Приготовление полиэтиленовых концентратов технического углерода на узде № 1.

4.2.6.1 Подготовка сырья, стабилизатора и технического углерода.

Полиэтиленовые концентраты технического углерода, содержащие до 35% масс. технического углерода, используются для получения окрашенных в черный цвет композиций полиэтилена внутри цеха и как товарный продукт.

Сырьем для получения концентратов технического углерода является: порошок полиэтилена низкого давления (высокой плотности), технический углерод, гранулы полиэтилена высокого давления (низкой плотности), некондиционные гранулы полиэтиленового концентрата технического углерода и концентраты пигментов, а также стабилизаторы.

Полиэтилен высокого давления, поступающий в железнодорожных цистернах, разгружается в бункер поз.420/1901 A,B,C,D с помощью технологического воздуха.

Удаление воздуха из бункера поз.415/1941 производится через фильтр поз.440/1941 в атмосферу. Из бункеров поз.415/1941, поз.415/1942 полиэтилен высокого давления подается в бункер поз.420/1901 A,B,C,D с помощью питателей поз.450/1941 A,B и пневмотранспорта от воздуходувки поз.430/1905 A,B.

Удаление воздуха из бункеров поз.420/1901 A,B,C,D производится через фильтры поз.440/1905 A,B,C,D. Воздух для пневмотранспорта забирается из атмосферы и очищается в фильтре поз.440/1915 A,B. Выбор направления подачи гранул полиэтилена, высокого давления в бункеры поз.420/1901 A,B,C,D производится с помощью направляющих клапанов поз.461/1941 A,B,C,D,E.

При использовании порошка полиэтилена низкого давления для приготовления полиэтиленовых концентратов технического углерода порошок подается по замкнутой азотной системе из бункеров отделения компаундирования (от направляющего клапана поз.461/1408) через фильтр-приемник поз.440/1901 и ротационный питатель поз.450/1901. Транспортировочный азот, отделившись от порошка, возвращается на очистку в фильтр поз.440/1405 A,B (хранение и транспортировка порошка).

Давление в бункере поз.410/1901 поддерживается регулятором давления (РСV 9005), избыточное давление сбрасывается в атмосферу через фильтр поз.440/1911.

При использовании в качестве сырья гранул полиэтилена высокого давления загрузочный бункер поз.410/1901 тщательно очищается от порошка полиэтилена низкого давления. Гранулы полиэтилена высокого давления из одного из четырех бункеров хранения поз.420/1901 A,B,C,D подаются в линию транспортировки ротационным питателем поз.450/1909 A,B,C,D и транспортируются в загрузочный бункер поз.410/1901 воздухом, нагнетаемым воздуходувкой поз.430/1905 A,B. При необходимости гранулы полиэтилена высокого давления, минуя бункеры поз.420/1901 A,B,C,D, могут быть поданы направляющими клапанами поз.461/1941 A,E в загрузочный бункер поз.410/1901 или в бункер поз.410/3502 A,B для приготовления полиэтиленовых концентратов пигментов.

Управление линией пневмотранспорта осуществляется с центрального пульта. Включение ротационного питателя поз.450/1909 A,B,C,D возможно лишь при открытых клапанах (HCV 9078 A,B,C,D) из бункера хранения, причем возможно открытие только одного шибера (HCV 9078 A или B, или C или D) после бункера поз.420/1901 A,B,C,D. Останов воздуходувки происходит при низком давлении на всасе (PA 9001A, B) или высоком давлении (РА 9002A, B) на нагнетании, а также при остановке вентилятора обдува кожуха воздуходувки поз.430/1905 A,B.

Некондиционные гранулы концентратов технического углерода хранятся в двух бункерах для некондиционных гранул поз.410/1908 A,B, причем два бункера предусмотрены в целях обеспечения гибкости при работе с различными марками полиэтиленовых концентратов технического углерода. Кроме того, в бункер поз.410/1902 A для переработки направляются также некондиционные гранулы полиэтиленовых концентратов пигментов (от поз.461/3514 E).

При приготовлении полиэтиленовых концентратов технического углерода некондиционные гранулы или добавляются до 5% по весу к загружаемому сырью, или используются как базовый полимер с учетом содержания технического углерода и стабилизатора с целью снижения отходов полиэтилена.

Технический углерод поставляется в железнодорожных пневмоцистернах.

Из полимеровозов технический углерод при помощи технологического воздуха подается в линию пневмотранспорта и воздуходувкой поз.430/3908 транспортируется в бункер поз.410/3913.

