Kako poboljšati proizvodnju celuloznog etera?

Kima Chemical Co., Ltd voleo bih uvodi unapređenje procesa proizvodnje i opreme celuloznog etra u poslednjih deset godina, te analizira različite karakteristike reaktora za gnječenje i raonika u procesu proizvodnje celuloznog etra. S brzim razvojem industrije celuloznog etera, proizvodni kapacitet jednog seta opreme prelazi sa stotina tona na nekoliko hiljada tona. Neizbježan je trend da nova oprema zamjenjuje staru opremu.

Ključne riječi: celulozni eter; proizvodna oprema; gnječenje; reaktor raonika

Osvrćući se na proteklih deset godina kineske industrije celuloznog etera, ovo je slavna decenija za razvoj industrije celuloznog etera. Kapacitet proizvodnje celuloznog etera dostigao je više od 250.000 tona. U 2007. godini proizvodnja CMC-a iznosila je 122.000 tona, a proizvodnja nejonskog etra celuloze 62.000 tona. 10.000 tona celuloznog etra (1999, Kina'ukupna proizvodnja celuloznog etra iznosila je samo 25.660 tona), što predstavlja više od četvrtine svijeta's output; jedan broj preduzeća od hiljadu tona uspešno je ušao u red preduzeća od 10.000 tona; sorte proizvoda su se značajno povećale , Kvalitet proizvoda se stalno poboljšavao; iza svega stoji dalje sazrevanje procesne tehnologije i dalje unapređenje nivoa proizvodne opreme. U poređenju sa inostranim naprednim nivoom, jaz je značajno smanjen.

Ovaj članak predstavlja najnoviji razvoj domaćeg procesa proizvodnje celuloznog etera i poboljšanje opreme u posljednjih nekoliko godina, te predstavlja rad Instituta za istraživanje kemijske industrije Zhejiang u istraživanju i razvoju opreme za proizvodnju celuloznog etera na temelju teorije i razmišljanja zelene kemijske industrije. Istraživački rad na reaktoru za alkalizaciju etera celuloze.

1. Tehnologija proizvodnje i oprema domaćeg celuloznog etera CMC 1990-ih godina

Otkako je Fabrika celuloida u Šangaju 1958. godine razvila proces vode i srednje količine, za proizvodnju CMC-a koristili su se proces rastvarača male snage sa jednom opremom i drugi proizvodni procesi. U zemlji, gnječilice se uglavnom koriste za reakcije eterifikacije. Devedesetih godina godišnji proizvodni kapacitet jednog proizvodnog pogona CMC većine proizvođača bio je 200-500 tona, a uobičajeni modeli reakcije eterifikacije bili su 1,5 mil.³ i 3m³ gnječilice. Međutim, kada se gnječilica koristi kao reakciona oprema, zbog male brzine ruke za gnječenje, dugog vremena reakcije eterifikacije, visokog udjela nuspojava, niske stope iskorištenja agensa za eterifikaciju i loše uniformnosti Raspodjela supstituenta reakcije eterifikacije, glavni uvjeti reakcije Na primjer, kontrola omjera kupke, koncentracije alkalija i brzine ruke za gnječenje je loša, pa je teško ostvariti približnu homogenost reakcije eterifikacije, a još je teže provesti prijenos mase i istraživanje permeacije reakcije duboke eterifikacije. Stoga gnječilica ima određena ograničenja kao reakciona oprema CMC-a, te je usko grlo razvoja industrije celuloznog etera. Neadekvatnosti uobičajenih modela reakcije eterifikacije iz 1990-ih mogu se sažeti u tri riječi: mali (mali učinak jednog uređaja), niski (niska stopa iskorištenja agensa za eterifikaciju), loši (reakcija eterifikacije zamjenjuje uniformnost osnovne distribucije). je siromašan). S obzirom na nedostatke u strukturi mješilice, potrebno je razviti reakcionu opremu koja može ubrzati reakciju eterifikacije materijala, a distribucija supstituenata u reakciji eterifikacije je ujednačenija, kako bi stopa iskorištenja agensa za eterifikaciju je veći. Krajem 1990-ih, mnoga domaća preduzeća celuloznog etera nadala su se da će Zhejiang istraživački institut hemijske industrije istražiti i razviti proizvodnu opremu koja je hitno potrebna industriji celuloznog etera. Zhejiang Research Institute of Chemical Industry počeo je da se uključuje u istraživanje procesa miješanja praha i opreme 1970-ih, formirao je jak tim za istraživanje i razvoj i postigao zadovoljavajuće rezultate. Mnoge tehnologije i oprema nagrađene su od strane Ministarstva hemijske industrije i Zhejiang Nagrade za nauku i tehnološki napredak. Osamdesetih godina prošlog veka sarađivali smo sa Institutom za istraživanje požara u Tianjinu Ministarstva javne bezbednosti na razvoju specijalne opreme za proizvodnju suvog praha, koji je osvojio treću nagradu za nauku i tehnološki napredak Ministarstva javne bezbednosti; 1990-ih smo istraživali i razvili tehnologiju i opremu za miješanje čvrstog i tekućeg. Svjesni budućih perspektiva razvoja industrije celuloznog etra, istraživači Provincialnog istraživačkog instituta za hemijsku industriju Zhejiang počeli su da istražuju i razvijaju specijalnu opremu za proizvodnju celuloznog etra.

