CN110900870B - 使用一台挤出机生产聚乙烯黑料和聚乙烯白料的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一台挤出机生产聚乙烯黑料和聚乙烯白料的方法，主要解决现有技术存在机器设备数量多、工程建设投资高的问题。本发明通过采用一台挤出机生产聚乙烯黑料和聚乙烯白料的方法，将生产聚乙烯白料与聚乙烯黑料的挤出机合二为一，并增加一个灰料料斗用于收集挤出机残留聚乙烯黑料及清洗挤出机聚乙烯灰料，并可再利用灰料料斗残留聚乙烯黑料及聚乙烯灰料以节约聚乙烯原料。由此减少机器设备数量、降低工程建设投资的技术方案较好地解决了上述问题，可用于一台挤出机生产聚乙烯黑料和聚乙烯白料中。

Description

使用一台挤出机生产聚乙烯黑料和聚乙烯白料的方法
技术领域
本发明涉及使用一台挤出机生产聚乙烯黑料和聚乙烯白料挤出工艺流程的方法，可应用于大规模商业化聚乙烯的工业生产中。
背景技术
聚乙烯是一种用途十分广泛的热塑性树脂，目前已成为世界上最大的合成树脂品种。聚乙烯的性质因品种而异，主要取决于分子结构和密度，采用不同的生产方法可以得到不同密度的聚乙烯产品。同时，市场上还需要添加炭黑的聚乙烯黑料与不添加炭黑的聚乙烯白料。在上述黑白料聚乙烯生产的工艺流程中，生产添加炭黑的聚乙烯黑料与不添加炭黑的聚乙烯白料需要设置两条挤出机生产线分别加以生产。现有技术实用新型专利申请号201720107861.9一种聚乙烯挤出机，公开了聚乙烯挤出机的机械结构，通过限位片与护板可以使聚乙烯输送到回收车内，通过回收车可以方便对聚乙烯进行快速回收。实用新型专利申请号201721129244.5一种聚乙烯管件成型挤出机，公开了聚乙烯管件成型挤出机的机械结构，通过加热板持续加热的作用，能够保证聚乙烯溶料在落料口内的流动性；通过加热圈的作用，使聚乙烯溶料能够很顺畅地进入挤压通道内；通过卸下螺栓，能够很方便地将螺旋叶片杆从输料通道中拆出来，旋转芯辊能够很方便地将芯辊从限位盘中拆出，方便螺旋叶片杆和芯辊的清洗，能够保证挤出机下次工作的效率。发明专利申请号201110195341.5一种减小井架基础所受冻胀作用的施工方法，公开了将聚醚类白料和酯类黑料按照重量配比混合，搅拌均匀喷入套管中空间进行发泡，冻结冷却后，再将混合均匀的黑、白料混合物倒入捆绑空间进行发泡；由于聚氨酯泡沫良好的热绝缘性，能够有效地减少冻胀作用对井架基础的影响，进而确保永久井架的安全稳定性。发明专利申请号201710728910.5一种外黑内白型聚乙烯实壁管材，公开了聚乙烯实壁管材的管体包括由外向内依次设置的外层抗老化保护层、中间阻氧层和内层流动接触层；由于管道内壁没有炭黑的存在，可以有效地延缓自来水中的游离氯对塑料树脂的破坏作用，提高了管道本身的耐老化性能和阻氧性能，有效地解决了管道内壁细菌和微生物的滋生，提高水质的卫生指标及标准通水量的持久性。