Повышение уровня в загрузочном бункере для технического углерода поз.410/3913 до верхнего допустимого предела уровня (LS 9009) влечет за собой остановку воздуходувки поз.430/3908.

Мешки с добавками (стабилизаторами) подаются электропогрузчиком на поддонах к загрузочному бункеру поз.410/1904. Вскрытие мешков и загрузка стабилизатора в бункер поз.410/1904 осуществляется вручную. При заполнении бункера производится вытяжка воздуха через фильтр поз.440/1903 вентилятором поз.430/1903, который выбрасывает его в атмосферу.

 

4.2.6.2 Дозировка сырья, стабилизаторов и технического углерода.

Используемые компоненты, порядок и количество их подачи задаются с помощью переключателей на центральном пульте управления. Общий вес одного замеса составляется в результате автоматической последовательности отвеса каждого компонента в весовом загрузочном бункере смесителя поз.450/1902/6 перед загрузкой в смеситель поз.435/1901. Из-за небольших количеств стабилизатора, подаваемого для получения полиэтиленовых концентратов технического углерода, система его дозировки состоит из питателя для добавок поз.450/1902/4 для грубого отвеса стабилизатора и весового питателя поз.450/1902/5 для точного отвеса стабилизатора.

Весовой питатель добавок поз.450/1902/5 в нужное время подает точное количество стабилизатора в весовой загрузочный бункер смесителя поз.450/1902/6. Технический углерод, порошок полиэтилена низкого давления или гранулы полиэтилена высокого давления, некондиционные гранулы полиэтиленовых концентратов технического углерода и пигментов, стабилизатор подаются питателем поз.450/1902/ 1,2,3,4 и весовым питателем поз.450/1902/5 непосредственно в весовой загрузочный бункер смесителя поз.450/1902/6 для взвешивания и подачи в смеситель.

Автоматическая последовательность отвеса каждого компонента в весовой загрузочный бункер смесителя включается после закрытия выпускного клапана (XCV 9009) весового загрузочного бункера смесителя и нажатия кнопки пуска питателей. Последовательность загрузки компонентов весового бункера смесителя следующая: сначала загружается сырье - порошок полиэтилена низкого давления или гранулы полиэтилена высокого давления, затем стабилизатор, технический углерод и некондиционные гранулы концентратов технического углерода и пигментов. Загрузка весового загрузочного бункера смесителя поз.450/1902/6 и подача в смеситель поз.435/1901 разрешается при закрытии загрузочной дверцы и поднятии плунжера смесителя, при этом открывается клапан (XCV 9009) после весового загрузочного бункера смесителя и клапан (XCV 9079) на входе в смеситель. Из-за большой высоты падения создается большая скорость вытесняемого воздуха. В свою очередь воздух вытесняет большое количество сажи. Для извлечения из воздуха сажи установлен фильтрующий стакан. После загрузки общего отвеса компонентов на один замес из весового загрузочного бункера и закрытия выпускного клапана бункера начинается развес компонентов для следующего замеса, если не нажата кнопка прекращения процесса, а смеситель начинает смешивать предыдущий замес загрузки.

 

4.2.6.3 Смешение компонентов.

Смешение компонентов производится в смесителе поз.435/1901 периодического действия типа "Бенбери 9Д". Пневматический плунжер вводит загрузку в камеру смешения, имеющую два ротора особой формы, вращающихся в противоположных направлениях, подвергающих замес высокой степени перемешивания. Степень смешения повышается с увеличением времени пребывания в смесителе и напряжения сдвига. Напряжение сдвига определяется давлением, создаваемым пневматическим плунжером, и является максимальным при максимальной скорости сдвига и максимальной вязкости.

По мере повышения напряжения сдвига повышается температура расплава, а вязкость расплава понижается, поэтому рабочие параметры температуры и времени диспергирования технического углерода и стабилизатора устанавливаются в зависимости от ПТР базового сырья для полиэтиленовых концентратов технического углерода. Когда температура расплава в смесителе достигает заданного значения (140-190)°C, автоматически открывается дверца выгрузки из смесителя, которая является днищем смесительной камеры, и расплавленный замес продукта выгружается в загрузочную секцию экструдера поз.461/1907 через загрузочный желоб экструдера. Для ведения процесса в смесителе предусмотрена система обогрева и охлаждения рубашки смесительной камеры, роторов и нижней дверцы смесителя. Вода для охлаждения смесителя, экструдера подается из емкости поз. 410/1909 насосами поз.425/1902 A,B через холодильник поз.405/1902. Пыль от уплотнительных колец смесителя улавливается маслом, передавливаемым насосом поз.425/1903 из емкости поз.410/1914 A,B.