2. Proces razvoja specijalnog reaktora za celulozni etar

2.1 Karakteristike miksera raonika

Princip rada miksera raonika je da se pod dejstvom mešalice u obliku raonika prah u mašini turbulentni duž zida cilindra u obodnom i radijalnom smeru s jedne strane, a prah se baca sa dve strane. raonika s druge strane. Trajektorije kretanja su ukrštene i sudaraju se jedna s drugom, stvarajući tako turbulentni vrtlog i formirajući cijeli raspon trodimenzionalnog kretanja prostora. Zbog relativno slabe fluidnosti vlaknastih reakcijskih sirovina, drugi modeli ne mogu pokretati obodna, radijalna i aksijalna kretanja celuloze u cilindru. Istraživanjem procesa proizvodnje CMC i opreme industrije celuloznog etera u zemlji i inostranstvu, koristeći u potpunosti rezultate svojih 30 godina istraživanja, mikser za raonike razvijen osamdesetih godina prošlog veka prvobitno je odabran kao osnovni model za razvoj celuloze. oprema za etersku reakciju.

2.2 Proces razvoja reaktora raonika

Testiranjem na maloj eksperimentalnoj mašini, zaista je postigla bolji učinak od gnječenja. Međutim, kada se direktno koriste u industriji celuloznog etera, i dalje postoje sljedeći problemi: 1) U reakciji eterifikacije, fluidnost vlaknaste reakcijske sirovine je relativno loša, pa struktura njenog raonika i letećeg noža nije dovoljno. Potaknite celulozu da se kreće u obodnom, radijalnom i aksijalnom smjeru cijevi, tako da miješanje reaktanata nije dovoljno, što rezultira niskim korištenjem reaktanata i relativno malo proizvoda. 2) Zbog slabe krutosti glavne osovine koju podupiru rebra, lako je izazvati ekscentricitet nakon rada i problem curenja zaptivke vratila; stoga vanjski zrak lako prodire u cilindar kroz zaptivku vratila i utiče na rad vakuuma u cilindru, što rezultira prahom u cilindru. Escape. 3) Njihovi ispusni ventili su klapni ili disk ventili. Prvi je lako udisati vanjski zrak zbog lošeg učinka brtvljenja, dok drugi lako zadržava materijale i uzrokuje gubitak reaktanata. Stoga se ovi problemi moraju rješavati jedan po jedan.

Istraživači su mnogo puta poboljšali dizajn reaktora raonika i dostavili ga nekoliko preduzeća za probnu upotrebu celuloznog etera i postepeno poboljšali dizajn prema povratnim informacijama. Promjenom konstruktivnog oblika raonika i poređanim rasporedom dva susjedna raonika s obje strane glavnog okna, reaktanti pod djelovanjem raonika ne samo da turbuliraju u obodnom i radijalnom smjeru duž unutrašnje stijenke cilindra, već i također prskajte duž normalnog smjera obje strane raonika, tako da su reaktanti potpuno pomiješani, a reakcije alkalizacije i eterifikacije završene u procesu miješanja su temeljite, stopa iskorištenja reaktanata je visoka, brzina reakcije je brza i potrošnja energije je niska. Štaviše, zaptivke vratila i ležišta ležaja na oba kraja cilindra pričvršćeni su na završnu ploču nosača kroz prirubnicu kako bi se povećala krutost glavnog vratila, tako da je rad stabilan. U isto vrijeme, može se osigurati učinak brtvljenja zaptivke vratila jer se glavna osovina ne savija i ne deformira, a prah u cilindru ne izlazi. Promjenom strukture ispusnog ventila i povećanjem promjera ispušnog spremnika, ne samo da može učinkovito spriječiti zadržavanje materijala u ispusnom ventilu, već i spriječiti gubitak materijala u prahu tijekom ispuha, čime se učinkovito smanjuje gubitak reakcije proizvodi. Struktura novog reaktora je razumna. Ne samo da može da obezbedi stabilno i pouzdano okruženje za pripremu CMC celuloznog etera, već i efikasno spreči izlazak praha iz cilindra poboljšanjem nepropusnosti zaptivke vratila i ispusnog ventila. Ekološki prihvatljiv, realizuje dizajnersku ideju zelene hemijske industrije.