现有技术的聚乙烯挤出造粒工艺流程中，造粒能力与聚合能力间的矛盾日益显现，已成为制约聚乙烯装置进一步提高运行水平和发挥生产潜能的“瓶颈”。现有技术实用新型专利申请号201720107861.9和实用新型专利申请号201721129244.5仅仅公开了聚乙烯挤出机的机械结构，但没有使用一台挤出机既能够生产聚乙烯黑料又能够生产聚乙烯白料的方法。发明专利申请号201110195341.5和发明专利申请号201710728910.5仅仅公开了聚乙烯黑料和聚乙烯白料的应用技术，但也没有使用一台挤出机既能够生产聚乙烯黑料又能够生产聚乙烯白料的方法。综上所述，现有技术生产聚乙烯白料和聚乙烯黑料的工艺流程，不得不设置二台挤出机，分别生产聚乙烯白料和聚乙烯黑料，存在机器设备数量多、工程建设投资高的问题。
因此，亟需一种既可生产聚乙烯黑料也可以生产聚乙烯白料工艺流程的方法，由此，减少了机器设备数量，降低了工程建设投资。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术中的不足，提供一种使用一台挤出机生产聚乙烯黑料和聚乙烯白料的方法。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案是：
使用一台挤出机生产聚乙烯黑料和聚乙烯白料的方法，包括以下步骤：
(a)将生产聚乙烯白料的挤出机和生产聚乙烯黑料的挤出机合二为一，来自上游系统生产的聚乙烯粉料通过螺杆送料机进入挤出机；
(b)当生产聚乙烯白料时，聚乙烯粉料通过挤出机直接挤出造粒为聚乙烯白料；当生产聚乙烯黑料时，根据不同牌号聚乙烯的要求，在聚乙烯粉料中按比例加入炭黑，聚乙烯粉料与炭黑通过挤出机混合后挤出造粒为聚乙烯黑料；
(c)聚乙烯黑料切换聚乙烯白料时，首先停止加入炭黑，然后继续加入并计量上游聚乙烯粉料的质量，用聚乙烯粉料清洗挤出机，直到挤出机出料中不含炭黑为止；清洗阶段挤出机切换出来的聚乙烯灰料，经黑料水洗干燥后，通过风送单元送至上游灰料料斗储存备用；
(d)聚乙烯粉料通过清洗干净的挤出机直接挤出造粒聚乙烯白料；聚乙烯挤出机挤出造粒的聚乙烯白料通过白料水洗干燥系统处理之后进入下游系统；
(e)聚乙烯白料切换聚乙烯黑料时，首先排尽挤出机中的聚乙烯白料，然后加入灰料料斗中储存的聚乙烯灰料，根据清洗阶段已经计量的加入上游聚乙烯粉料质量，以及不同牌号聚乙烯的要求，补加炭黑，聚乙烯灰料与炭黑通过挤出机混合后挤出造粒为聚乙烯黑料；
(f)当灰料料斗中储存的聚乙烯灰料用尽后，根据不同牌号聚乙烯的要求，在聚乙烯粉料中按比例加入炭黑，聚乙烯粉料与炭黑通过挤出机混合后挤出造粒为聚乙烯黑料；聚乙烯挤出机挤出造粒的聚乙烯黑料通过黑料水洗干燥系统处理之后进入下游系统。
优选地，在步骤(b)中，根据不同牌号聚乙烯产品的要求，所述聚乙烯粉料与所述炭黑的质量比为PE：C＝1：0.001～0.250。
优选地，所述挤出机的工作参数包括：
操作压力为0.10～0.20MPaA；
操作温度为140～380℃；
转速为120～2400转/分钟。
优选地，在步骤(b)中，根据不同牌号聚乙烯产品的要求，所述聚乙烯粉料与所述炭黑的质量比为PE：C＝1：0.005～0.200。
优选地，所述挤出机的工作参数包括：
操作压力为0.12～0.18MPaA；
操作温度为160～360℃；
转速为300～2000转/分钟。
优选地，在步骤(b)中，根据不同牌号聚乙烯产品的要求，所述聚乙烯粉料与所述炭黑的质量比为PE：C＝1：0.010～0.150。
优选地，所述挤出机的工作参数包括：
操作压力为0.14～0.16MPaA；
