EVA质量的影响因素及生产控制措施

孙 林，李新昌

（中国石油广西石化公司，广西 钦州 535008）

EVA是乙烯-醋酸乙烯酯共聚物的简称，该系列产品具有良好的柔韧性、抗冲击性、光学透明性和热密封性能等，被广泛应用于发泡鞋材、功能性棚膜、包装膜、热熔胶、电线电缆等多个领域。当前国内的EVA装置呈井喷式发展，但EVA的特殊性使得生产控制难度较大，产品容易出现一些质量问题。本文对影响EVA产品质量的相关因素进行了分析，并提出了一些改进措施。

1 装置与工艺原理

EVA生产装置由压缩单元、聚合单元、热水单元、高分及高循单元、低分及低循单元、醋酸乙烯精制及回收单元、挤压造粒单元等组成。管式法EVA以乙烯为主要原料，醋酸乙烯为共聚单体，有机过氧化物为引发剂，用分子量调节剂控制熔融指数，在高压套管式反应器内进行聚合反应，生产聚乙烯或EVA。用蒸汽提升预热器的温度，以达到引发剂的初始引发温度。该反应是强放热反应，反应热由夹套内的热水撤出，最高单程转化率可达40%，在一条生产线上可切换生产不同牌号的聚乙烯和乙烯-醋酸乙烯共聚树脂（EVA）。

该生产工艺有灵敏的安全联锁保护机制，反应器上设有紧急泄压阀，异常工况时能够快速将反应器压力泄放到安全值，反应器的压力控制、物料在反应器内的停留时间、反应物流速等，由专用的脉冲控制器调节控制，反应器的温度由过氧化物的进料量控制。

2 生产工艺流程

从低循系统来的工艺气体进入增压机入口的缓冲罐，以0.04~0.08Pa的压力进入增压段，经压缩后，与新鲜乙烯和分子量调节剂一起进入一次压缩机，最终将气体压缩到20.0~29.5MPa，进入二次压缩机。

共聚单体醋酸乙烯及从高压循环系统返回的工艺气体注入二次机入口，经二次机一级压缩至一定压力后，再经中冷器冷却和二级压缩，最终以温度70~100℃、压力200~260MPa进入预热器。

从预热器出来的工艺气体进入反应器，此时引发剂经引发剂注入泵注入反应器的4个区，进行聚合反应。生成的聚合物和工艺气体经脉冲阀进入后冷器进行降温，再进入高压产品分离器，将大部分聚合物和未反应的工艺气体分离。

气体进入高循系统，之后高循气体返回二次机一段入口，熔融的聚合物与夹带的一部分气体减压后进入低压产品分离罐。分离出的气体进入低循系统，之后低循气体返回一次机入口的缓冲罐，聚合物则从低压产品分离罐中出来，通过产品阀进入挤压机进行挤压。

切粒机在水下切粒，产品随颗粒水送到预脱水器脱水，未分离的水和颗粒经干燥器干燥后进入振动筛分级。分出的大小合格的颗粒进入缓冲料仓，用输送风机将颗粒送到脱气仓脱气，结束后送到成品仓进行后续包装处理，得到合格的EVA颗粒。

3 生产过程中存在的问题及解决措施

3.1 粒子带水

原因：颗粒水温度太低，旋转干燥器的脱水效果不佳，挤压筒体的各项参数控制不合理等。

图1 EVA生产工艺流程简图

解决措施：在生产EVA产品时，要根据切粒情况，合理调整筒体、模头及模板的温度，颗粒水温度应控制在9~10℃左右，同时合理调节进入旋转干燥器的气流温度和压力，调节抽气风机的流量，确保进出干燥器的气流保持平稳。还要定期对旋转干燥器的细粉分离器进行排水疏通，定期清理旋转干燥器的空气抽吸滤网。

