FACTORII CARE INFLUENTEAZA PROCESUL SI MODUL LOR DE REGLARE

FACTORII CARE INFLUENTEAZA PROCESUL SI MODUL LOR DE REGLARE

6.1. CONTROLUL CALITATII

6.1.1. Generalitati

Calitatea tipurilor de polietilena obtinute prin procesul tehnologic este caracterizata prin "factorii determinanti ai calitatii":prelucrabilitate, rigiditate, rezistenta la soc, rezistenta la fisurare, etc., iar acestia se reflecta in proprietatile de baza ale polietilenei:indicele de curgere ( MI ), densitate ( D ) si indicele ne-Newtonian ( NNI ).

Astfel, procesul tehnologic este controlat prin corelatia ce exista intre proprietatile de baza, enumerate mai sus ( reflectate de catre factorii determinanti ai calitatii ) si parametrii procesului tehnologic.

6.1.2. Proprietati de baza

6.1.2.1. Indicele de curgere - MI

MI este indicele ce reprezinta fluiditatea polimerului topit la 190 ⁰C. Cu cat MI este mai mic sau vascozitatea in topitura este mai mare, cu atat greutatea moleculara devine mai mare.

De asemenea, vascozitatea in topitura este afectata de distributia greutatii molecular 232d36c e, de ramificatia lantului, etc. Cand MI creste, proprietatile de curgere si luciul topiturii in general se imbunatatesc, iar rezistenta la soc si rezistenta la fisurare se inrautatesc.

Fig. 6.1.2.1.-1    Efectul MI asupra calitatii polimerului

Polimerul cu MI mare se utilizeaza pentru prelucrarea prin injectie, iar polimerul cu MI mic pentru prelucrarea prin extrudere.

Fig. 6.1.2.1.-2    Relatia intre MI / greutatea moleculara medie si utilizari

6.1.2.2. Densitatea - D   

Densitatea este legata de cristalinitatea polimerului. Cand D creste, rigiditatea si duritatea suprafetei se imbunatatesc, iar rezistenta la soc si rezistenta la fisurare se inrautatesc.

In general, densitatea homopolimerului se schimba proportional cu MI pana la 0,970.

Fig. 6.1.2.2.-1    Relatia intre MI / D si rezistenta la fisurare

6.1.2.3. Indicele ne-Newtonian - NNI      

Nu au fost stabilite definitii universale sau metode de masurare pentru distributia greutatii molecular 232d36c e a polimerului. Notiunea de distributie a greutatii moleculare poate fi elucidata prin metoda cromatografica de penetratie a gelului ( GPC ), in termeni de latime ( latime a benzii ) a distributiei greutatii molecular 232d36c e, asa cum este ilustrat mai jos.

Fig. 6.1.2.3.-1    Notiunea de distributie a greutatii molecular 232d36c e

NOTA :             Latimea ( benzii ) distrubutiei greutatii molecular 232d36c e A > B

In acelasi timp, din punct de vedere practic, aceasta metoda ( GPC ) nu este un mijloc eficient prin care sa se controleze distributia greutatii moleculare, intrucat dureaza un timp relativ lung pana ce rezultatul testului devine valabil.

Luandu-se in considerare durata de timp admisa a se utiliza pentru testarea calitatii polimerului si de asemenea usurinta de a controla distributia greutatii molecular 232d36c e, NNI-ul este o masura convenabila, intrucat NNI-ul poate fi masurat intr-o perioada de timp mult mai scurta si masurarea se face aproape precis. Astfel, NNI-ul este utilizat ca ghid prin care sa se controleze distributia greutatii molecular 232d36c e a produsului sub forma de granule.

NNI-ul se masoara cu ajutorul reometrului capilar, iar notiunea de NNI este ilustrata mai jos.

Fig. 6.1.2.3.-2 Notiunea de NNI

γ₁', ce reprezinta viteza de forfecare mai mica, este influentata de continutul de polimer cu greutate moleculara mare, in timp ce γ₂', ce reprezinta viteza de forfecare mai mare, este influentat de continutul de polimer cu greutate moleculara mica si reprezinta o indicatie folositoare asupra proprietatilor de curgere ale polimerului.

6.1.2.4. Corelatia intre proprietatile de baza si factorii determinanti ai calitatii

In tabelul de mai jos se prezinta corelatia intre proprietatile de baza ( MI, D si NNI ) ale polimerului si factorii determinanti ai calitatii cu ajutorul simbolurilor simplificate ce indica tendinta acestor proprietati.

Factorii determinanti ai calitatii	Proprietati de baza
	MI	D	NNI
Proprietati de curgere
Drew-down
Rigiditate
Rezistenta la soc
Rezistenta la tractiune la limita de curgere
Rezistenta la tractiune la curgere
Alungirea
Deformarea
Rezistenta la fisurare
Duritatea suprafetei
Rezistenta la uzura
Luciu
Opacitate
Transparenta
Permeabilitatea la gaz
Contractia
Caldura specifica
Legenda:
- se imbunatateste
- se inrautateste
( ) - se imbunatateste putin
( ) - se inrautateste putin
- - nu se schimba semnificativ

6.3. CORELATIA INTRE FACTORII DETERMINANTI AI CALITATII SI PROPRIETATILE DE BAZA

Proprietatile de baza sunt : indicele de curgere MI ( g / 10 min ), densitatea D ( g / cm³ ) si indicele nenewtonian NNI ( γ₂' / γ₁' ) ca indicator al distributiei greutatii molecular 232d36c e ( MW ).

6.3.1.Sortul de injectie

Tipurile de polimer: 2100 J, 1300 J, 1400 J, 2100 J, 2200 J si 2208 J.

Factori determinanti ai calitatii	Proprietati de baza
	MI ( g / 10 min )	D ( g / cm3 )	NNI )
Proprietati de curgere
Deformare
Rigiditate
Rezistenta la soc
Rezistenta la fisurare
Luciu

6.3.2. Sortul de suflare   

Tipurile de polimer: 3005 B, 3205 B, 5005 B, 5205 B, 5305 B si 6205 B

Factori determinanti ai calitatii	Proprietati de baza
	MI ( g / 10 min )	D ( g / cm3 )	NNI
Prelucrabilitate
Greutate
Rigiditate
Rezistenta la soc
Rezistenta la fisurare
Calitatea suprafetei

6.3.3. Sortul de extrudere

6.3.3.1. Sortul pentru film

Tipurile de polimer: 3300 F si 5300 F.

Factori determinanti ai calitatii	Proprietati de baza
	MI ( g / 10 min )	D ( g / cm3 )	NNI
Prelucrabilitate
Rezistenta la soc
Rezistenta la sfasiere
Opacitate
Bariera la vapori de apa (capacitatea de a opri trecerea vaporilor de apa)
Sudabilitate la cald

6.3.3.2. Sortul pentru monofilament

Tipul de polimer: 5000 S

Factori determinanti ai calitatii	Proprietati de baza
	MI ( g / 10 min )	D ( g / cm3 )	NNI
Prelucrabilitate
Capacitate de filare
Rezistenta monofilamentului neinnodat
Rezistenta monofilamentului innodat
Aspect, flexibilitate

6.3.3.3.Sortul pentru benzi

Tipuri de polimer: 3000 S si 5000 S

Factori determinanti ai calitatii	Proprietati de baza
	MI ( g / 10 min )	D ( g / cm3 )	NNI
Eficienta extrudarii
Caracteristica de orientare
Rezistenta
Alungirea
Elasticitatea
Rezistenta la abraziune

6.5. CORELATIA INTRE PROPRIETATILE DE BAZA SI PARAMETRII PROCESULUI

Controlul proprietatilor de baza ale polimerului se efectueaza intr-o mare masura in reactor. Functie de conditiile de operare ale reactoarelor, controlul proprietatilor de baza se clasifica in urmatoarele categorii:

6.5.1. Modul de polimerizare

6.5.1.1. Polimerizare in paralel

Modul de utilizare de baza a celor doua reactoare ( D 201 si D 221 ) este in paralel. Exista doua tipuri de polimerizare in paralel:

- un tip de polimerizare in care proprietatile polimerului ( in special MI si D ) produs in fiecare din cele doua reactoare sunt identice intre ele

- un tip de polimerizare in care proprietatile ( in special MI si D ) polimerului produs intr-un reactor difera de cele ale polimerului produs in celalalt reactor.

Cele doua tipuri de polimerizare in paralel sunt ilustrate schematic mai jos:

a. Polimerizarea "Paralel-A"

Prin aceasta metoda de polimerizare se produce polimer avand un singur set de proprietati de baza, identice, utilizandu-se cele doua reactoare

D 201

→ D 223 → (M 301)

D 221              

Acest tip de polimerizare da pentru polimerul produs o distributie mai ingusta a greutatii molecular 232d36c e si o valoare mai mare a MI. Si anume, tipurile de produs ce se obtin prin acest mod de polimerizare sunt sorturile de injectie, monofilament si benzi: 1100 J, 1300 J, 1400 J, 2100 J, 2200 J, 2208 J, 3300 F, 5000 S, etc.

In acest tip de polimerizare, pentru ambele reactoare D 201 si D 221 se utilizeaza aceleasi conditii de operare.

b. Polimerizarea "Paralel-B"

In esenta, acest tip de polimerizare cuprinde utilizarea celor doua reactoare in paralel, prin diferentierea valorilor MI ale polimerului produs in reactoarele respective, si anume: in D 201 se produce polimer cu valoare mai mare a MI, in D 221 se produce polimer cu valoare mai mica a MI si apoi se amesteca cele doua feluri de polimer.

D 201 ( MI mare )

D 223 → M 301

D 221 ( MI mic )

Acest tip de polimerizare, spre deosebire de polimerizarea "Paralel-A", face posibil sa se controleze distributia greutatii molecular 232d36c e.

Prin polimerizarea "Paralel-B" se produc sorturi de suflare, monofilament si benzi: 3005 B, 3205 B, 5005 B, 5205 B, 5300 F si 3000 S.

6.5.1.2. Polimerizarea in serie

Prin utilizarea in serie a celor doua reactoare, polimerul cu MI mai mare se produce in D 201, iar fluidul de proces din D 201 este destins inainte de a intra in D 221, unde are loc o polimerizare suplimentara, pentru a se produce polimer cu MI mic. Proportia gradului de polimerizare intre cele doua reactoare este controlata.

Acest tip de polimerizare este potrivit pentru producerea acelor tipuri de produs ce necesita sa aiba o distributie larga a greutatii molecular 232d36c e, spre ex.: 5305 B si 6205 B.  

D 201 ( MI mare ) → D 203 ( Destindere ) → D 221 ( MI mic ) → D 223 → M 301

6.5.2.Controlul MI si efectele diversilor parametri asupra valorii MI

MI este determinat de concentratia catalizatorilor in faza de hexan si raportul molar hidrogen-etilena in faza gazoasa din reactor.

- MI creste cand creste debitul de alimentare cu catalizator

- MI creste cand creste debitul de alimentare cu hidrogen

- MI creste cand creste debitul de comonomer

- MI creste cand se mareste raportul molar hidrogen-etilena in faza gazoasa din reactor

- MI creste cand creste presiunea totala

- MI creste cand creste timpul mediu de retinere ( in reactor )

- MI creste cand temperatura de polimerizare este ridicata

- MI scade cand creste procentul de gaz inert prezent in reactor

- MI scade cand in reactor creste cantitatea de impuritati:CO, CO₂, H₂O, H₂S.

Cu toate acestea, in realitate, proprietatile polimerului sunt reglate prin modificarea debitului de alimentare cu catalizator si hidrogen

In reactor, MI variaza mult cu cantitatea de impuritati existenta in fluidul de proces ce intra in reactor. Efectul impuritatilor asupra MI este ilustrat in fig. 6.5.2. - 1, 2, 3, 4, 5.

6.5.3.Controlul densitatii

Densitatea granulelor de produs este reglabila intr-un domeniu de la 0,950 la 0,970. Acest lucru este realizat prin reglarea debitului de alimentare a comonomerului, adica propilena sau butena-1, fata de de cel al etilenei.

Densitatea variaza de asemenea cu valoarea MI.

6.5.4. Controlul NNI

In cazul in care se produc polimeri cu o distributie larga a greutatii moleculare, cum este cazul sorturilor pentru suflare, reglarea distributiei greutatii molecular 232d36c e este realizata prin variatia conditiilor de operare a celor doua reactoare, in scopul obtinerii NNI-ului dorit pentru fiecare tip de produs.

Tipurile de polimerizare in care este posibila reglarea NNI-ului sunt "Paralel-B" si "Serie".

6.6. SECTIUNEA PREPARARE CATALIZATORI

In vederea reglarii in reactor a diferitelor proprietati ale polimerului, o treapta foarte importanta o reprezinta controlul ( reglarea ) concentratiilor de catalizator PZ si AT.

De aceea, este necesar sa se dea o deosebita atentie vehicularii catalizatorului si ajustarii concentratiei acestuia.

6.6.1. Controlul concentratiei de catalizator PZ

6.6.1.1. Ajustarea concentratiei de catalizator PZ in D 108 AB

Cand catalizatorul PZ este adus in limita bateriei, el este sub forma de pulbere uscata, ambalata in containere ( butoaie ) metalice, sub perna de azot. De aceea, catalizatorul PZ trebuie sa fie incarcat in D 108 A sau B sub perna de azot, pentru a preintampina patrunderea impuritatilor si aceasta prin montarea la containerul de PZ a unui stut de legatura.

a)Ecuatia pentru calculul concentratiei de catalizator PZ

A x 10³

FQS 131 = ----- ----- -------------

( l / sarja )       60 ( g PZ / l hexan )

unde:    

- concentratia de catalizator PZ = 60 ( g PZ / l hexan )

- cantitatea de catalizator PZ incarcata = A ( kg PZ )

- cantitatea de hexan incarcat = FQS - 131 ( l / sarja )

NOTA:

1.In operarea normala, se incarca pe sarja doua containere de catalizator PZ si 1700 l de hexan. Concentratia prescrisa de PZ este 60  5 g PZ / l hexan.