操作温度为180～340℃；
转速为480～1600转/分钟。
使用一台挤出机生产聚乙烯黑料和聚乙烯白料的一条生产线，其公称生产能力为1～30万吨/年。
本发明采用以上技术方案，与现有技术相比，具有如下技术效果：
本发明使用一台挤出机生产聚乙烯黑料和聚乙烯白料的方法，将生产聚乙烯白料的挤出机和生产聚乙烯黑料的挤出机合二为一，在黑料水洗干燥系统后，增加一个灰料料斗用于收集在聚乙烯黑料切换聚乙烯白料时挤出机中残留的聚乙烯黑料以及清洗挤出机的聚乙烯灰料，同时在聚乙烯白料切换聚乙烯黑料时可再次利用灰料料斗中的残留聚乙烯黑料及聚乙烯灰料，以节约聚乙烯原料；由此，减少了机器设备数量、降低了工程建设投资，取得了较好的技术效果。
附图说明
图1是本发明使用一台挤出机生产聚乙烯黑料和聚乙烯白料方法的工艺流程示意图。
图2是现有技术聚乙烯装置挤出造粒工艺流程示意图。
在图1中，附图标记为：粉料料斗1、炭黑料斗2、灰料料斗3、螺杆送料机4、挤出机5、白料水洗干燥系统6、黑料水洗干燥系统7、白料下游风送系统8、黑料下游风送系统9、管线10、管线11、管线12、管线13、管线14、管线15、管线16、管线17、管线18、管线19、管线20；
在图2中，附图标记为：粉料料斗1、炭黑料斗2、螺杆送料机3、黑料挤出机4、黑料水洗干燥系统5、黑料下游风送系统6、白料挤出机7、白料水洗干燥系统8、白料下游风送系统9、管线10、管线11、管线12、管线13、管线14、管线15、管线16、管线17、管线18、管线19。
具体实施方式
下面将结合本发明的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。
实施例1
本发明的一个示意性实施例，使用一台挤出机生产聚乙烯黑料和聚乙烯白料的方法，包括以下步骤：
(a)将生产聚乙烯白料的挤出机和生产聚乙烯黑料的挤出机合二为一，来自上游系统生产的聚乙烯粉料通过螺杆送料机进入挤出机；
(b)当生产聚乙烯白料时，聚乙烯粉料通过挤出机直接挤出造粒为聚乙烯白料；当生产聚乙烯黑料时，根据不同牌号聚乙烯的要求，在聚乙烯粉料中按比例加入炭黑，聚乙烯粉料与炭黑通过挤出机混合后挤出造粒为聚乙烯黑料；
(c)聚乙烯黑料切换聚乙烯白料时，首先停止加入炭黑，然后继续加入并计量上游聚乙烯粉料的质量，用聚乙烯粉料清洗挤出机，直到挤出机出料中不含炭黑为止；清洗阶段挤出机切换出来的聚乙烯灰料，经黑料水洗干燥后，通过风送单元送至上游灰料料斗储存备用；
(d)聚乙烯粉料通过清洗干净的挤出机直接挤出造粒聚乙烯白料；聚乙烯挤出机挤出造粒的聚乙烯白料通过白料水洗干燥系统处理之后进入下游系统；
(e)聚乙烯白料切换聚乙烯黑料时，首先排尽挤出机中的聚乙烯白料，然后加入灰料料斗中储存的聚乙烯灰料，根据清洗阶段已经计量的加入上游聚乙烯粉料质量，以及不同牌号聚乙烯的要求，补加炭黑，聚乙烯灰料与炭黑通过挤出机混合后挤出造粒为聚乙烯黑料；
(f)当灰料料斗中储存的聚乙烯灰料用尽后，根据不同牌号聚乙烯的要求，在聚乙烯粉料中按比例加入炭黑，聚乙烯粉料与炭黑通过挤出机混合后挤出造粒为聚乙烯黑料；聚乙烯挤出机挤出造粒的聚乙烯黑料通过黑料水洗干燥系统处理之后进入下游系统。
