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SEBS产品专用挤压脱水机关键技术开发及应用

完成单位:中石化巴陵石油化工有限公司

登记编号:ZSCX-2021-SH-J-2-10      登记年份:2021      登记日期:2021-04-21

项目概况

1.实施背景 

       SEBS产品是苯乙烯一丁二烯苯热塑性嵌段共聚物,其主要物理性能:具有橡胶的弹性、回复性、韧性、耐候性,在高温下可以熔融流动,可无需硫化直接加工成型,并具有易加工成型及可回收的特性。生产SEBS产品工艺路线:单体精制、聚合、加氢、凝聚与溶剂回收、后处理干燥(或磨粉)等工序。其中的关键设备是挤压脱水机。2012年9月至2013年5月,后处理干燥单元开车期间,挤压脱水机在生产过程中出现:核心部件螺杆轴磨损严重,运行寿命短(检修周期54天);切刀和模板磨损(检修周期72天);并且磨损的金属销进入产品严重影响产品质量;切粒机构轴承寿命周期短(检修周期93天);切粒外观质量稳定性差;适应产品的操作弹性窄等问题。为了解决上述问题,巴陵石化橡胶部成立了《SEBS产品专用挤压脱水机关键技术及应用研究》攻关课题组。课题组在消化和吸收螺杆挤出技术、切粒技术并与高校合作:对螺杆轴螺套参数进行了优化设计和对计量段筒体的衬套进行功能区分设计,对螺套堆焊材料的筛选,切粒机构独特的设计;基本解决了原挤压脱水机存在的问题,改造后的设备产能由设计产能2万吨/年提升到2.7万吨/年,产品外观质量大幅提升。 

2.内涵及主要做法 

       2.1.创新难点 

     (1)挤压脱水机螺杆轴对SEBS产品牌号多样性的适应性差,增加了研究难度; 

     (2)螺杆轴磨损影响因素多,磨损模型较难建立; 

     (3)影响产品切粒外观质量因素复杂; 

     (4)挤压脱水机的监控缺乏异常工况的诊断、缺乏对运行数据的分析处理,不能准确判断设备故障。 

       2. 2创新要点 

     (1)针对原设备出现的问题再结合SEBS物性的多样性,课题组重新设计了挤压脱水机螺杆轴:把原整体加工型螺杆轴设计成:计量段螺套组合式结构,这种设计解决了螺杆轴适应性问题,具有依据产品物理性能进行灵活调节;其次把计量段的衬套依据功能划分进行设计,即多段型设计:这种设计减缓了挤压脱水机螺杆轴螺套的磨损速率,从而稳定了挤压脱水机机组性能。 

     (2)通过磨损试验寻找一种耐磨材料,优化合金与基层的喷涂工艺,达到降低螺杆轴螺套、衬套的磨损速率。 

     (3)针对原设备切粒机构存在的问题,结合SEBS物性多样性的特点设计出适合SEBS生产的平面切粒机构。 

     (4)针对设备监控手段少,缺乏对异常工况的诊断及运行数据的分析处理问题,通过增加设备状态在线监控系统,采用物联网及云计算技术相结合,实现挤压脱水机组的实时运行数据的监控和检测,利用移动互联及云计算技术,准确作出设备运行的故障诊断,保证机组平稳运行。 

 3.实施效果 

       3.1 对螺杆轴螺套参数进行了优化设计和对计量段筒体的衬套进行功能划分设计,对螺套堆焊材料的筛选,通过上述三方面措施的实施,螺杆轴和衬套的寿命周期从原54天延长到936天; 

       3.2 切粒机构独特的设计;一方面切粒机构检修周期由原93天延长到810天,其次产品外观质量大幅提升,尤其消除了产品中存在磨损的金属销问题; 

       3.3 改造后的设备产能也由设计产能2万吨/年提升到2.7万吨/年。 

       3.4 此项目在SBC行业具有较高的推广价值。