2.Cantitatea de hexan ce trebuie incarcata, cantitate indicata la FQS 131, va fi determinata luandu-se in considerare cantitatea de resturi ( reziduuri ) de catalizator de la sarja precedenta, din D 108 AB.        3.De regula, in timpul operarii normale, agitatoarele vaselor D 108 vor fi scoase din operare ( vor fi oprite ) si vor fi puse in operare numai in timpul prepararii catalizatorului.

b)Analiza concentratiei de catalizator in D 108 AB

Cand s-a terminat ajustarea concentratiei catalizatorului PZ in D 108, se ia o proba de suspensie de catalizator PZ de la stutul de proba prevazut pe vasul D 108 AB, pentru a obtine urmatoarele date:

- concentratia de Ti ( g Ti / l suspensie PZ )

- testul de polimerizare se efectueaza cand este necesar.

NOTA:

In cazurile in care se gasesc diferente importante intre analize si valoarea obtinuta prin calcul, se vor identifica cauzele acestor diferente.

6.6.1.2. Masurarea suspensiei de catalizator PZ in D 109

Cantitatea de suspensie de catalizator PZ ce trebuie incarcata in D 109 se calculeaza conform urmatoarei ecuatii:

B x V - B₀ x V₀

C = ----- ----- ---------- ( l suspensie PZ )

T

unde:

C - cantitatea masurata de suspensie de PZ in D 109 ( l suspensie PZ )

B - concentratia prescrisa de Ti in D 110 AB ( mmol Ti / l suspensie PZ )

V - cantitatea totala de suspensie de PZ preparata in D 110 AB ( l suspensie PZ )

B₀- concentratia de Ti a reziduurilor din D 110 ( mmol Ti / l suspensie PZ )

V₀- cantitatea de reziduuri in D 110 ( l suspensie PZ )

T - concentratia de Ti in D 108 AB, determinata prin analiza ( mmol Ti / l suspensie PZ )

6.6.1.3. Controlul concentratiei de catalizator PZ in D 110 AB

Concentratia de catalizator PZ in D 110 AB se calculeaza conform ecuatiei:

T x C + B₀ x V₀

B = ----- ----- --------- ( mmol Ti / l suspensie PZ )

V

unde:

B - concentratia prescrisa de Ti in D 110 AB ( mmol Ti / l suspensie PZ )

T - concentratia de Ti in D 108 AB, determinata prin analiza ( mmol Ti / l suspensie PZ )

C - cantitatea masurata de suspensie de catalizator PZ in D 109 ( l suspensie )

B₀ - concentratia de Ti a reziduurilor din D 110 ( mmol Ti / l suspensie PZ )

V₀ - cantitatea de reziduuri in D 110 ( l suspensie PZ )

V - cantitatea totala de suspensie de catalizator PZ

Valoarea prescrisa pentru B ( mmol Ti / l suspensie PZ ) in timpul operarii normale va fi fixata la urmatorul nivel:

B ( mmol Ti / l suspensie PZ ) = 3,5  10 %

Volumul total al lui D 110 AB este 7000 l.

Daca se intentioneaza sa se prepare in D 110 AB o cantitate totala de suspensie de PZ de 4500 l, valoarea prescrisa pentru FQS 132 va fi:

Valoarea prescrisa pentru FQS 132 = V - ( C + hexanul pentru spalare D 109 + V₀ )

V = 4500 l

Frecventa standard de introducere a hexanului de spalare in D 109 in timpul operarii normale va fi o data cu 350 l hexan.

NOTA:

1. Cand s-a terminat prepararea catalizatorului PZ in D 110 AB, se analizeaza suspensia de catalizator PZ dintr-o proba luata de la stutul de proba prevazut pe D 110 AB si se stabileste daca exista deosebiri intre analize si valoarea calculata.

2. Deoarece consumul de catalizator PZ in reactor variaza functie de cantitatile de impuritati continute in materiile prime la prepararea catalizatorului PZ in D 110 AB; concentratia acestuia poate fi fixata la un nivel potrivit pentru debitul pompei de alimentare a catalizatorului PZ.

6.6.2. Controlul concentratiei de catalizator AT

6.6.2.1. Masurarea catalizatorului AT

Cu toate ca, concentratia catalizatorului AT in D 111 si D 112 este variata functie de cantitatile de impuritati continute in materiile prime alimentate in D 201 si D 221, de regula concentratia prescrisa de Al, in D 111 si D 112, in timpul operarii normale, este fixata la 100 mmol Al / l solutie AT.

Concentratia prescrisa de Al in D 111 si D 112 = 100 mmol Al / l solutie AT

Cantitatea de catalizator AT preparata in D 111 = V_t ( l / sarja )

Volumul total al vasului D 111 este 4000 l.

Daca V_t pe sarja este 3000 l, catalizatorul AT ce trebuie masurat in Z 108 [ W ( kg ) ] se calculeaza astfel:

W = V_t x 100 mmol Al / l solutie AT = 3000 x 100 x 10^-3 = 300 g mol AT = 34,3 kg AT

Calculatia de mai sus se bazeaza pe greutatea moleculara a catalizatorului AT, ce este: 114,2.

6.6.2.2. Controlul concentratiei de catalizator AT in D 111 sau D 112

Cu Z108 se va masura o cantitate de 34,3 kg catalizator AT. Dupa ce aceasta este transvazata ( din D 106 in D 111 ) prin presiune de azot, conducta se va spala cu o cantitate specificata de hexan de spalare, masurata cu FQS 141.

FQS 141 = 3000 l ( volumul catalizatorului AT )

= 3000 l ( 34,3 kg / 0,836 )

= 3000 l - 41 l = 2960 l / sarja hexan

Astfel, FQS 141 va fi fixat la 2960 l / sarja.

Concentratia prescrisa de AT in D 111 este 100  10 mmol Al / l solutie AT.

NOTA:

1. Cand s-a terminat prepararea catalizatorului AT in D 111, se analizeaza catalizatorul AT dintr-o proba luata de la stutul de proba prevazut pe D 111 si se stabileste daca exista deosebiri intre analize si valoarea calculata.

2 .Deoarece consumul de catalizator AT variaza in functie de cantitatile de impuritati continute in materiile prime, concentratia catalizatorului AT poate fi fixata la un nivel potrivit pentru debitul pompei de alimentare a catalizatorului AT ( P 106 ABC ).

6.6.3. Calculul cantitatii de catalizator alimentat in reactor

6.6.3.1. Ecuatia pentru calculul debitului de hexan

A x 10³

C = ----------- ( l / ora ) x 0,66 kg / l

B

unde:

C - debitul de alimentare a hexanului la reactor ( kg hexan / ora )

A - debitul de alimentare cu etilena ( kg / h )

B - concentratia suspensiei in reactor ( g PE / l hexan )

Debitele de hexan ce corespund la un set de trei debite diferite de etilena si concentratii de suspensie sunt calculate dupa cum urmeaza:

Debit etilena	Concentratie suspensie	Debit hexan
A ( kg / h )	B ( g PE / l suspensie )	( l / ora )	C ( kg / h )

6.6.3.2. Debitele de alimentare cu catalizator pentru diferite tipuri de produs

Concentratiile de catalizator in reactor prezentate sunt acele valori ce sunt calculate pe baza experientei licentiatorului si sunt supuse schimbarilor, conform nivelelor de impuritati continute in materiile prime si solventi.Astfel, aceste concentratii vor fi corectate avind ca referinta fig. 6.5.2-1 si 6.5.2-5. Modul de calcul al concentratiei catalizatorului descris aici se regaseste in conditiile standard de operare descrise in paragraful 6.7.2.

Alimentarea catalizatorilor PZ sau AT este calculata astfel:

F

I ( debitul de catalizator PZ ) ( l suspensie / h ) = G x -------

D

F

J ( debitul de catalizator AT ) ( l suspensie / h ) = H x -------

E

unde:

G - concentratia de catalizator PZ in reactor ( mmol Ti / l hexan )

F - debitul de alimentare cu hexan in reactor ( l / h )

D - concentratia de catalizator PZ in D 110 AB rezultata din analiza ( mmol Ti / l suspensie PZ)

H - concentratia de catalizator AT in reactor ( mmol Al / l hexan )

E - concentratia de catalizator AT in D 111 ( mmol Al / l solutie )

Spre exemplu, in cazul tipului de produs 2200 J:

- debitul de PZ              = 0,02 x 11430 / 3,5 = 65 l / h

( I ) ( l suspensie / h )

- debitul de AT = 0,5 x 11430 / 100 = 57 l / h

( J ) ( l suspensie / h )

6.6.3.3. Calculul productivitatii catalizatorului

Productivitatea catalizatorului este definita astfel: cantitatea de polietilena produsa pe cantitatea unitara de metal tranzitional si se calculeaza dupa cum urmeaza:

A

P₁ = ------ x 10³ ( g PE / mmol Ti )

I x D    

A 1000 A

P₂ = ------ x 10³ x -------- ( g PE / g Ti ) = -------- x 20,87 ( kg PE / g Ti )

I x D 47,9 I x D

unde:

P₁ - productivitatea catalizatorului pe mmol Ti ( g PE / mmol Ti )

P₂ - productivitatea catalizatorului pe gram de Ti ( g PE / g Ti )

A - debitul de alimentare cu etilena ( kg / h )

I - debitul de catalizator PZ alimentat in reactor ( l suspensie / h )

D - concentratia de catalizator PZ in D 110 AB rezultata din analiza ( mmol Ti / l suspensie PZ)

Asa cum s-a explicat mai sus, este posibil sa se calculeze cantitatea de catalizator PZ alimentata in reactor daca se face o presupunere privind productivitatea catalizatorului in reactor.

De exemplu, presupunandu-se ca debitul de alimentare cu etilena este de 4000 kg / h si P₁ este

17600, in cazul producerii sortului 2200 J, catalizatorul alimentat in reactor in termeni de Ti total ( mmol / h ) este calculat astfel:

4000 x 10³

Ti total ( mmol / h ) = ------------- = 227,3 mmol Ti / h

( alimentat in reactor )          17600

Daca concentratia de catalizator PZ in D 110 AB rezultata din analize este 3,5 mmol Ti / l suspensie PZ, atunci debitul de alimentare catalizator PZ este calculat dupa cum urmeaza:

227,3

Debit de alimentare catalizator PZ = --------- = 65 l suspensie / h

3,5

Se dau, in tabelul 6.6.3-a, diferite exemple de debite de alimentare cu catalizatori PZ si AT, pe tipuri de polimer.

Catalizator	Reactor	PZ ( mmol Ti / l Hx )	AT ( mmol Al / l Hx )
Mod de polimerizare: Paralel A
1100 J	D 201, D 221
1300 J	D 201, D 221
1400 J	D 201, D 221
2100 J	D 201, D 221
2200 J	D 201, D 221
2208 J	D 201, D 221
3300 F	D 201, D 221
5000 S	D 201, D 221
Mod de polimerizare: Paralel B
3005 B	D 201
	D 221
3000 S	D 201
	D 221
3205 B	D 201
	D 221
5005 B	D 201
	D 221
5205 B	D 201
	D 221
5300 F	D 201
	D 221
Mod de polimerizare: Serie
5305 B	D 201
	D 221
6205 B	D 201
	D 221

6.7. SECTIUNEA POLIMERIZARE

6.7.1. Parametrii pentru controlul polimerizarii

6.7.1.1. Concentratia suspensiei

Etilena gazoasa este alimentata la reactor intr-o cantitate suficienta prin FRC 221, FRC 241, prin care debitul de etilena gazoasa este astfel reglat incat concentratia suspensiei poate fi mentinuta la un nivel specificat. Pentru fiecare sort este specificata o concentratie fixa a suspensiei.

6.7.1.2. Reglarea temperaturii de polimerizare

Pentru indepartarea caldurii de polimerizare se utilizeaza doua metode:

1. Caldura latenta de vaporizare a hexanului - prin aceasta metoda se indeparteaza 75 % din cantitatea totala a caldurii de polimerizare

2. Racirea prin mantaua reactorului - astfel se indeparteaza 25 % din cantitatea totala a caldurii de polimerizare.

In acest proces, aceste doua metode sunt combinate pentru indepartarea caldurii. Cu toate acestea, prima metoda este mijlocul principal pentru indepartarea caldurii de reactie si este caracterizata prin:

a) Scaderea in mica masura sau deloc a capacitatii de productie, datorita formari unei pelicule pe peretii reactorului

b) Nu este necesara apa subracita ( apa de temperatura mai mica decat apa de racire ).

La E 201 / E 221 se introduce, pentru indepartarea caldurii, apa de racire obisnuita, cu eficienta ridicata in indepartarea caldurii pe unitate de volum de reactor si

c) chiar indepartarea caldurii prin tot reactorul.

De asemenea, deoarece ratia de polimerizare a propilenei sau butenei-1 depinde de temperatura de polimerizare, pentru fiecare tip de produs este specifica o temperatura optima de polimerizare.

6.7.1.3. Controlul nivelului in reactor

Nivelul de lichid in reactor este mentinut tot timpul la o anumita inaltime, printr-o metoda de deversare. Pe de alta parte, caldura latenta a hexanului fiind utilizata pentru indepartarea caldurii de polimerizare, se introduce in reactor, cu suflantele C 201 ABC ( C 221 ABC ) foarte mult gaz de reciclu. Astfel, antrenarea de suspensie in gazul de reciclu devine un factor important. Astfel de antrenari sunt legate strans de:

a) - adancimea de la nivelul de deversare a lichidului pana la cea mai de sus paleta a agitatorului tip turbina cu 3 etaje

b) - spatiul dintre nivelul de deversare a lichidului si talerul superior (de sus) al reactorului.