进一步地，在步骤(b)中，聚乙烯粉料与炭黑的质量比为PE：C＝1：0.001～0.250。
进一步地，挤出机的工作参数包括：
操作压力为0.10～0.20MPaA；
操作温度为140～380℃；
转速为120～2400转/分钟。
进一步地，在步骤(b)中，聚乙烯粉料与炭黑的质量比为PE：C＝1：0.005～0.200。
进一步地，挤出机的工作参数包括：
操作压力为0.12～0.18MPaA；
操作温度为160～360℃；
转速为300～2000转/分钟。
进一步地，在步骤(b)中，聚乙烯粉料与炭黑的质量比为PE：C＝1：0.010～0.150。
进一步地，挤出机的工作参数包括：
操作压力为0.14～0.16MPaA；
操作温度为180～340℃；
转速为480～1600转/分钟。
如图1所示，本发明的具体使用方法如下：
来自界外上游生产的聚乙烯粉料从粉料料斗1通过管线10进入入螺杆送料机4，再经管线11将聚乙烯粉料送入挤出机5的料斗；当生产聚乙烯黑料时，根据不同牌号，将炭黑料斗2中的炭黑通过管线12按比例加入到挤出机5中进行混合挤出造粒；由黑料水洗干燥系统7通过管线15、管线17进行水洗干燥后，经管线19进入黑料下游风送系统9得到聚乙烯黑料；
当聚乙烯黑料切换生产聚乙烯白料时，停止加入炭黑，继续加入并计量上游聚乙烯粉料的质量，清洗挤出机5至出料中不含炭黑为止；
清洗阶段挤出得到的聚乙烯灰料进入黑料水洗干燥系统7，经管线20进入灰料料斗3中储存；
然后生产聚乙烯白料，不再加入炭黑，来自界外上游聚乙烯粉料在挤出机5中混合挤出造粒；由白料水洗干燥系统6通过管线14、管线16进行水洗干燥后，经管线18进入白料下游风送系统8得到聚乙烯白料；
当聚乙烯白料切换生产聚乙烯黑料时，首先排尽挤出机5中的聚乙烯白料，然后由管线13加入灰料料斗3中储存的聚乙烯灰料到挤出机5，根据清洗阶段已经计量的加入上游聚乙烯粉料质量，以及不同牌号聚乙烯与炭黑的质量比，将炭黑料斗2的炭黑由管线12补入，聚乙烯灰料与炭黑通过挤出机5混合后挤出造粒；
当灰料料斗3中储存的灰料用尽后，根据不同牌号聚乙烯与炭黑的质量比，在聚乙烯粉料中按比例加入炭黑，聚乙烯与炭黑通过挤出机5混合后挤出造粒；由黑料水洗干燥系统7通过管线15、管线17进行水洗干燥后，经管线19进入黑料下游风送系统9得到聚乙烯黑料。
本发明的优点在于，将生产聚乙烯白料的挤出机和生产聚乙烯黑料的挤出机合二为一，在黑料水洗干燥系统后，增加一个灰料料斗用于收集在黑料切换白料时挤出机中残留的黑料以及清洗挤出机的灰料，同时在白料切换黑料时可再次利用灰料料斗中的残留黑料及灰料，以节约聚乙烯原料；由此，减少了机器设备数量、降低了工程建设投资，取得了较好的技术效果。
实施例2
为验证上述使用一台挤出机生产聚乙烯黑料和聚乙烯白料方法的可靠性，发明人进行了对照实验，如下：
实验组1
一采用本发明的使用一台挤出机生产聚乙烯黑料和聚乙烯白料方法的聚乙烯生产线，其公称生产能力为1万吨/年，不同牌号聚乙烯黑料中的聚乙烯粉料与炭黑质量比PE：C＝1：0.010，挤出机操作压力为0.12MPaA，操作温度220℃，转速480转/分钟。其工艺流程如实施例1所述。
对照组1