3.2 连粒

原因：EVA颗粒的柔韧性大。VA含量越高，颗粒越容易黏连在一起，甚至出现条状料、块料、拉丝料。

解决措施：1）要按照一定比例，定期加入抗结块剂和消泡剂，混合均匀后加入颗粒水系统中。2）增大缓冲料斗和脱气仓的脱气流量，根据VA含量，增大脱气时间，确保EVA颗粒含有的烃类尽可能降低到最低值，避免粘料甚至熔仓；合理控制脱气温度，避免产品在输送和进料过程中发生料仓架桥，进而引起产品质量问题；脱气温度太低，则VA不容易被脱除，造成脱气仓架桥；脱气温度太高，颗粒容易黏连在一起，甚至粘附于下游的旋转阀体，损坏阀体机封，堵塞输送管线和包装机进料口。为此，要在生产过程中加强巡检，注意观察送风系统各个旋转阀的运转情况，密切注意切粒情况，及时准确地优化各项关键参数。3）在日常运行过程中，要密切关注颗粒水温度、旋转干燥器电流、振动筛下料情况、取样口的粒子情况等，根据需要及时启动冰机，清理振动筛，及时调整切粒机和挤压机的各项参数，防止因颗粒水温度太高而引起拖尾或连粒，堵塞振动筛和旋转干燥器，造成挤压机停车。

3.3 细粉过多

原因：一是颗粒的拖尾严重；二是在输送过程中，颗粒与管道、颗粒与颗粒间发生了摩擦，导致自掺混期间也会产生一定量的细粉。

解决措施：1）使用EVA生产专用模板，合理优化各项工艺参数，特别是挤压模头、模板温度和筒体温度。解决拖尾问题后，细粉会减少很多，同时要增大颗粒水的溢流；2）检查淘析分离系统的运行情况，淘析系统运行不正常会直接导致包装产品携带大量细粉，此时应在初次包装中进行破袋检查，以避免质量事故的发生；3）定期清洗脱气料仓和包装料仓，同时要在设计阶段充分论证除尘设施和设备的各项指标。

3.4 晶点过高

原因：晶点是EVA生产中面临的普遍问题。EVA装置高温高压、联锁点多、生产难度大的特点，决定了该装置的开停车频繁。在系统的循环过程以及装置开停车过程中，系统会不可避免地产生小分子量的低聚物，粘附于反应器内壁和高低分内壁，导致反应器的传热不理想，反应产率降低。在处理产品粘壁的过程中，粘附于内壁的低聚物会掉落下来，随着聚合反应的推进，最终形成晶点[1]

解决措施：1）在开停车过程中要合理操作，尽量避免低聚物的形成。停车后要将系统循环排空，不给低聚物的产生创造条件；在开车过程中按照操作规程迅速建立反应，同时调整好脉冲控制器的各项参数，降低反应器的粘壁程度，使低聚物进入过渡料仓；2）合理优化高分伴热、产品线、低分伴热等温度指标，避免低聚物粘附于此，同时通过反复多次地改变高低分料位，使粘附于内壁的低熔指物料脱落；3）减少停车次数。在日常巡检中要多观察压缩机的运行情况，特别是内部油的注油情况、高压管道地脚螺丝的紧固情况等，定期更换压缩机油滤，检查压缩机的各个密封部件有无泄漏情况，有无异常振动情况[2]。

3.5 熔指偏低

不同于其他聚烯烃装置有粉料脱气环节，EVA产品从反应器出来就是熔融状的树脂，因此EVA产品中的烃类只能在后系统中脱除。EVA是共聚单体，也控制着产品的熔指，在经过规定时间甚至更长时间的脱气后，熔指会降低，所以在生产中应根据客户需求，在聚合工段控制熔指略高于指标为宜。

4 结语

近年来，受到清洁能源的政策扶持，光伏产业在全世界的发展迅速。随着EVA产品向着可降解、无公害、多功能化的方向发展，高透光性膜、冷库保险膜、防雾滴膜等多功能性薄膜的需求不断增长，特别是应用于太阳能板的光伏膜的需求旺盛，市场空前广阔。为此应加大EVA制品的开发力度，生产品质更优的产品，促使EVA产品向着高端化、定制化、差异化方向发展，以提高企业的核心竞争力和产品市场占有率，助推国家双碳战略目标的实现。