O adancime (a) excesiv de mare face ca gazul dispersat sa se adune in jurul arborelui agitatorului, impiedicand dispersia omogena a gazului. In caz contrar (cand adancimea (a) este mica), pe suprafata lichidului se formeaza spume ce se unesc, formand spume intinse de-a lungul peretilor reactorului. Acest fenomen accelereaza antrenarea suspensiei. De aceea este de mare importanta sa se mentina nivelul de lichid strict la inaltimea specificata si, pentru aceasta, cea mai adecvata metoda este metoda de deversare.

6.7.1.4. Factorii capacitatii

Urmatorii sapte factori afecteaza capacitatea reactoarelor:

Factori	Efect
a) capacitatea suflantelor	semnificativ
b) antrenarea	idem
c) temperatura apei de racire	idem
d) presiunea de polimerizare	mai putin semnificativ
e) temperatura de polimerizare	semnificativ
f) coeficientul de transfer termic al mantalei reactorului	idem
g) coeficientul de transfer termic al condensatorului de varf	idem

6.7.1.5. Dispersia gazului                       

Etilena gazoasa, hidrogenul, etc., diluate cu foarte mult gaz de reciclu, sunt alimentate la fundul reactorului prin conductele de injectie. Etilena gazoasa este dizolvata in hexan si polimerizarea ei avanseaza in prezenta catalizatorului.

Pentru atingerea unei dispersii satisfacatoare a gazului se utilizeaza 8 conducte de injectie a gazului si un agitator tip turbina cu 3 etaje, in timp ce injectia gazului serveste de asemenea scopului realizarii efectului de ridicare ( deplasare ascendenta ) a suspensiei de polimer.

6.7.1.6. Controlul presiunii

Controlul presiunii in reactor este condus ( realizat ) prin introducerea in reactor a hidrogenului, in mod controlat, cu un PRCS sau PRC si pentru fiecare sort este specificat un anumit domeniu de presiune. Deoarece presiunea de polimerizare este aproape in intregime dependenta de presiunea partiala a hidrogenului, o crestere a presiunii totale prilejuieste o crestere a debitului de alimentare a hidrogenului.

In acest caz, cu o concentratie mai mica de catalizator in reactor se obtine polimer cu acelasi MI.

6.7.1.7. Timp de retinere ( in reactor )

Cand timpul mediu de retinere se scurteaza, descreste productia de polimer pe unitatea de cantitate de catalizator. De aceea este necesar sa se tina seama de o anumita perioada de timp ca timp de retinere.

6.7.1.8. Alimentarea monomerului si comonomerului

In operarea normala, deoarece etilena se alimenteaza cu un debit fixat, pentru fiecare tip de produs se alimenteaza o cantitate specificata de comonomer, proportionala cu debitul de alimentare al etilenei.

6.7.2. Controlul proprietatilor de baza in reactor

Conditiile standard de operare pentru diferitele tipuri de polimer sunt indicate in tabelele 6.7.2-a si 6.7.2-b

6.7.2.1.Controlul indicelui de curgere ( MI )

MI este cel mai important factor, exercitand un efect substantial asupra calitatilor polimerului. De aceea, in faza de control a operarii, indicelui de curgere trebuie sa i se dea prioritate in toate eforturile de stabilizare a diferitelor proprietati, inclusiv insusi MI.

a) Procedurile referitoare la actiunile pentru reglarea MI

Pentru a se asigura valoarea MI specificata pentru fiecare tip de produs, este necesar sa se aleaga presiunea de polimerizare specificata si acea concentratie a catalizatorului ce va aduce valoarea MI aproape de valoarea specificata.

In conditii standard de polimerizare, MI este determinat de concentratia catalizatorului ( mmol Ti / l hexan ) in raport cu ratia molara hidrogen / etilena. Pentru controlul MI sunt aplicabile urmatoarele doua proceduri:

- controlul MI prin variatia debitului de catalizator PZ introdus in reactor; in acest caz, presiunea de polimerizare este reglata de catre PCV pentru hidrogen

- controlul MI prin variatia debitului de hidrogen alimentat in reactor; in acest caz, presiunea de polimerizare este reglata prin ajustarea debitului de alimentare catalizator PZ.

Principiul general este sa se foloseasca procedeul de variatie a debitului de alimentare cu PZ, in cazul in care MI va trebui schimbat brusc si procedeul de variatie a debitului de alimentare cu hidrogen, in cazul in care ajustarea MI afecteaza un timp de ordinul minutelor. In acest caz, este selectat mai ales ultimul procedeu.

b) Durata si amploarea actiunilor de control

Actiunea de control referitoare la MI este luata in functie de informatiile obtinute retur, in legatura cu urmatoarele doua actiuni:

- rezultatul masuratorii MI ( prin analiza de laborator )

- schimbarile in timp ale concentratiei hidrogenului in % mol sau ale raportului molar hidrogen / etilena.

In timp ce procedeul indicat la primul punct este aplicabil numai in operare normala, datorita raspunsului incet ( timp lung de raspuns ), procedeul al doilea este eficient pentru detectarea fenomenelor anormale in situatii anormale, in special cand se efectueaza o tranzitie sau o polimerizare in sarje, datorita timpului sau scurt de transmitere a raspunsului cu ajutorul analizorului de hidrogen sau cromatografului de proces.

Durata si amploarea actiunii de control va fi determinata functie de intinderea abaterii, timpul de raspuns si alte conditii in legatura cu aceasta.

c) Marimea controlata a fluctuatiilor MI

Specificatia de fabricatie pentru MI-ul suspensiei din reactor va fi  25 % din valoarea MI-ului unui lot de polimer ce se va produce. Se intelege ca MI-ul in reactor sa fie modificat functie de:

- MI-ul in reactor, diferenta intre MI-ul din interiorul reactorului si din interiorul extruderului ( adica MI ) si intarzierea raspunsului, astfel incat valoarea medie a lotului poate cadea in domeniul specificat.

d) Controlul MI in cazul aparitiei factorilor perturbatori

Deoarece catalizatorul PZ raspunde in mod sensibil la hidrogen, aparitia factorilor perturbatori in reactor poate fi usor detectata cu analizorul de hidrogen sau cromatograful de proces, prin controlul ratiei molare hidrogen / etilena.

Cand se detecteaza o schimbare a ratiei molare hidrogen / etilena, se restabilesc valorile de operare normala pentru analizorul de hidrogen si raportul molar hidrogen / etilena, prin variatia debitului de alimentare catalizator PZ sau a debitului de alimentare hidrogen.

NOTA:

- Chiar in cazurile cand activitatea catalizatorului a fost redusa brusc, datorita cantitatilor crescute de impuritati in materiile prime si chimicale auxiliare, fenomenul ce are loc este o reducere a concentratiei molare ( % mol ) a hidrogenului sau o reducere a raportului molar hidrogen / etilena. In acest caz, problema poate fi rezolvata de cele mai multe ori prin cresterea alimentarii catalizatorului AT.

e) Se prezinta in continuare conditiile de operare standard pentru reactor, pe tipuri de polimer in

Tabel 6.7.2-a - Conditii standard de operare pentru reactor

Tabel 6.7.2-b - Conditii standard de operare pentru reactor

Figura 6.7.2-1 - Variatia MI functie de raportul molar H₂ / C₂" i reactor

Figura 6.7.2-2 - Variatia MI functie de concentratia catalizatorului si concentratia hidrogenului ( % mol ) in reactor

f) Precautii necesare in timpul operarii

i. In timp ce conditiile de operare standard pentru reactor sint aratate pentru fiecare tip de produs in tabelele 6.7.2-a si 6.7.2-b, exista doua feluri de surse pentru hexanul ce intra in reactor:

- Hexan proaspat de inalta presiune de la pompele P 708 AB.

- Hexan recuperat de la D 301.

Sursa de hexan ce va fi folosita pentru fiecare tip de produs este specificata in conditiile standard de operare pentru operare normala. In acelasi timp, la pornire se va utiliza, pentru a fi introdus in reactor, numai hexan proaspat de inalta presiune ( FIC 224, FIC 244, FIC 225 si FIC 245 ), deoarece exista posibilitatea ca in momentul pornirii instalatiei sa existe inca in sectiunile procesului rezidii, impuritati.

ii. La pornirea instalatiei, pentru producerea tipului 6205 B, debitul de alimentare cu butena-1 va fi fixat la 1,3 % gr. ( 104 kg / h fata de 8000 kg / h etilena ) fata de debitul total de alimentare cu etilena si, imediat ce sursa de hexan a fost comutata spre hexan recuperat din D 301, se reduce debitul de alimentare la 1,3 % gr.

6.7.2.2.Controlul densitatii

Densitatea polimerului este un parametru al cristalinitatii si ramificarii polimerului. In general, polimerul ce are un numar mare de ramificatii, cum este copolimerul, are densitate si cristalinitate mica. In plus, densitatea polimerului exercita o importanta influenta asupra rezistentei mecanice, dintre toate proprietatile solicitate pe piata.

Densitatea polimerului este controlata prin ajustarea debitului de alimentare cu comonomer, fata de debitul de alimentare cu etilena. Ca si comonomer se utilizeaza propilena sau butena-1. In orice caz, adaugarea de comonomer are ca rezultat o reducere a densitatii. In plus, densitatea polimerului variaza cu MI si, la acelasi debit de alimentare, daca creste valoarea MI, densitatea va creste.

a) Debitul de alimentare a comonomerului pentru fiecare tip de produs

i. Cantitatea de propilena ce trebuie adaugata ( fata de debitul de alimentare cu etilena kg / h )

Tip produs	% gr.
1100 J
1300 J
1400 J
2100 J
2200 J
2208 J
3300 F
5000 S
3005 B
3205 B
5005 B
5205 B
3000 S
5300 F

ii. Cantitatea de butena-1 ce trebuie adaugata ( fata de debitul total de alimentare cu etilena)

5305B	1,5 % gr. in D 201
	1,8 % gr. in D 221
6205 B	1,3 % gr. in D 221

b) Planificarea in timp a actiunilor de control

Planificarea actiunilor de control va fi stabilita in conformitate cu rezultatele masuratorii de densitate. Cu toate acestea, in cazurile in care MI nu cade in domeniul specificat, trebuie luate masuri de corectare. In ceea ce priveste adancimea actiunii de control pentru schimbarea conditiilor de operare, se va alege o adancime potrivita in lumina rezultatelor analizelor. Pentru stabilirea (evaluarea) efectului masurii de control ce a fost luata, este de dorit sa se evalueze analizele unei probe luate cel putin dupa 4 ore de la masura de control luata.

c) Amplitudinea controlata a fluctuatiilor densitatii

Specificatia de fabricatie pentru densitatea suspensiei in reactor va fi  0,001 din densitatea unui lot de polimer ce trebuie produs. In mod normal, cand densitatea deviaza fata de domeniul specificat, se ajusteaza debitul de alimentare a comonomerului in limitele de  10%, in afara de cazul cand deviatia are loc mult in afara domeniului specificat

Fig. 6.7.2-3 ofera baza practica pentru determinarea actiunii de control corespunzatoare.

d) Toate schimbarile in timp ale factorilor determinanti ai calitatii si ale factorilor in legatura cu operarea ( mentionati mai sus ), vor fi inregistrati in asa fel incat sa poata fi utilizati ca factori de referinta mai tarziu.

6.7.2.3. Controlul NNI

Controlul distributiei greutatii molecular 232d36c e este un factor important ce caracterizeaza fiecare tip de produs. Valoarea NNI, prescrisa pentru fiecare tip de polimer, este reglata printr-o combinatie intre conditiile din reactor si ratia de amestec in sectiunea de polimerizare.

NNI-ul este reglat la un nivel constant prin urmatoarele mijloace:

- controlul MI-ului in fiecare reactor

- controlul cantitatii de etilena alimentata in fiecare reactor, adica ratia de amestec suspensie.

Din explicatiile precedente, apare evident ca controlul NNI-ului este practic acelasi cu controlul MI-ului in reactor, avand in vedere ca ratia de amestec suspensie este fixata pentru fiecare tip de produs. Sunt redate mai jos tipurile de polimer ce necesita controlul NNI:

Polimerizare	Ratia de amestec suspensie	Tip de polimer
Paralel B	50 % gr. / 50 % gr.	3000 S
		3005 B
		3205 B
		5005 B
		5205 B
		5300 F
Serie	50% gr. / 45% gr.	5305 B
		6205 B

a) Planificarea in timp a actiunii de control si amplitudinea controlata a fluctuatiilor NNI

- Conditiile de polimerizare sunt modificate functie de valoarea NNI-ului rezultat din analiza. Specificatia de fabricatie pentru NNI-ul suspensiei in reactor va fi  10% din NNI-ul unui lot de polimer ce trebuie produs. Accidental, in operarea continua au loc rar abateri de la valoarea specificata a NNI.

- Datele ce arata acei parametri ce sunt esentiali in controlul procesului, ca: operarea silozurilor, conditiile de operare ale reactorului, etc. vor fi inregistrate in cartea de operare, astfel incat sa poata fi utilizati in scopul modificarii conditiilor de operare.

- Tipurile de produs pentru care este specificata ratia de amestec suspensie sunt acele tipuri de produs ce apartin grupelor Paralel B si serie. Pentru aceste tipuri de polimer, etilena alimentata la un reactor va fi redusa, in scopul mentinerii constante a ratiei de amestecare suspensie, in cazul in care scade etilena alimentata la celalalt reactor.