如图2所示，现有技术的聚乙烯挤出造粒工艺流程中，来自界外上游生产的聚乙烯粉料从粉料料斗1通过管线10进入螺杆送料机3；当生产聚乙烯黑料时，根据不同牌号，通过管线11将聚乙烯粉料送入黑料挤出机4的料斗，同时炭黑料斗2中的炭黑通过管线12按比例加入到黑料挤出机4中进行混合挤出造粒；之后由黑料水洗干燥系统5通过管线13、管线14进行水洗干燥，再经管线15进入黑料下游风送系统6得到聚乙烯黑料；当生产聚乙烯白料时，通过管线16将粉料送入白料挤出机7的料斗，进行混合挤出造粒；之后由白料水洗干燥系统8通过管线17、管线18进行水洗干燥，再经管线19进入白料下游风送系统9得到聚乙烯白料。对于公称生产能力为1～30万吨/年的一条聚乙烯生产线，现有技术生产聚乙烯白料和聚乙烯黑料的工艺流程，不得不设置二台挤出机分别生产聚乙烯白料和聚乙烯黑料，存在机器设备数量多、工程建设投资高的问题。
将实验组1与对照组1进行对比可知，由于采用本发明一台挤出机生产聚乙烯黑料和聚乙烯白料的方法，将生产聚乙烯白料与聚乙烯黑料的挤出机合二为一，并增加一个灰料料斗用于收集在聚乙烯黑料切换聚乙烯白料时挤出机中残留的聚乙烯黑料及清洗挤出机的聚乙烯灰料，在聚乙烯白料切换聚乙烯黑料时再利用灰料料斗中的残留聚乙烯黑料及聚乙烯灰料以节约聚乙烯原料。由此减少机器设备数量、降低工程建设投资，取得了较好的技术效果。
实施例3
为验证上述使用一台挤出机生产聚乙烯黑料和聚乙烯白料方法的可靠性，发明人进行了对照实验，如下：
实验组2
一采用本发明的使用一台挤出机生产聚乙烯黑料和聚乙烯白料方法的聚乙烯生产线，其公称生产能力为30万吨/年，不同牌号聚乙烯黑料中的聚乙烯粉料与炭黑质量比PE：C＝1：0.020，挤出机操作压力为0.14MPaA，操作温度280℃，转速600转/分钟。其工艺流程如实施例1所述。
将实验组2与对照组1进行对比可知，由于采用本发明一台挤出机生产聚乙烯黑料和聚乙烯白料的方法，将生产聚乙烯白料与聚乙烯黑料的挤出机合二为一，并增加一个灰料料斗用于收集在聚乙烯黑料切换聚乙烯白料时挤出机中残留的聚乙烯黑料及清洗挤出机的聚乙烯灰料，在聚乙烯白料切换聚乙烯黑料时再利用灰料料斗中的残留聚乙烯黑料及聚乙烯灰料以节约聚乙烯原料。由此减少机器设备数量、降低工程建设投资，取得了较好的技术效果。
实施例4
为验证上述使用一台挤出机生产聚乙烯黑料和聚乙烯白料方法的可靠性，发明人进行了对照实验，如下：
实验组3
一采用本发明的使用一台挤出机生产聚乙烯黑料和聚乙烯白料方法的聚乙烯生产线，其公称生产能力为10万吨/年，不同牌号聚乙烯黑料中的聚乙烯粉料与炭黑质量比PE：C＝1：0.001，挤出机操作压力为0.10MPaA，操作温度140℃，转速120转/分钟。其工艺流程如实施例1所述。
将实验组3与对照组1进行对比可知，由于采用本发明一台挤出机生产聚乙烯黑料和聚乙烯白料的方法，将生产聚乙烯白料与聚乙烯黑料的挤出机合二为一，并增加一个灰料料斗用于收集在聚乙烯黑料切换聚乙烯白料时挤出机中残留的聚乙烯黑料及清洗挤出机的聚乙烯灰料，在聚乙烯白料切换聚乙烯黑料时再利用灰料料斗中的残留聚乙烯黑料及聚乙烯灰料以节约聚乙烯原料。由此减少机器设备数量、降低工程建设投资，取得了较好的技术效果。
实施例5
为验证上述使用一台挤出机生产聚乙烯黑料和聚乙烯白料方法的可靠性，发明人进行了实验，如下：
实验组4
