉料的样品处理上�从表 1 还可看出，粉料的 ( M I) 或 M V R 值表示�
熔 融指 数远大 于 粒料 � 熔 融指 数 是 聚 丙 烯 分子 量 大 小的 体现， 粉 料的 熔 融 指 数 大， 说 明 粉 料的 分 子 量小 于粒料 � 推测 可 能 是 因 为 粉料 未 去 活 ，且 比 粒料 少了抗 氧 剂和 稳 定 剂 ，使 粉 料 聚 丙 烯在 熔 融指数测定仪 230 料筒中高温降解生成小分子 聚 丙烯 ，另外 粉 料中 含 有 少 量 游 离态 丙 烯 ，与 粉 料 在高 温下继 续 发生 聚 合 反 应， 生 成 少 量 齐聚 物 或 较大 分子聚 丙 烯颗 粒 ， 造成 粉 料 聚 丙 烯 比粒 料 聚 丙烯 熔融指 数 偏 大， 并 且 数 据 不稳 定 ， 几乎 每 分 析一 次一个 数 据 ，且 随 着 放 置 时间 的 增 加 ，有 减 小趋 势�粒 料由 于 在 造 粒前 加 入 的 抗 氧 剂和 稳 定 剂， 阻止了 高温 造 粒 过程 的 继 续 分 解 和 聚合 反 应 ，熔 融指数 数据 稳定 