6.7.3. Polimerizarea in sarja

Polimerizarea in sarja se efectueaza in cazul in care polimerizarea trebuie pornita cu reactorul gol, ca de exemplu cand are loc pornirea initiala a instalatiei, cand are loc pornirea instalatiei dupa opririle planificate, cand se schimba tipul de produs ( tranzitie ), etc.

Inainte de inceperea activitatii de pornire in sarja, se va pregati pentru fiecare tip de produs un grafic in care sa se evidentieze conditiile pentru pornirea in sarja, astfel incat operatiile sa fie executate ordonat, in conformitate cu graficul respectiv.

6.7.3.1. Debitul de alimentare cu hexan

Hexanul este introdus in reactor intr-o cantitate proportionala cu concentratia suspensiei din reactor, concentratie ce este specificata pentru fiecare tip de polimer.

Exista doua surse diferite de hexan alimentat la reactor, si anume: hexanul incarcat initial si hexanul pentru diluarea sarjei de catalizator. De exemplu, daca concentratia suspensiei este 350 g / l Hx, separarea cantitatii totale de hexan este:

-hexan incarcat initial        20000 kg

-hexan pt. diluarea sarjei de catalizator                              4000 kg

-altele        1000 kg

Total:                              25000 kg

Cantitatile mentionate mai sus includ cca. 3000 kg ( 30% pe LICA 211 sau LICA 231 ), ce se colecteaza in primul vas de acumulare D 205 ( al doilea vas de acumulare D 225 ).

6.7.3.2.Cantitatile de catalizatori incarcate            

Ca baza pentru calculul concentratiilor de catalizator se vor adopta valorile care,in general, coresound valorilor ce au predominat in timpul operarii stabile. Singura exceptie se aplica tipului de polimer obtinut prin polimerizarea in serie, pentru care concentratia catalizatorului PZ in al doilea reactor D 221 va fi fixata la 0,008 mmol / lHx.

Cantitatile de hexan vor fi determinate pe baza urmatoarelor standarde:

- cantitatea de hexan ce intra in reactor                 22000 kg ( in cazul concentratiei de 350 g / l Hx )

- cantitatea de hexan ce intra in D 205 ( D 225 )    3000 kg

a) Calculul cantitatilor de catalizatori ce trebuie incarcate

C₁ x 33800 l

- catalizator PZ = ----- ----- ------ ( l suspensie PZ / sarja )

D

unde:

C₁ - concentratia Ti in reactor in timpul operarii normale ( mmol Ti / l Hx )

D - concentratia Ti rezultata din analiza in D 110 AB ( mmol Ti / l suspensie PZ )

C₂ x 33800 l

- catalizator AT = ----- ----- ------ ( l solutie / sarja )

F

unde:

C₂ - concentratia Al in reactor, aleasa pentru polimerizarea in sarje ( mmol Al / l Hx )

F - concentratia Al rezultata din analiza in D 111 ( mmol Al / l solutie )

b) Alimentarea catalizatorilor

Catalizatorii sunt incarcati in reactor impreuna in cantitati determinate, in conformitate cu formulele date anterior. Catalizatorii sunt incarcati astfel incat sa se spele cu hexan stutul de alimentare cu catalizatori. Alimentarea lui AT se porneste cu 30 min. inaintea alimentarii cu PZ.

In vederea curatirii conductelor legate la reactor, dupa terminarea incarcarii catalizatorilor PZ si AT, se pastreaza timp de 30 sec. fluxul de hexan proaspat ( FIC 224 sau FIC 244 ) prin stutul de alimentare catalizatori.

Imediat ce a fost terminata incarcarea catalizatorilor PZ si AT, in orice moment poate fi pornita polimerizarea in sarje.

Pentru conditiile tipice de pornire si pentru graficul de desfasurare in timp al polimerizarii in serie, se vor avea in vedere conditiile de operare in sarja, pe tipuri de polimerizare si de produs, evidentiate in:

Tabel 6.7.3-a - Conditii de operare in sarja pentru polimerizarea in parallel si serie

Figura 6.7.3-1 - Schema de desfasurare in timp a polimerizarii in paralel

Figura 6.7.3-2.- Schema de desfasurare in timp a polimerizarii in serie

6.7.3.3. Controlul presiunii de polimerizare la polimerizarea in sarja

In stadiul initial al polimerizarii in sarja, activitatea catalizatorului ramane la un nivel insuficient, datorita temperaturii de reactie scazute. Astfel, nu este de dorit sa se aduca de la inceput debitul de alimentare cu etilena pana la 4000 kg / h. In practica, alimentarea cu etilena este pornita de la 2000 kg / h si debitul de alimentare este marit, in concordanta cu cresterea presiunii de polimerizare.

Intrucat presiunea de polimerizare, % vol. hidrogen si ratia molara hidrogen / etilena se schimba temporar cand este marita alimentarea cu etilena, se va face un efort pentru a mentine conditiile de operare cat mai apropiate de cele pentru operare normala. Acest lucru se va face: fie prin reglarea debitului de alimentare a hidrogenului, fie prin reducerea presiunii de polimerizare, prin descarcarea gazelor in conducta de facla, in scopul reducerii concentratiei hidrogenului % vol., controlandu-se din cand in cand conditiile de operare, prin verificarea continutului de hidrogen din reactor rezultat din analiza si a raportului molar hidrogen / etilena.

6.7.3.4. Controlul temperaturii de polimerizare la polimerizarea in sarja

Inainte de a se porni alimentarea etilenei la reactor, se va ridica temperatura lichidului continut in reactor peste 40 ⁰C ( preferabil 50 ⁰C sau 60 ⁰C ), prin incalzirea mantalei. Apoi, cand se porneste alimentarea etilenei, se ridica treptat temperatura interioara. Cand TRCS 221 ( TRCS 241 ) indica 60 ⁰C, se trece de la incalzirea mantalei reactorului la racirea ei treptata.

Cand temperatura interna a atins 75 ⁰C, se mareste debitul de gaz ce intra in reactor prin operare manuala, prin aceasta regland temperatura de polimerizare sub 80 ⁰C. Se va avea deosebita grija sa se evite ca temperatura interna sa depaseasca 80 ⁰C. In acelasi timp, trebuie sa se tina minte faptul ca exista un decalaj intre momentul cand se introduce gaz in reactor si schimbarea ce rezulta in temperatura de polimerizare.

In cazul in care curba de crestere a temperaturii este foarte abrupta si limita de 80 ⁰C poate fi depasita usor, se reduce temporar alimentarea cu etilena.

6.7.4. Tranzitia

Denumirea de tranzitie se utilizeaza pentru indicarea schimbarii tipului de polimer ce se fabrica. Modul in care se face tranzitia se clasifica in grupe diferite, dupa cum se observa in tabelul 6.7.4-a si in figura 6.7.4-1, in functie de urmatorii factori:

a) - Cand se face tranzitia intre doua tipuri produs ce se fabrica prin moduri de polimerizare diferite, un mod sau celalalt, se efectueaza oprirea tranzitiei si se repornesc sectiunile procesului implicate.

b) - Cand se face tranzitia intre doua tipuri de produs ce difera intre ele foarte mult din punct de vedere al calitatii, chiar daca au fost obtinute prin acelasi mod de polimerizare, se efectueaza oprirea tranzitiei si se repornesc sectiunile procesului implicate.

c) - De regula, schimbarea tipului de produs in cadrul aceluiasi mod de polimerizare se efectueaza prin tranzitie continua.

NOTA:

In timp ce datele de mai sus se refera numai la tranzitia in cadrul sectiunii de polimerizare, trebuie sa se ia in considerare de asemenea si tranzitia la schimbarea stabilizatorilor.

Se va prezenta mai jos doar descrierea modului de tranzitie pentru cazul c ), deoarece celelalte doua apartin unor serii de proceduri, ca: descarcarea suspensiei din reactor si repornirea polimerizarii cu polimerizarea in sarja, care sunt prezentate in capitolul 7, capitolul 9 si in prezentul capitol prin tabelul 6.7.4-a si figura 6.7.4-2

Tranzitia continua

In cazurile in care se efectueaza tranzitia continua, in perioada de tranzitie se produce in mod inevitabil o cantitate de produs intermediar. De aceea este important sa se micsoreze perioada de timp in care se obtine astfel de produs intermediar, in scopul maririi cantitatii de produs conform.

In vederea atingerii acestor obiective, trebuie sa se dea o deosebita atentie urmatoarelor puncte:

- La intocmirea graficului de productie, care va cuprinde diferite tipuri de produse, se va evita asezarea alternativa sau alaturata a tipurilor de produs, ce au proprietatile de baza si / sau modul de polimerizare foarte diferite sau total diferite.

- Metoda opririi tranzitiei prilejuieste mai putine pierderi de tranzitie, comparativ cu tranzitia continua.

- Este de dorit sa se micsoreze numarul de schimbari ale tipului de produs, si anume, acele tipuri de produs al caror volum de export este mic vor fi fabricate impreuna.

Durata recomandata pentru fabricarea unui tip de produs este de minimum sapte zile.

Se dau in continuare informatii pentru controlul MI, al densitatii si al NNI in timpul schimbarii tipului de produs in cazul tranzitiei continue.

6.7.4.1.Controlul MI

In scopul reglarii MI, concentratia catalizatorului in reactor este adusa la nivelul specificat pentru tipul de produs de dupa perioada de tranzitie.

De exemplu, in cazul in care concentratia catalizatorului pentru tipul de produs dinaintea tranzitiei este mai mare decat cea pentru tipul produs dupa tranzitie, alimentarea cu catalizator este oprita si concentratia catalizatorului este adusa la nivelul dorit, cat mai prompt posibil.

Se indica mai jos o formula generala pentru calculul schimbarilor concentratiei catalizatorului in reactor.

Fig. 6.7.4-2

Calculul este efectuat pe baza urmatoarelor presupuneri:

- interiorul reactorului formeaza un sistem complet de amestecare

- in conditiile initiale, t = 0, C = C₀, adica concentratia catalizatorului in momentul pornirii tranzitiei este egala cu concentratia catalizatorului pentru tipul de produs dinaintea tranzitiei.

Pe baza presupunerilor de mai sus, bilantul de materiale pentru catalizator se calculeaza astfel:

dc

F x C_F = ----- V + F x C

dt

unde:

F - debitele de hexan si etilena alimentate in reactor ( m³ / h )

C_F - concentratia catalizatorului in suspensie ( mmol Ti / l suspensie )

C - concentratia catalizatorului in reactor ( mmol Ti / l suspensie )

V - volumul efectiv al reactorului ( m³ )

t - numarul de ore dupa pornirea tranzitiei ( h )

Termenul din stanga al formulei reprezinta cantitatea de catalizator ce intra in reactor, iar primul si al doilea termen din partea dreapta a formulei arata schimbarea cantitatii de catalizator ce paraseste reactorul.

dc F F

----- + ----- x C = ----- x C_F                   

dt V V

Rezultatul acestei ecuatii diferentiale este:

F

C = ( C₀ - C_F ) x exp. ( ----- x t ) + C_F

V

F

----- de aici, indica numarul invers al timpului mediu de retinere

V

Astfel F = 15,6 m³ / h in cazul in care alimentarea cu etilena este 4 t / h.

In timp ce volumul reactorului pana la nivelul de deversare este 57 m³, volumul efectiv este calculat dupa cum urmeaza, presupunand ca gazul de reciclu contine 15 % din volumul de lichid:

V = 57 x 0,85 = 48,4 m³

Acum, pe baza datelor precedente, schimbarile orare ale concentratiei catalizatorului in reactor, in cazurile in care cantitatea de catalizator este schimbata temporar fata de conditia normala de operare, poate fi calculata dupa cum urmeaza:

Timp ( t )	Concentratia catalizatorului ( C )
	C0
	( 0,380 CF + C0 ) x 0,725
	( 0,905 CF + C0 ) x 0,525
	( 1,630 CF + C0 ) x 0,380
	( 2,620 CF + C0 ) x 0,276
	( 4,000 CF + C0 ) x 0,200
	( 5,910 CF + C0 ) x 0,145

Relatiile precedente sunt ilustrate in fig. 6.7.4-3

a)Metoda pentru calculul debitului de alimentare a catalizatorului

O crestere sau o descrestere a debitului de alimentare a catalizatorului si durata intreruperii temporare a alimentarii catalizatorului, in cazul efectuarii tranzitiei, vor fi determinate in conformitate cu urmatoarele proceduri:

i.- Se estimeaza concentratia standard a catalizatorului pentru produsul de dupa tranzitie. Metoda cea mai recomandata este sa se estimeze aceasta concentratie pe baza datelor de operare din experienta. Pentru a putea face aceasta aproximatie, este necesar sa fie sortate dinainte, in mod ordonat toate datele de operare.

Are o mare importanta asigurarea preciziei la estimarea concentratiei catalizatorului prin acumularea de date de operare.

ii.- Cantitatea de catalizator este astfel calculata conform formulei precedente, incat concentratia catalizatorului sa atinga conditia standard in 3 pana la 5 ore.

In cazul in care C₀ > C, C_F = 0 ( ceea ce inseamna ca alimentarea catalizatorului a fost oprita), durata de intrerupere ( t ) a alimentarii catalizatorului este calculata in conformitate cu urmatoarea formula:

C F

----- = exp.( ----- t ) = exp. ( -0,322 t )

C₀ V

Se va retine faptul ca din cand in cand este necesara depresurizarea, deoarece intreruperea alimentarii catalizatorului duce la cresterea presiunii de polimerizare.

Astfel, este necesar sa se ia masuri corespunzatoare, bine cumpanite, functie de conditiile predominante de polimerizare la efectuarea tranzitiei.