 

4.2.6.4 Экструдирование и гранулирование полиэтиленовых концентратов технического углерода.

Экструдер поз.461/1907 является машиной непрерывного действия типа "Фаррел 12". Он имеет шнек, который приводится во вращение от электродвигателя мощностью 410 кВт. Обогрев шнека экструдера производится паром среднего давления, а цилиндр экструдера - паром высокого и среднего давления. Охлаждение шнека и цилиндра экструдера производится умягченной охлаждающей водой.

В загрузочном желобе экструдера имеется телекамера (LI 9013), которая производит обзор червячной секции экструдера.

Из загрузочного желоба экструдера расплав поступает в подающую секцию шнека экструдера, которая имеет более глубокий канал по сравнению с другой частью шнека. Затем расплавленный полимер подается в секцию сжатия шнека, где глубина нарезки винта шнека постепенно уменьшается, создавая усилия, необходимые для сжатия расплавленного полимера и принудительной подачи его в дозирующую секцию шнека. Дозирующая секция шнека подает расплав через комплект решеток и фильеру. Температура расплава в дозирующей зоне и фильере поддерживается не выше 230°С. В нижней части загрузочного желоба экструдера установлен толкатель, представляющий из себя возвратно-поступательный поршень, который проталкивает расплавленный полимер в подающую секцию шнека экструдера при низком индексе расплава.

Комплект решеток отфильтровывает из расплава посторонние вещества в форме частиц, могущих забить отверстия фильеры. Комплект решеток состоит из одной или двух сеток с разным диаметром отверстий, которые поддерживаются опорной решеткой, имеющей отверстия до 8 мм. Смена комплекта решеток производится автоматически с помощью гидравлического механизма. Для предупреждения затвердевания полимера в комплекте решеток это устройство снабжается электрическим подогревом, а регулировка температуры осуществляется с помощью термостата.

Расплавленный полимер продавливается через фильеру и режется ножами на гранулы размером от 2 до 3 мм. Нарезанные гранулы концентрата технического углерода охлаждаются мягкой водой с температурой (60-80)°C, подаваемой через холодильник поз.405/1901 водяным насосом поз.425/1901 A,B из бака поз.410/1906. Мягкая охлаждающая вода подхватывает гранулы и транспортирует их в водяную колонну поз.461/1913. В верхней части обезвоживающего желоба размещается открытый фильтр из нержавеющей стали, который разбивает агломераты гранул и задерживает более крупные из них. Суспензия гранул в воде поступает в желоб обезвоживания гранул поз.440/1908, где через фильтр из нержавеющей стали удаляется большая часть воды и остается лишь количество, необходимое для уноса гранул в сушилку поз.440/1909, в которой удаляется остальная вода. Сушилка является устройством центробежного типа, и в период работы воздух засасывается в нее под действием центробежной силы. Этот воздух удаляется вытяжным вентилятором сушилки поз.430/1906, а частицы пыли улавливаются фильтром поз.440/1912. Мягкая охлаждающая вода из желоба для отделения гранул и сушилки стекает в бак поз.410/1906 для воды, а отсюда опять забирается для охлаждения гранул.

Высушенные гранулы покидают верх сушилки с остаточной влажностью до 0,2% по весу и поступают в ротационный питатель поз.450/1906, который осуществляет дозировочную загрузку гранул в систему транспортировки. Затем гранулы пневмотранспортом воздуходувки поз.430/1904 A,B подаются в бункеры концентрата технического углерода поз.410/1907 A,B,C,D отделения компаундирования и в бункер поз.420/1605 D или в сепаратор поз.461/1628 отделения гомогенизации и расфасовки композиций полиэтилена или в бункер поз.410/1908 A,B отделения приготовления концентрата технического углерода при пуске и неполадках.

При отборе проб и в случае остановки ротационного питателя поз.450/1906 открывается шибер (HCV 9086) и гранулы поступают в тележку поз.461/1905. Маршрут движения продукта выбирается направляющими клапанами поз.461/1910 A, поз.461/1911. Воздух для пневмотранспорта забирается из атмосферы и очищается в фильтре поз.440/1904 A,B. Из бункера поз.410/1908 A,B воздух выбрасывается через фильтр поз.440/1913 A,B в атмосферу.

Отобранная проба на выходе из сушилки подвергается лабораторному анализу на определение содержания технического углерода, летучих.