一采用本发明的使用一台挤出机生产聚乙烯黑料和聚乙烯白料方法的聚乙烯生产线，其公称生产能力为20万吨/年，不同牌号聚乙烯黑料中的聚乙烯粉料与炭黑质量比PE：C＝1：0.250，挤出机操作压力为0.20MPaA，操作温度380℃，转速2400转/分钟。其工艺流程如实施例1所述。
将实验组4与对照组1进行对比可知，由于采用本发明一台挤出机生产聚乙烯黑料和聚乙烯白料的方法，将生产聚乙烯白料与聚乙烯黑料的挤出机合二为一，并增加一个灰料料斗用于收集在聚乙烯黑料切换聚乙烯白料时挤出机中残留的聚乙烯黑料及清洗挤出机的聚乙烯灰料，在聚乙烯白料切换聚乙烯黑料时再利用灰料料斗中的残留聚乙烯黑料及聚乙烯灰料以节约聚乙烯原料。由此减少机器设备数量、降低工程建设投资，取得了较好的技术效果。
以上所述仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书及图示内容所作出等同替换和显而易见变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。

Claims (2)

1.使用一台挤出机生产聚乙烯黑料和聚乙烯白料的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(a)将生产聚乙烯白料的挤出机和生产聚乙烯黑料的挤出机合二为一，来自上游系统生产的聚乙烯粉料通过螺杆送料机进入挤出机；
(b)当生产聚乙烯白料时，聚乙烯粉料通过挤出机直接挤出造粒为聚乙烯白料；当生产聚乙烯黑料时，根据不同牌号聚乙烯的要求，在聚乙烯粉料中按比例加入炭黑，聚乙烯粉料与炭黑通过挤出机混合后挤出造粒为聚乙烯黑料；
(c)聚乙烯黑料切换聚乙烯白料时，首先停止加入炭黑，然后继续加入并计量上游聚乙烯粉料的质量，用聚乙烯粉料清洗挤出机，直到挤出机出料中不含炭黑为止；清洗阶段挤出机切换出来的聚乙烯灰料，经黑料水洗干燥后，通过风送单元送至上游灰料料斗储存备用；
(d)聚乙烯粉料通过清洗干净的挤出机直接挤出造粒聚乙烯白料；聚乙烯挤出机挤出造粒的聚乙烯白料通过白料水洗干燥系统处理之后进入下游系统；
(e)聚乙烯白料切换聚乙烯黑料时，首先排尽挤出机中的聚乙烯白料，然后加入灰料料斗中储存的聚乙烯灰料，根据清洗阶段已经计量的加入上游聚乙烯粉料质量，以及不同牌号聚乙烯的要求，补加炭黑，聚乙烯灰料与炭黑通过挤出机混合后挤出造粒为聚乙烯黑料；
(f)当灰料料斗中储存的聚乙烯灰料用尽后，根据不同牌号聚乙烯的要求，在聚乙烯粉料中按比例加入炭黑，聚乙烯粉料与炭黑通过挤出机混合后挤出造粒为聚乙烯黑料；聚乙烯挤出机挤出造粒的聚乙烯黑料通过黑料水洗干燥系统处理之后进入下游系统；
在步骤(b)中，根据不同牌号聚乙烯产品的要求，所述聚乙烯粉料与所述炭黑的质量比为PE：C＝1：0.010～0.150；
所述挤出机的工作参数包括：
操作压力为0.14～0.16MPa；
操作温度为180～340℃；
转速为480～1600转/分钟。
2.聚乙烯装置一条生产线，涉及如权利要求1所述的使用一台挤出机生产聚乙烯黑料和聚乙烯白料的方法，其特征在于，其公称生产能力为1～30万吨/年。
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