In plus, la efectuarea tranzitiei de la un tip de produs polimerizat la o concentratie de catalizator mai mica la un tip de produs ce necesita o concentratie de catalizator mai mare, modificarea concentratiei de catalizator nu se va face in mod abrupt, deoarece temperatura de polimerizare creste temporar, datorita reactionarii bruste ce are loc la dizolvarea etilenei in reactor.

iii.- In cazurile in care nu exista o diferenta substantiala intre cele doua concentratii de catalizator, concentratia catalizatorului poate fi adusa imediat la nivelul standard.

b) Schimbarile concentratiei catalizatorului in reactor

Punctul important in timpul tranzitiei este cat de prompt este adusa concentratia catalizatorului in reactor la nivelul standard de operare pentru tipul de produs de dupa tranzitie.

Explicatia urmatoare este prevazuta in legatura cu metoda prin care sa se utilizeze fig.6.7.4-3

C - raportul intre concentratia catalizatorului pentru tipul produsului de dupa perioada de tranzitie si concentratia catalizatorului pentru tipul de produs dinaintea perioadei de tranzitie ( mmol Ti / mmolTi)

K - coeficient pentru multiplicarea cantitatii de catalizator ce trebuie alimentata in reactor

K > 1,0 in cazul in care alimentarea catalizatorului continua in timp ce creste MI

K < 1,0 in cazul in care alimentarea catalizatorului continua in timp ce scade MI

K = 0 in cazul in care alimentarea catalizatorului se suspenda in timp ce scade MI     

T = t / θ, unde

t - timpul scurs dupa efectuarea actiunii ( ore )

θ - timpul mediu de retinere ( ore )

i.- Spre exemplu, cand se efectueaza tranzitia continua de la 1400 J la 2200 J, calculul este aratat in continuare. Acesta este un caz in care MI este micsorat.

Parametri	Tip produs
	1400 J	2200 J
Alimentare cu etilena ( kg / h )
Concentratie catalizator PZ ( mmol Ti / lHx )
Timpul mediu de retinere ( ore )
Concentratia suspensiei ( g / l Hx )

Din tabelul de mai sus, raportul C intre concentratia catalizatorului pentru tipul de produs dinaintea tranzitiei este:

PZ ( 2200 J ) 0,020

C = ----- ----- ------- = -------- = 0,77

PZ ( 1400 J ) 0,026

Deoarece MI este micsorat, valoarea lui K devine zero, daca se opreste alimentarea catalizatorului. Apoi, din fig. 6.7.4-3 rezulta T = 0,26. Acum:

t = T x θ = 0,26 x 3,1 = 0,8 ore = 48 min.

Astfel, durata teoretica de intrerupere a alimentarii cu catalizator PZ este de 48 min. Cu toate acestea, in realitate este preferabil sa se micsoreze durata de intrerupere a alimentarii cu catalizator PZ cu 10 % sau cca.10 % fata de valoarea teoretica, deoarece de fapt are loc o scadere a activitatii efective a catalizatorului, iar pe de alta parte, ca urmare a inaintarii reactiei de polimerizare, se consuma treptat catalizator. Deci, durata recomandabila este 40 min.

In acelasi timp, valoarea aceasta, calculata sufera schimbari, functie de impuritatile continute in materiile prime si in solvent.

De aceea va fi necesar sa se aleaga factorii optimi pe baza datelor reale de operare.

ii.- In situatia opusa celei de la punctul b.1, adica atunci cand este marit MI, valorile pentru aceasta situatie se calculeaza astfel, luand ca exemplu tranzitia de la 2200 J la 1400 J:

Din conditiile standard de operare

0,026

C = --------- = 1,30

0,020

Daca se fixeaza K la 150 % din debitul standard de alimentare catalizator pentru tipul de produs de dupa tranzitie, atunci K = 1,5.

Astfel, T = 0,9 ( din fig 6.7.4 - 3 ),

iar

t = 0,90 x 3,1 = 2,8 ore.

In concluzie, la cantitatea de 0,026 mmol Ti / ora x 1,5 = 0,039 mmol Ti / ora, alimentarea catalizatorului PZ este reglata catre concentratia standard a catalizatorului pentru tipul 1400 J, adica 0,026 mmol Ti / ora, pentru o perioada de cca. 2,8 ore dupa alimentarea in exces a catalizatorului.

6.7.4.2.Controlul densitatii

Controlul densitatii se efectueaza pe baza cantitatii de comonomer alimentat , fata de alimentarea cu etilena, asa cum este descris la paragraful 6.7.2.2. ( MI functie de concentratia catalizatorului PZ si % mol. H₂ in reactor ). Exista urmatoarele patru grupe de tipuri de produse, clasificate prin debitul de alimentare cu comonomer.

Alimentarea cu comonomer

% gr.	Grupa	Tipuri de produs
	A	1400 J, 2200 J, 2208 J, 3205 B, 5205 B
	B	1300 J
	C	1100 J, 5000 S, 3300 F, 3005 B, 5005 B, 2100 J, 6205 B
	D	3000 S, 5305 B, 5300 F

a) Cand creste densitatea

In momentul pornirii tranzitiei se opreste sau se reduce alimentarea cu comonomer si, ulterior, se alimenteaza comonomerul specificat pentru tipul de produs ce trebuie fabricat.

i.- Oprirea alimentarii comonomerului

Alimentarea cu comonomer este oprita in urmatoarele cazuri:

Grupa D → Grupa A

Grupa D → Grupa B

Grupa C → Grupa A

Dupa ce alimentarea cu comonomer a fost oprita pentru 3 ore, comonomerul este alimentat in cantitatea specificata.

ii.- Reducerea alimentarii cu comonomer

Alimentarea cu comonomer este redusa in urmatoarele cazuri:

Grupa D → Grupa C

Grupa C → Grupa B

Grupa B → Grupa A

Singura exceptie este tranzitia de la 5305 B la 6205 B, situatie in care se suspenda alimentarea butenei-1 la D 201. Alimentarea comonomerului se reduce cu 20 % fata de cantitatea specificata, pentru 3 ore, si dupa aceea debitul de alimentare este restabilit la debitul de alimentare specificat.

b) Cand scade densitatea

In momentul pornirii tranzitiei, comonomerul este alimentat in cantitate suplimentara si apoi debitul de alimentare este readus la nivelul specificat pentru tipul de produs ce trebuie fabricat.

i.- Alimentarea in exces a comonomerului

Comonomerul este alimentat in exces in urmatoarele cazuri:

Grupa A → Grupa C

Grupa B → Grupa D

Grupa A → Grupa D

Dupa ce se alimenteaza comonomerul timp de 3 ore de la pornirea tranzitiei, intr-o cantitate de 3 % gr. fata de alimentarea etilenei, debitul de alimentare este redus la nivelul specificat.

Cu exceptia tranzitiei la 5305 B, alimentarea cu comonomer nu va depasi 3 % gr.

ii.- Alimentarea comonomerului cu un exces de 20 %

Comonomerul este alimentat cu 20 % in exces fata de nivelul specificat, in urmatoarele cazuri:

Grupa A → Grupa B

Grupa B → Grupa C

Grupa C → Grupa D

Dupa alimentarea comonomerului cu un exces de 20 % fata de nivelul specificat, timp de 3 ore, debitul de alimentare al comonomerului este readus la nivelul specificat.

6.7.4.3. Controlul NNI

Tipurile de produs ce necesita controlul NNI-ului in timpul tranzitiei continue sunt acele tipuri ce apartin grupului Paralel B.

Si invers, controlul NNI-ului nu este necesar in cazul grupului Paralel A si NNI-ul ramane acelasi pentru grupul Serie, in care caz toate tipurile de produs in cadrul aceluiasi grup au acelasi NNI specificat.

Mai jos este data descrierea pentru grupul Paralel B.

Dupa cum s-a mentionat mai inainte, controlul NNI-ului depinde de valoarea mare a MI-ului polimerului in D 201, de valoarea mica a MI-ului polimerului in D 221 si de ratia de amestec a suspensiei.

Deoarece ratia de amestec a suspensiei pentru grupul Paralel B este fixata la 50 % gr / 50 % gr. controlul NNI-ului in acest caz este de fapt identic cu controlul MI-ului pentru cele doua reactoare. De aceea se va avea in vedere articolul ce se ocupa cu controlul MI-ului.

6.7.4.4. Precautii ce trebuie luate inainte si in timpul perioadei de tranzitie

a) In cazurile in care tranzitia se efectueaza cu stabilizatori, este necesar ca inainte de pornirea tranzitiei sa se curete mixerul de stabilizatori Z 409, buncarul de stabilizatori TK 403 si buncarul de masura stabilizatori Z 412, pentru a se preintampina contaminarea produsului de dupa perioada de tranzitie cu stabilizator utilizat pentru tipul de produs dinaintea tranzitiei ( acest lucru se face in special in cazul tranzitiei de la tipul 2208 J la alte tipuri de produs ).

b) Urmarindu-se cu atentie MI-ul, densitatea si NNI-ul in reactor si la iesirile din extruderele Z 425 ABC se vor schimba conditiile de polimerizare si se va alege silozul de produs in modul cel mai adecvat.

Datele urmatoare vor dovedi utilitatea urmaririi treptelor ( etapelor ) stabilite mai sus.

Dupa modificarea conditiilor de polimerizare:

θ₁ - Intervalul de timp scurs pana in momentul in care MI-ul in reactor atinge valoarea specificata este echivalent cu cca. 1,5 pana la 2 ori timpul mediu de retinere in reactor

θ₂ - Intervalul de timp, scurs pana cand polimerul ce paraseste reactorul ajunge la iesirea din Z 425 ABC este echivalent cu cca. 1,0 pana la 1,5 ori timpul mediu de retinere pentru traseul intre D 223 si Z 425 ABC.

θ₃ - Intervalul de timp, scurs din momentul in care se modifica conditiile de polimerizare pana in momentul in care tipul de produs de dupa tranzitie paraseste Z 425 ABC este echivalent cu cca. 1,5 pana la de 2 ori timpul mediu total de retinere.

θ₄ - Produs intermediar

Fig. 6.7.4-5 Schema tranzitiei continue

Legenda:

1. Timpul ( momentul ) pentru modificarea conditiilor de polimerizare

2. Sfirsitul produsului A conform @ pentru tipul de produs dinaintea tranzitiei

3. Pornirea produsului A conform @ pentru tipul de produs de dupa tranzitie

NOTA:

Figura de mai sus arata schema tranzitiei continue cand MI creste. In cazul in care MI descreste, va predomina o schema inversa.

c) Ratia de amestecare stabilizatori si pachetul de site pentru Z 425 ABC vor fi schimbate in mod corespunzator pe baza intervalului de timp scurs, interval ce va fi estimat in functie de MI-ul la iesirea din Z 425 ABC MI-ul pulberii pentru o proba luata la iesirea din M 302, etc.

6.7.4.5. Alegerea silozului

Regulile ce trebuie aplicate la alegerea silozurilor in timpul tranzitiei vor fi aceleasi cu cele aplicabile la alegerea silozurilor in timpul operarii normale, cu toate ca in prealabil au fost desemnate silozurile specifice pentru tipul de produs conform dinaintea tranzitiei, pentru produsul intermediar si respectiv pentru tipul de produs conform de dupa tranzitie. Si anume, momentul in care se schimba silozul de receptie este acela in care valorile MI-ului , indicate in punctele 2 si 3 si in fig.6.7.4-5 au iesit in afara domeniului de  25 % fata de specificatia de fabricatie.

Cu toate acestea, este esential ca momentul schimbarii sa fie determinat pe baza schimbarii in timp a calitatii produsului, precum si a factorilor determinanti ai calitatii, ca densitatea si NNI-ul , care de asemenea trebuie luati in consideratie.

6.7.4.6. Depozitarea lotului intermediar produs in timpul perioadei de tranzitie

Lotul intermediar produs in timpul perioadei de tranzitie este cateodata amestecat cu granulele conforme. Cu toate acestea, este intotdeauna necesar sa se chibzuiasca cu grija marimea deviatiei proprietatilor de baza, ratia de amestec a stabilizatorilor, conditiile de extrudere si alte conditii de fabricatie ale fiecarui lot intermediar, in efortul de a determina modul cel mai potrivit de depozitare a acestui lot.

In principiu, toate acele loturi intermediare ce au doi din cei trei factori determinanti ai calitatii: MI, densitate, NNI, satisfacatori sau aproape satisfacatori fata de valorile specificate, pot fi considerate bune pentru a fi amestecate cu loturile conforme.

6.7.5. Operarea pentru diluarea cu hexan a suspensiei in reactor

Reactorul este operat mentinandu-se concentratia suspensiei la nivelul specificat pentru fiecare tip de produs ce trebuie fabricat.

Cu toate acestea, in perioada de tranzitie sau la oprire, este necesar sa se recupereze produsul din reactor prin spalarea cu o cantitate specificata de hexan a interiorului reactorului (vezi fig.6.7.4-4). In 6.7.4-4 este ilustrata modificarea in timp a concentratiei suspensiei din reactor functie de debitul de alimentare cu hexan, in cazul in care este oprita alimentarea cu etilena la reactor si interiorul reactorului este spalat numai cu hexan.

C₀ - concentratia suspensiei din reactor inainte de spalare cu hexan ( g / l )

C - concentratia suspensiei din reactor, dupa spalarea cu o cantitate specificata de hexan, pentru o perioada data de timp ( g / l )

Spre exemplu, au loc urmatoarele modificari in timp, dupa spalarea continua cu hexan intr-o cantitate de 10 t / h:

Timpul scurs (ore)	Concentratia (g / l)
	350 x 0,73 = 255
	350 x 0,55 = 190
	350 x 0,41 = 140

6.8. SECTIUNEA SEPARARE - USCARE

6.8.1. Faza de separare

Intre parametrii de operare ai centrifugei M 301 se pastreaza urmatoarele relatii calitative:

6.8.1.1. Factorii ce contribuie la cresterea consumului de energie electrica ( I I 311 )

Consumul de energie electrica la M 301 este egal cu suma energiei necesare pentru rotirea corpului principal al centrifugei M 301, pentru accelerarea lichidului alimentat si transportul turtei umede.

De aceea, este imperios sa se detecteze orice situatie anormala ce poate avea loc la controlul debitului de alimentare si la operarea centrifugei M 301, prin supravegherea operarii cu ampermetrul prevazut pe panoul central de control.

a) Consumul de energie creste cu cresterea debitului de alimentare

b) Consumul de energie creste daca exista o rezistenta mecanica in lagarele principale, la bucsa transportorului, etc.

c) Consumul de energie creste daca nivelul de lichid si / sau turta umeda se acumuleaza ( cresc ) in asa masura, incat lichidul si / sau turta umeda creaza o rezistenta de frecare la cosul rotativ al centrifugei M 301.

6.8.1.2. Factorii ce contribuie la cresterea efortului de torsiune ( XRA 311 )

a) Efortul de torsiune creste cand creste debitul de alimentare material solid.

b) Eforul de torsiune creste daca exista nereguli mecanice la mecanismul de diferential al centrifugei M 301.

c) Efortul de torsiune creste daca exista defecte in conducta de alimentare suspensie, la orificiul de alimentare sau la bucsa transportorului.

6.8.1.3. Precautii ce trebuie luate in operarea centrifugei M 301

a) Intrucat alimentarea suspensiei din D 223 la M 301 se face prin reglarea nivelului suspensiei cu LRCS 243, este obligatoriu sa se mentina la minimum variatiile nivelului suspensiei din D 223.

b) Cand debitul de alimentare suspensie este deosebit de mare, este posibil sa aiba loc urmatoarele fenomene sau defectiuni:

- cresterea rapida a indicatiilor ampermetrului si torsiometrului

- creste continutul de umiditate al turtei umede, afectand astfel capacitatea de uscare a lui M 302

- polimerul tinde sa se amestece cu solutia muma, facand instabile conditiile de operare ale utilajelor T 701, T 702 si T 703.

- aschiile topite produse la orificiul de alimentare suspensie sau resturile de polimer de la orificiul de alimentare fac sa vibreze corpul principal al centrifugei M301.

c) Deoarece solutia muma contine polimer cu greutate moleculara mica dizolvat in ea sau partial separat de solvent, se va urmari sa nu se infunde conducta de solutie muma si cea de egalizare a presiunii. In deosebi, la controlul in instalatie, se va efectua incercarea ( pipairea ) cu mana a acestor conducte, pentru a se verifica temperatura suprafetei, in scopul defectarii eventualelor infundari.

6.8.2. Faza de uscare

In aceasta sectiune exista urmatorii factori ce influenteaza eficacitatea uscarii si calitatea polimerului:

6.8.2.1. Umiditatea turtei umede

Umiditatea turtei umede centrifugate in M 301 este 25 pana la 30 %. Cand creste aceasta valoare, eficacitatea uscarii scade considerabil. In timpul operarii normale, umiditatea polimerului este determinata de forta centrifuga, inaltimea deversorului in M 301, etc. De aceea, valoarea este aproape constanta, desi se poate spune, din punct de vedere calitativ, ca, cu cat densitatea polimerului este mai mica, cu atat este mai ridicata umiditatea.

6.8.2.2. Presiunea interna in tevile de abur din M 302

Pentru a mentine continutul polimerului in materiile volatile la 0,3 % gr. sau la o valoare mai mica, temperatura polimerului la iesirea din M 302 trebuie mentinuta la cca. 100 ⁰C. Temperatura la suprafata tevilor de abur din M 302 nu trebuie sa depaseasca 115 ⁰C. Se considera ca aceasta este temperatura maxima admisibila pentru a preveni lipirea polimerului pe tevi. In consecinta, presiunea maxima admisibila a aburului, corespunzatoare temperaturii maxime, este 0,7 kg / cm². In operarea normala, apa de racire in E 304 va fi introdusa astfel incat sa se mentina temperatura de operare echivalenta presiunii aburului de cca. 0,3 pana la 0,4 kg / cm².

6.8.2.3. Timpul de retinere al polimerului

Timpul mediu de retinere al polimerului in M 302 este de cca. 20 minute. Aceasta valoare poate fi reglata prin debitul de alimentare al polimerului si prin procentul din volumul umplut al uscatorului

M 302, volum schimbat prin viteza de rotatie a mantalei ( vezi fig. 6.8.2-1 si fig.6.8.2-2 ).

De asemenea, rotatia ( r.p.m. )  uscatorului M 302 este fixata in timpul operarii normale la un nivel optim, deoarece exista doua variabile ce sunt influentate de orice schimbare a vitezei de rotatie. Acesti factori sunt: timpul de retinere si efectul de amestecare. Ambii factori influenteaza continutul de materiale volatile al polimerului.

O viteza de rotatie marita scurteaza timpul necesar de retinere. Pe de alta parte, aceasta va produce si un alt efect de imbunatatire a efectului de amestecare si a conductivitatii termice a tevilor de abur. De aceea, viteza optima de rotatie se va fixa in functie de factorii mai sus mentionati.

6.8.2.4. Debitul si temperatura gazului circulat ( gazului de uscare )

Amestecul de azot si vapori de hexan, incalzit pana la 100 ⁰C in E 302, este astfel vehiculat incat in M 302 vine in contact cu polimerul, in contracurent. In aceasta operatie are loc fenomenul de formare a prafului, ca urmare a amestecarii pulberii de polietilena in utilaj. Din cauza acestui fenomen, este de dorit ca viteza sa fie fixata sub 20 cm / sec.

Debitul de gaz, ce exercita numai un efect slab asupra eficacitatii uscarii polimerului, va fi fixat la 900 Nm³ / h.

6.8.2.5. Presiunea de operare a uscatorului M 302

Presiunea in linia de transport pulbere se va mentine la 200 mm H₂O, cu PICS 411, pentru a preveni patrunderea gazului inflamabil in linia de transport pulbere din sectiunea de uscare.

Ca urmare, aceasta permite azotului sa circule in directia uscatorului M 302, crescand astfel presiunea interna a uscatorului M 302. De aceea, presiunea in M 302 va fi reglata sa ramana la 100 mm H₂O cu PICA 322. Din considerente de siguranta, se va asigura sa nu se aduca nivelul de presiune la PICS 411 aproape de cel de la PICA 322.

6.8.2.6. Calitatea polimerului ce trebuie controlata in faza de uscare

Calitatea mai importanta a pulberii, ce trebuie controlata in aceasta sectie, este gradul de uscare ( umiditatea ) pulberii. Se va mentine umiditatea pulberii la 0,3 % gr. sau sub aceasta valoare.

6.8.2.7. Conditiile pentru operatia de uscare

Operatia de uscare, pentru toate tipurile de produs, se efectueaza in urmatoarele conditii:

Aparatele de masura si control	UM	Valori prescrise	Observatii
Alimentare cu etilena       8000 kg / h
PIC 321 ( LS )	kg / cm2		max. 0,7
FR 324 ( LS )	kg / h
PICA 322	mm col. H2O
FRCA 323	Nm3 / h
FC 321	Nm3 / h
FC 322	Nm3 / h
PICS 411	mm col. H2O
TRA 323	0C
TRC 321	0C

6.9. SECTIUNEA GRANULARE             

In conformitate cu retetele de stabilizatori prescrise pentru fiecare tip de produs, la polimerul sub forma de pulbere se adauga antioxidant, absorbant de acid clorhidric si stabilizator pentru radiatii ultraviolete, in mixerul de pulbere ce amesteca pulberea cu acesti aditivi.

Polimerul obtinut este apoi topit si framantat, in timp ce strabate extruderul. Cand polimerul este extrudat prin orificiile filierei, un dispozitiv de taiere sub apa taie polimerul in granule.

6.9.1. Stabilizatorii

6.9.1.1.Generalitati asupra retetelor de stabilizatori

Exista 4 tipuri de stabilizatori, ce sunt utilizati in mod special, si anume: MP-J, MP-E, MP-C si MP-G. Stabilizatorul W se adauga la fiecare tip de polimer, fara exceptie. Sunt disponibile urmatoarele 3 retete ( prescriptii de amestecare ):

-MP-J / MP-C

-MP-G / MP-J / MP-C

-MP-E / MP-J / MP-C

Retetele de stabilizatori pentru fiecare tip de polimer sunt aratate in tabelul 6.9.1-a

a) Reteta MP-J / MP-C ( reteta de baza )

MP-J este unul din cei mai buni stabilizatori termici, pe baza unei bune echilibrari intre cost si capacitatea de a desface reactia in lant, mai ales atacul radicalilor liberi.

In cazul sorturilor pentru injectie si suflare, MP-J da o stabilitate termica excelenta, chiar cand se adauga polimerului mai putin decat 0,05 % gr. Cu toate acestea, daca MP-J se utilizeaza singur pentru sorturile pentru monofilament si benzi, sorturi a caror temperatura de prelucrare este relativ ridicata, acesta trebuie adaugat polimerului intr-un raport de 0,10 % gr. sau mai mare, pentru a asigura o stabilitate termica satisfacatoare.

Dezavantajele stabilizatorului MP-J:

- la suflare se degaja miros

- granulele si obiectele obtinute prin suflare ( formare ) se coloreaza in galben

- efectul sau toxic asupra omului este discutabil.

Dintre sorturile pentru formare prin suflare, sortul 3005 B este un sort inodor, pentru care nu se utilizeaza stabilizatorul MP-J.

Efectul stabilizatorului MP-C este sa neutralizeze clorurile continute in polimer, prevenindu-se astfel ruginirea filierelor si a extruderelor.

In principiu, MP-C se adauga polimerului intr-o proportie de 0,15 % gr.

b) MP-G / MP-J / MP-C

MP-G este utilizat cu 2208 J, ce isi gaseste aplicatie in domeniul lazilor pentru sticle de bere, etc. Deoarece astfel de lazi necesita o buna rezistenta la agenti atmosferici, MP-G este amestecat cu 2208 J intr-o proportie de 0,1 % gr. fata de polimer.

De asemenea, sortul de formare prin injectie fabricat prin acest proces exceleaza prin rezistenta la agenti atmosferici, tipul 2208 J bucurandu-se de o acceptare favorabila deosebita ca sort pentru lazi. De fapt, in timpul deceniului trecut, nu s-a facut nici o reclamatie asupra capacitatii acestei rasini de a rezista la agenti atmosferici.

c) MP-E / MP-J / MP-C

Aceasta reteta a fost utilizata pentru rezolvarea problemei privind colorarea in galben a  tipurilor 3000 S si 5000 S. Deoarece aceste tipuri de produs sunt prelucrate la temperatura mai mare, in cazurile in care se utilizeaza MP-J / MP-C trebuie sa se adauge o cantitate relativ mare de MP-J, cu toate acestea, adaugarea unei cantitati mari de MP-J duce la colorarea in galben a produsului sub forma de granule.

Pe de alta parte, combinatia MP-E / MP-J produce un efect sinergistic in privinta stabilitatii termice. In plus, o rezistenta termica imbunatatita poate fi atinsa cu o cantitate mult mai mica de MP-J

Tabel. 6.9.1.a. Stabilizatori

decat in cazul retetei MP-J / MP-C. Aceasta este ratiunea pentru care este utilizata combinatia MP-E / MP-J / MP-C ca reteta pentru 3000 S si 5000 S.

6.9.1.2.Degradarea polietilenei

Polietilena, cand este supusa la caldura sau la lumina solara, poate suferi o rupere a lanturilor moleculare, ceea ce are ca rezultat o greutate moleculara mai mica ( MI mai ridicat ) si deteriorarea urmatoarelor proprietati: rezistenta la tractiune si rezistenta la soc.

In general, cand sunt prezente mai multe ramificatii si legaturi duble, polietilena devine sensibila la oxidare si inrautatire a proprietatilor. Aceasta deoarece energia relativ scazuta a legaturii C-H a ambilor atomi de carbon invecinati dublei legaturi si carbonul tertiar fac polimerul mai sensibil la oxidare.

Mecanismul degradarii polietilenei (RH)

a) Initiere

hv

RH R. + H.

caldura O₂

RH → RH* → R. + .OOH

b) Propagare

R.  + O₂ → ROO .

ROO . + RH → R. + ROOH

ROOH               → RO . + .OH

2ROOH → RO . + ROO . + H₂O

RO . + RH → R. + ROH

ROO . + RH → R. + ROOH

c) Scindare

intrerupere

RO .                 → R'CHO + R'

d) Terminare

2R.  → RR

R.  + RO . → ROR

2 RO .                             → ROOR

2 ROO . → ROOR + O₂

Degradarea polietilenei este accelerata prin contact cu ionii metalelor grele. De aceea, prezenta unui exces de cenusa de catalizator Ziegler va accelera degradarea polietilenei. Aceasta, se pare, se datoreaza ionilor de metale grele, ce accelereaza descompunerea cu hidroperoxizi, care formeaza radicali de initiere.

6.9.1.3. Tipuri de antioxidanti

a) Inhibitor pentru reactia radicalica

Acest inhibitor este utilizat ca aditiv pentru a termina propagarea in lant a radicalilor.  Acesti aditivi pot fi clasificati in tipuri pe baza de alchilfenol si in tipuri pe baza de amine, dar pentru polietilena se utilizeaza in mare masura tipul pe baza de alchilfenol. Mai ales MP-J este bine cunoscut.

Mecanismul actiunii  alchilfenolului:

b) Agent descompunere peroxid

In ceea ce priveste BHT, acesta este eficace cand este utilizat pentru inactivarea radicalilor, dar este mai putin eficace la inhibarea propagarii lantului radicalic al lui ROOH. Pentru polietilena sunt utilizati in general DLTDP, DSTDP, LSTDP, etc. datorita compatibilitatii lor cu polimerul

Mecanismul de inactivare al lui ROOH

ROOH + 2 RSH → ROH + R'-S-S-R' + H₂O

R'-S-S-R' + 2 ROOH → [R'-S-S-R'] + 2 ROH

↓

R'-S-S-R' + SO₂

c) Agent inactivare metal greu

Desi acest tip de aditiv este rar utilizat cu polietilena, tipul preferat este acela care reactioneaza imediat cu ionii de metal, pentru a forma un complex fara a cauza decolorarea polimerului.

d) Absorbant de raze ultraviolete

Tipul preferat pentru utilizare cu polietilena este tipul ce are un coeficient mai mare de extinctie al moleculelor, fara a avea nici un efect de decolorare a polietilenei.

Absorbantul de raze ultraviolete poate fi clasificat in urmatoarele 3 categorii:

- pe baza de benzotriazol

- pe baza de benzofenona

- pe baza de salicilat.

Absorbantul de radiatii ultraviolete se selecteaza in lumina compatibilitatii cu polimerul, a stabilitatii termice, etc., pe care o ofera fiecare tip.

6.9.1.4. Absorbant de acid clorhidric

Acest tip de aditiv are functia de a absorbi acidul clorhidric ( HCl ), ce este un component al catalizatorului Ziegler continut in polimer. Cel mai utilizat aditiv este sarea unui acid gras, ce are o excelenta compatibilitate cu polimerul.

Desi CaO, MgO, ZnO, etc. pot fi de asemenea utilizati ca absorbanti de HCl, un dezavantaj al acestor substante este ca ele tind sa mareasca continutul in cenusa al polimerului si in plus sunt toxice.

2 HCl + (C₁₇H₃₅COO)₂.Ca → 2 C₁₇H₃₅COOH + CaCl₂

MP-C este un excelent "Slip agent", precum si absorbant de acid clorhidric.

6.9.1.5. Proportia de amestecare stabilizatori pentru fiecare tip de polimer

Unitatea de masura: kg stabilizator / 1000 kg polimer pulbere

Tipurile de polimer	Stabilizatori	Ratia de amestec
1100 J	MP-J / MP-C
1300 J	MP-J / MP-C
1400 J	MP-J / MP-C
2100 J	MP-J / MP-C
2200 J	MP-J / MP-C
2208 J	MP-G / MP-J / MP-C
3300 F	MP-J / MP-C
5300 F	MP-J / MP-C
3000 S	MP-E / MP-J / MP-C
5000 S	MP-E / MP-J / MP-C
3005 B	MP-C
3205 B	MP-J / MP-C
5005 B	MP-J / MP-C
5205 B	MP-J / MP-C
5305 B	MP-J / MP-C
6205 B	MP-J / MP-C

6.9.1.6. Masurarea stabilizatorilor                        

Sistemul de masurare a stabilizatorilor functioneaza automat, prin control secvential. Stabilizatorii solizi ( MP-J, MP-C si MP-G ) si lichizi ( MP-E si W ) sunt amestecati conform ratiei de amestecare prescrise pentru fiecare tip de produs. O cantitate specificata din fiecare stabilizator este masurata si descarcata automat intr-un mixer, printr-un sistem de control secvential.

In timpul operarii echipamentului si aparaturii AMC incluse in acest sistem, se vor lua urmatoarele precautiuni:

a) Stabilizatorii solizi

i. Amestecarea stabilizatorilor

- Se va asigura ca timerul de amestecare este fixat la durata de operare specificata pentru mixerul de stabilizatori Z 409. Z 409 se opreste automat cand se termina ciclul de 90 min. fixat pe timer, astfel incat stabilizatorul nu se va topi datorita caldurii de amestecare

- Se va asigura ca se efectueaza curatirea interiorului lui Z 409, cand se schimba stabilizatorul de la un tip la altul, conform tipului de produs ce se va fabrica.

ii. Masurarea stabilizatorilor

- Se va verifica daca stabilizatorul a fost alimentat cum trebuie in Z 405 prin sistemul de control secvential, prin supravegherea schimbarilor indicatiilor la WR 413 pentru TK 403.

- De  asemenea, in camera de comanda se vor urmari cu o deosebita atentie performantele timerelor si aprinderea secventiala a lampilor, pentru a fi siguri ca schema secventiala ( graficul de desfasurare in timp ) a fost urmata in mod corect.

- Se va verifica acurateta masuratorii buncarului de masura stabilizatori Z 412, o data pe schimb.

- Se va compara, o data pe fiecare schimb, cantitatea efectiva de stabilizator alimentat, cu indicatiile lui WR 413. Cantitatea efectiva alimentata poate fi calculata prin frecventa deschiderilor si inchiderilor robinetului cu sertar Z 406.

b) Stabilizatori lichizi

i. Topirea stabilizatorului MP-E

- Se va porni agitatorul numai dupa ce se va asigura ca s-a topit complet cantitatea specificata de MP-E, alimentat in vasul de topire stabilizator D 401, prin incalzirea mantalei cu abur de joasa presiune ce se introduce in manta.

- In timpul etapelor descrise mai sus, D 401 va fi tinut sub perna de azot. Se vor lua toate masurile necesare pentru a preveni intrarea impuritatilor in D 401.

ii. Masurarea stabilizatorilor

- Se verifica indicatia la LR 411, pentru a putea fi siguri ca MP-E a fost alimentat corect in Z 407. Aceasta poate fi confirmata prin calculul cantitatii de MP-E alimentat, din diferenta nivelului de lichid indicata de LR 411 ( LR 412 pentru stabilizatorul W ).

- Se verifica, o data pe fiecare schimb, capacitatea de masurare a pompelor P 402 AB  ( P 403 AB pentru stabilizatorul W ).

- Masurile preventive de mai sus sunt aplicabile si stabilizatorului W.

6.9.1.7. Masurarea cantitatii de pulbere si amestecarea stabilizatorilor

a) Masurarea cantitatii de pulbere

i. Lungimea ciclului de masurare a cantitatii de pulbere variaza functie de proprietatile polimerului sub forma de pulbere.

Daca timpul necesar pentru masurare apare prea lung, se introduce in Z 405 azot, ca "bridge breaker". Cu toate acestea, in principiu, cantitatea de pulbere ce trebuie alimentata va fi de 400 kg / sarja.

ii. Se verifica, o data la fiecare schimb, acuratetea masurarii cu Z 405.

iii. Se calculeaza cantitatea de pulbere trecuta prin sistem si randamentul de produs pe baza frecventei deschiderilor / inchiderilor lui Z 406. Cantitatea de pulbere trecuta prin sistem, astfel calculata, poate fi adoptata ca baza pentru calculul randamentului de produs si al indicelui de curgere ( MI) mediu al lotului respectiv.

b) Amestecarea stabilizatorilor

i. Temperatura interna a  mixerului de pulbere Z 407, in timpul amestecarii, creste pana la 70-80 ⁰C, datorita vitezei mari de amestecare. De aceea, se va asigura ca se introduce apa prin mantaua lui Z 407, pentru a se preintampina topirea produsului sub forma de pulbere.

Intre timp, se vor urmari cu atentie fluctuatiile la TRA 413.

ii. Operatorul de la camera de comanda va pastra un reglaj exact al fiecarei trepte ce alcatuieste operatia de amestecare, prin supravegherea lampilor ( a aprinderii si stingerii in timp a lampilor).      

6.9.2. Granularea - extruderul

6.9.2.1. Caracteristicile snecului extruderului sunt exprimate dupa cum urmeaza:

p p

Q = [ α.N - ------ ß - ------ γ ] ρ , unde

μ μ

Q - capacitatea extruderului ( kg / sec )

N - turatia snecului ( rpm )

p - presiunea diferentiala in zona de masurare sau in placa de rupere ( kg / cm² )

μ - vascozitatea efectiva a polimerului topit

ρ - densitatea polimerului topit

α - constanta a franarii fluidului

ß - constanta a fluidului sub presiune

- constanta a pierderii de fluid

NOTA: Factorii α, ß si γ  sunt calculati pe baza dimensiunilor geometrice ale snecului.

Pe de alta parte, caracteristicile sunt exprimate dupa cum urmeaza:

p

Q = K ---------

μ

Factorul K este determinat pe baza dimensiunilor geometrice ale orificiilor filierei. Caracteristicile de performanta ale extruderului sunt determinate dupa curbele caracteristice ale snecului si filierei, ca in fig.6.9.2-1.

Fig.6.9.2-1 Caracteristicile snecului si filierei

Vascozitatea, ca parametru, este dependenta de forta de forfecare.

Forta de forfecare generata de snec nu este atat de mare ca cea generata de orificiile filierei, cand polimerul topit curge prin ele. De aceea, curba caracteristica a snecului se schimba liniar cu Q ( cantitatea de extrudat ). In acelasi timp, curba caracteristica a filierei nu variaza liniar cu Q. Astfel, aria intre punctele de intersectie se considera a fi domeniul optim de operare. Cand descreste MI-ul polimerului sau scade temperatura, creste vascozitate.

Conform fig.6.9.2-1, polimerul ce are un MI mic arata o presiune P_B mai mare in placa de rupere, dar o crestere a capacitatii extruderului, in timp ce polimerul ce are un MI mare arata o presiune P_B destul de mica la placa de rupere, dar o scadere a capacitatii extruderului, datorita unei presiuni crescute a polimerului in cilindru.

6.9.2.2. Capacitatea extruderelor Z 425 ABC

Capacitatea extruderului cu simplu snec depinde de urmatorii factori:

1) - Energia specifica ( E_sp )

Puterea aplicata pe unitatea de greutate de polimer:

puterea necesara snecului ( kW )

E_sp = -------- ----- ------ ------------

cantitatea de produs ( kg / h )

2) - Zona de alimentare a snecului ( strangularea la alimentare )

3) - Zona de curgere inversa

6.9.2.3. Eficienta plastifierii in extrudere

Eficienta plastifierii in extrudere poate fi imbunatatita prin cresterea energiei specifice. La randul ei, energia specifica poate fi marita prin utilizarea urmatoarelor mijloace:

- cresterea vitezei ( turatiei ) snecului

- reducerea cantitatii de produs trecut prin extruder

- racirea cilindrului si snecului.

Din conditiile de mai sus, racirea cilindrului si snecului este mijlocul cel mai eficace pentru cresterea energiei specifice.

6.9.2.4. Valorile prescrise pentru conditiile standard de operare pentru Z 425 ABC

A se vedea tabelul 6.9.2.-a

6.9.2.5. Combinarea pachetelor de site

Pentru indepartarea impuritatilor din polimerul topit, in fata placii de rupere sunt montate site din plasa de otel inoxidabil.

In tabelul de mai jos sunt aratate diferite combinatii de marimi de sita ( marimi ale ochilor sitei ) pentru fiecare tip de produs.

Tipul de polimer	Marimea sitei ( mesh )
1100 J, 1400 J, 1300 J, 2100 J, 2200 J, 2208 J
3005 B, 5005 B, 3205 B, 5205 B, 5305 B, 6205B
3300 F, 5300 F, 3000 S
5000 S

Pachetul de site va fi inlocuit la intervale regulate de timp, in principiu, asa cum este specificat mai jos:

Tipul de sita ( mesh )	Perioada normala de lucru ( ore )
150 sau 200

Cu toate acestea, sitele vor fi inlocuite cand va fi necesar, in special in urmatoarele cazuri :

- Cand presiunea polimerului ( PIS 436 ABC ) pe placa de rupere creste in mod anormal

- Cand temperatura polimerului a atins 300  320 ⁰C ( TR 442 ABC ).

NOTA: Cand diferenta intre presiunea la placa de rupere si presiunea la filiera este anormal de scazuta, in comparatie cu valoarea normalaa, este posibil ca pachetul de site sa fie rupt. De aceea, se va examina imediat pachetul de site.

6.9.2.6. Precautii:

i) - Se va ajusta debitul de alimentare al pulberii si turatia ( rpm ) snecului, pentru a preveni curgerea pulsatorie.

ii) - Se va asigura ca polimerul este complet topit cand ajunge in zona de aerisire C4. Daca, pe de alta parte, polimerul netopit se topeste numai cand ajunge in zona finala, gazul ce poate fi continut in acest polimer netopit este adesea inglobat in granule, rezultand astfel granule ce contin bule.

iii) - Se va asigura ca s-au luat masurile necesare de prevenire a cresterii anormale a temperaturii polimerului. Daca este necesar, se trece apa prin mantalele extruderului. O temperatura anormala exercita un efect negativ asupra calitatii polimerului si, adesea, da nastere la curgerea pulsatorie a polimerului topit. De regula, temperatura maxima admisibila a polimerului topit este 320 ⁰C pana la 330 ⁰C ( TR 442 ABC).

iv) - Prezenta oxigenului in extruder da nastere adesea la degradarea polimerului datorita oxidarii. De aceea, se va preveni degradarea polimerului topit prin indepartarea oxigenului.

v) - MI-ul pulberii difera de MI-ul granulelor. Aceasta diferenta se evidentiaza prin MI

MI = MI pulbere - MI granule

MI variaza cu tipul de polimer. Procentul lui MI fata de MI-ul pulberii

MI

----- ----- ---- x 100

MI pulbere

se incadreaza in domeniul 0 - 10 %, in cazul produselor cu distributie ingusta a greutatii molecular 232d36c e si in domeniul 20 - 30 %, in cazul produselor cu distributie larga a greutatii molecular 232d36c e.

Este de dorit sa se corecteze MI in conformitate cu masuratorile efective obtinute in exploatarea instalatiei.

6.9.2.7. Functionarea anormala a extruderelor Z 425 ABC si factorii ce afecteaza calitatea

i) Pulsatiile

Fenomen:

- Fluctuatii ale amperajului la motorul principal al extruderului

- Fluctuatii ale presiunii la placa de rupere

- Fluctuatii ale temperaturii polimerului ( TR 442 ABC ).

Cauze

- Pulberea din TK 402 nu cade lin in extruder. Datorita scaderii densitatii aparente ( AD) a pulberii se formeaza punti de pulbere.

- Conditiile de functionare ale extruderului, in special temperatura, turatia snecului ( rpm), etc,. nu sunt corespunzatoare.

- Topirea unei cantitati excesive de polimer, ce tinde sa aiba loc in timpul tranzitiei de la un tip de polimer la altul, datorita unei variatii bruste a MI, adesea da nastere la pulsatii. Acest fenomen se observa in mod evident cand tranzitia se efectueaza de la un MI scazut la un MI ridicat.

- Proiectarea snecului extruderelor.          

Pulsatiile au loc deasemenea cand spatiul corespunzator zonei de aerisire in cilindru nu este umplut suficient, adica in conditii de oprire din lipsa de material ( Astarted condition" ).

Masuri de remediere

- Se va asigura ca pulberea este alimentata din TK 402, in mod stabil. Se verifica daca este infundata conducta de egalizare presiune si conducta de aerisire.

- In cazul in care are loc o schimbare brusca a MI-ului pulberii, se fixeaza temperatura extruderului la o valoare cat se poate de scazuta. Daca este necesar, se introduce o sita mai mica pentru a produce o contrapresiune la placa de rupere.

Se reverifica turatia (rpm) snecului si cantitatea de produs ce trece prin extruder.

Se va verifica si se va vedea daca in zona de alimentare este rasucit in jurul snecului polimer partial topit.

ii) Cauzele arderii granulelor si masuri de remediere

Metoda de detectare

Se va efectua o data la doua ore inspectia vizuala a granulelor de produs, pe mostre luate de la TK 404 ABC.

Cauze

- Oxidarea polimerului topit in contact cu aerul, cand se inlocuieste pachetul de site.

Polimerul degradat, ce poate fi lipit pe suprafata snecului, a placii de rupere, etc., este sters de pe aceste suprafete de catre curentul de polimer topit din extruder, in cazul tranzitiei de la un tip de produs la altul, in special cand este insotita de o micsorare a MI.

- Dupa o perioada de oprire prelungita, polimerul ce se afla in extruder este deteriorat in momentul cand se reporneste extruderul.

Masuri de remediere

- Se curata snecul extruderului prin alimentarea granulelor de produs cu MI scazut.

- Se curata snecul si placa de rupere.

In cazul in care extruderul este scos din functiune pentru o perioada lunga de timp, inainte de pornire se curata snecul, placa de rupere, filiera, etc. prin alimentarea cu granule ce au MI scazut.

iii) Cauzele decolorarii granulelor si masuri de remediere

Metoda de detectare

Inspectie vizuala

Cauze

- Cauze ce exista in sectiunile dinaintea sectiunii de granulare:

- un continut ridicat de cenusa in polimer, datorita activitatii scazute a catalizatorului 

- pulberea uscata contine un procent ridicat de materiale volatile

- perna insuficienta de azot in sistem

- amestecare si reteta de catalizatori necorespunzatoare

- Cauze ce exista in sectiunile de dupa sectiunea de granulare:

- perna necorespunzatoare de azot

- o temperatura a polimerului excesiv de ridicata ( TR 442 ABC )

- patrunderea de fragmente de metal rupte din anumite parti de utilaje, datorita unei ajustari necorespunzatoare a jocurilor la aceste parti de utilaje.

Masuri de remediere

- Se va verifica perna de azot in sistem.

- Se va controla temperatura polimerului ( TR 442 ABC ).

- Se va verifica continutul de cenusa al pulberii uscate.

- Se va asigura ca stabilizatorul W a fost alimentat in cantitatea specificata.

iv) Cauzele formelor neobisnuite ale granulelor si masuri de remediere

Metoda de detectie

Inspectia vizuala

Cauze

- Fluctuatii in curgerea polimerului topit ( pulsatii ). Infundarea gaurilor filierei.

Infundarea partiala a gaurilor filierei are ca rezultat producerea de granule cu forme neregulate. Infundarea partiala a gaurilor filierei are loc adesea la pornirea extruderului, cand se alege in mod necorespunzator momentul pentru intoducerea apei calde in cutia cutitului ( la capul de taiere sub apa a granulelor ).

- O viteza necorespunzatoare a cutitului.

Masuri de remediere

- Se va asigura ca s-a introdus abur in mantaua capului filierei pentru incalzirea mantalei.

- In cazul in care se infunda gaurile filierei, se va opri in mod temporar extruderul si se va efectua "strand run".

- Se va ajusta viteza cutitului. Daca este necesar, se va mari sau se va micsora numarul de lame ce se vor fixa la cutit.

v) Cauzele "parului de inger" la granule si masuri de remediere

Metoda de detectare

Inspectia vizuala

Cauze

Lamele cutitului nu taie bine.

- Suprafata filierei prezinta asperitati.

- Ajustarea necorespunzatoare a spatiului dintre cutit si filiera.

Masuri de remediere

- Se inlocuiesc lamele cutitului

- Se inlocuieste capul filierei.

- Se reajusteaza spatiul dintre cutit si filiera.

vi) Cauzele existentei substantelor sub forma de puf si masuri de remediere

Metoda de detectare

Inspectie vizuala.

Cauze

- Substantele sub forma de puf sunt produse adesea din granulele ce se agata intre filiera si cutit.

- Lamele cutitului sunt uzate si tocite.

- Suprafata filierei prezinta asperitati.

- Fixarea ( retinerea ) locala a granulelor ramase intre filiera si suportul cutitului.

Masuri de remediere

- Se inlocuiesc lamele cutitului.

- Se inlocuieste filiera.

- Se schimba suportul cutitului.

vii) Cauzele existentei granulelor alb-laptoase si masuri de remediere

Metoda de detectare

Inspectia vizuala.

Cauze

- Coloratia alb-laptoasa datorita topirii insuficiente a polimerului.

Daca amestecarea ( framantarea ) pulberii este facuta insuficient, polimerul netopit intra in granule, aceasta avand ca rezultat colorarea alb-laptoasa. In general, colorarea alb-laptoasa are loc mai des in cazul produselor cu mI ridicat sau in cazul unui snec cu canelura adanca.

- Coloratia alb-laptoasa a granulelor datorita incluziunii de bule de aer.

Acest fenomen tinde sa aiba loc la produsele cu MI mai mic sau in cazul unui snec cu canelura nu prea adanca. In polimerul topit intra bule de aer.

Fenomenele "a" si "b" de mai sus depind aproape in intregime de conditiile de operare in treapta dinaintea zonei de aerisire.

Se va avea grija sa nu se permita polimerului netopit sa fie transportat spre capatul de evacuare al snecului, intr-un raport care sa depaseasca 50 % din totalul alimentarii. 

Masuri de remediere

Cauze Remedieri	Cauza "a"	Cauza "b"
Turatia snecului ( rpm )	va fi marita	va fi micsorata
Debitul de alimentare	va fi marit	va fi micsorat
Contrapresiunea	va fi marita	NA
Se va preintampina functionarea pulsatorie.
Se va verifica continutul de substante volatile in pulberea de polimer.

vii) Cauzele formarii aglomerarilor de granule si masuri de remediere

Metoda de detectare

Inspectia vizuala.

Cauze

- Stabilirea necorespunzatoare, la pornirea extruderului, a momentului pentru introducerea apei calde in spatiul unde este cutitul.

- Un debit scazut de apa calda in spatiul cutitului sau o temperatura scazuta a apei duce la racirea necorespunzatoare a granulelor.

Masuri de remediere

- Se verifica vizual granulele la inceputul pornirii operatiei. Daca se observa ceva anormal, se va efectua din nou intreaga operatie.

- Se vor verifica debitul si temperatura apei calde in spatiul cutitului.

6.9.3. Operarea silozurilor

Alegerea silozului pentru transferul granulelor se va face functie de proprietatile de baza ale polimerului, ca :MI, densitate, NNI, precum si de aspectul granulelor.

6.9.3.1. MI

a) Criteriu pentru alegerea silozului

Cand MI-ul granulelor de polimer cade in domeniul  25 % din valoarea specificata pentru lotul respectiv, aceste granule vor fi transferate de regula spre silozul de produs conform

b) Controlul MI

- Un lot de granule consta in productia din cca. 24 ore . Conditiile de polimerizare vor fi astfel reglate incat MI-ul mediu al unui lot, ce poate fi calculat cu formula urmatoare, va atinge valoarea normala.

ΣW_i x MI_i

MI = ----- ----- ------- 

W

unde:

W_i - capacitatea ( kg / h ) extruderului Z 425 ABC pentru o perioada " i " de timp. ( Aceasta capacitate poate fi calculata din indicatiile cantaririlor la Z 407 si din indicatiile de la WRA 412 )

M_ii - MI la iesirea din Z 425 A,B,C pentru o perioada "i" de timp

W  - cantitatea totala ( kg ) de granule in silozul de granule conforme Valoarea de mai sus va fi calculata, pentru confirmare, o data la fiecare 2 ore.

Daca se constata ca MI-ul mediu nu cade in domeniul valorii normale, se va verifica sa se vada daca este necesara schimbarea silozului.

Se va asigura ca se inregistreaza urmatoarele date, pentru fiecare lot, in scopul controlului fiecarui lot:

- tipul polimerului

- numarul lotului "conform"

- numarul silozului

- timpul de incarcare a silozului

- valoarea ( MI_i x W_i ) calculata la fiecare 2 ore

- timpul de amestecare

- timpul de ambalare.

6.9.3.2. NNI si densitatea

Criteriu pentru alegerea silozului

Cand valoarea NNI si cea a densitatii granulelor cade in domeniul valorilor de control prescrise, de regula aceste granule sunt transferate spre silozul de produs conform.

6.9.3.3. Aspectul granulelor

Criteriu pentru alegerea silozului

Daca aspectul granulelor de produs satisfac cerintele specificate , aceste granule vor fi trimise la un siloz de granule conforme.

Daca o parte din granulele produse sau lotul ce trebuie preparat nu satisfac specificatiile de calitate prescrise, aprobarea sau respingerea pentru aceste granule ca "produs neconform" va fi data luandu-se in considerare marimea fluctuatiilor calitatii.

Granulele produse in timpul operatiei de pornire a extruderului vor fi intotdeauna transferate in silozul de granule neconforme TK 453 ( acest produs este posibil sa contina, intr-o proportie foarte ridicata, granule de forme neregulate si colorate ).

In cazul in care nu a fost aprobat un lot de polimer, din cauza unuia din factorii sai de baza: MI, NNI sau densitate, acest lot poate fi amestecat cu granule conforme intr-o cantitate corespunzatoare, pentru a fi eventual salvat ca produs conform.

6.9.3.4. Amestecarea granulelor

Granulele de polimer ale caror proprietati cad in domeniul valorilor de control specificate, vor fi transferate de la iesirea din extrudere in silozurile de granule TK 451 ABC.

Fiecare din aceste silozuri are o capacitate de 400 m³, ce este egala cu cca. 190 tone. Granulele astfel incarcate in silozuri sunt amestecate pentru omogenizarea calitatii produsului. Operatia de amestecare se efectueaza prin descarcarea granulelor printr-un dozator celular, cu o capacitate de 150 t / h si recircularea lor in siloz cu o suflanta. Amestecarea se va face intr-o perioada de timp atat de lunga, cat va fi necesar pentru a se realiza 5 pana la 6 cicluri de recirculare.

Confirmarea calitatii granulelor

- Completarea operatiei de amestecare

Dupa 5 - 6 cicluri de amestecare a granulelor, se va verifica, o data la fiecare 20 minute in timpul unei ore de amestecare, calitatea unei probe reprezentative si se vor determina fluctuatiile MI-ului granulelor pentru fiecare lot.

Daca s-a  confirmat ca aceste valori cad in domeniul valorilor specificate ale produsului si ating valoarea medie calculata a MI-ului granulelor din siloz, operatia de amestecare este completa.

- Evaluarea calitatii finale a fiecarui lot

Dupa ce s-a confirmat ca s-a terminat operatia de amestecare, se ia o proba reprezentativa din fiecare lot, in timpul operatiei de ambalare, cand nivelul granulelor in siloz scade la 75 % si 25 %.

6.10. SECTIUNEA DISTILARE HEXAN

6.10.1.Specificatia hexanului distilat

In timpul operarii normale, continutul de apa in hexanul distilat va fi conform urmatoarelor standarde de control ale calitatii:

- hexanul de la baza coloanei T 704 -  continutul de apa este de maxim 20 ppm gr.

- hexanul la iesirea din D 703 AB - continutul de apa este de maxim 5 ppm gr.

Cu toate acestea, este de dorit ca, la iesirea din D 703 AB sa se mentina continutul de apa in hexan la maxim 2 ppm gr.

6.10.2.Performanta talerelor coloanei T 704

In legatura cu performantele talerelor coloanei T 704, se prezinta fig. 6.10.2-1 si fig. 6.10.2-2, si anume:

- performanta talerului din varful coloanei T 704

- performanta talerului de la baza coloanei T 704.