2.3 Razvoj reaktora raonika

Zbog nedostataka malih, niskih i loših gnječilica, reaktor raonika je ušao u mnoge domaće CMC proizvodne pogone, a proizvodi uključuju šest modela od 4m.³, 6m³, 8m³, 10m³, 15m³, i 26m³. U 2007. godini, reaktor raonika je dobio nacionalnu dozvolu za patent za korisni model (broj objave patenta: CN200957344). Nakon 2007. godine razvijen je poseban reaktor za proizvodnu liniju nejonskog celuloznog etera (kao što je MC/HPMC). Trenutno domaća proizvodnja CMC uglavnom usvaja metodu rastvarača.

Prema trenutnim povratnim informacijama od proizvođača celuloznog etera, upotreba reaktora raonika može smanjiti upotrebu rastvarača za 20% do 30%, a sa povećanjem proizvodne opreme postoji potencijal za dalje smanjenje upotrebe rastvarača. Pošto reaktor raonika može doseći 15-26m³, ujednačenost distribucije supstituenata u reakciji eterifikacije je mnogo bolja od one u gnječilici.

3. Ostala oprema za proizvodnju celuloznog etra

Posljednjih godina, dok se razvijaju reaktori za alkalizaciju i eterizaciju celuloznog etera, u razvoju su i drugi alternativni modeli.

Zračni dizač (broj objave patenta: CN200955897). U procesu proizvodnje CMC metode rastvarača, vakuumska sušara se uglavnom koristila u procesu povrata otapala i sušenja u prošlosti, ali vakuumska sušara može raditi samo povremeno, dok dizalica zraka može ostvariti kontinuirani rad. Dizač zraka drobi CMC materijal brzom rotacijom raonika i letećih noževa u cilindru kako bi se povećala površina prijenosa topline i raspršuje paru u cilindar kako bi u potpunosti ispario etanol iz CMC materijala i olakšao oporavak, čime se smanjuju troškovi proizvodnje CMC i uštedite resurse etanola, a istovremeno dovršite rad procesa sušenja celuloznog etera. Proizvod ima dva modela od 6,2m³i 8m³.

Granulator (broj objave patenta: CN200957347). U procesu proizvodnje celuloznog etera metodom otapala, u prošlosti se uglavnom koristio ekstruzioni granulator sa dva puža za granulaciju natrijum karboksimetil celuloznog materijala nakon reakcije eterifikacije, pranja i sušenja. Granulator celuloznog etera tipa ZLH ne samo da može kontinuirano granulirati kao postojeći ekstruzijski granulator s dva vijka, već također može kontinuirano uklanjati materijale dovodeći zrak u cilindar i rashladnu vodu u omotač. Reaguje na otpadnu toplotu, čime se poboljšava kvalitet granulacije i štedi električna energija, a može se povećati izlazna brzina proizvoda povećanjem brzine vretena i može se podesiti visina nivoa materijala u skladu sa zahtevima procesa. Proizvod ima dva modela od 3,2m³i 4m³.

Miješalica za protok zraka (broj objave patenta: CN200939372). Mešalica sa protokom vazduha tipa MQH šalje komprimovani vazduh u komoru za mešanje kroz mlaznicu na glavi za mešanje, a materijal se momentalno podiže spiralno duž zida cilindra sa komprimovanim vazduhom da formira fluidizovano stanje mešanja. Nakon nekoliko intervala pulsnog duvanja i pauze, može se ostvariti brzo i ujednačeno miješanje materijala u punom volumenu. Razlike između različitih serija proizvoda spajaju se miješanjem. Trenutno postoji pet vrsta proizvoda: 15m³, 30m³, 50m³, 80m³, i 100m³.

Iako se jaz između opreme za proizvodnju celuloznog etera u mojoj zemlji i stranih naprednih nivoa dodatno sužava, i dalje je potrebno dodatno poboljšati nivo procesa i napraviti dalja poboljšanja kako bi se riješili problemi koji nisu kompatibilni sa trenutnom proizvodnom opremom.

4. Outlook

Industrija celuloznog etera u mojoj zemlji aktivno razvija dizajn i obradu nove opreme i kombinuje karakteristike opreme za kontinuirano poboljšanje procesa. Proizvođači i proizvođači opreme počeli su zajednički razvijati i primjenjivati ​​novu opremu. Sve ovo odražava napredak industrije celuloznog etera u mojoj zemlji. , ova veza će imati značajan uticaj na razvoj industrije. Poslednjih godina, industrija celuloznog etera u mojoj zemlji, zasnovana na tehnologiji sa kineskim karakteristikama, ili je apsorbovala međunarodno napredno iskustvo, uvela strane uređaje, ili je u potpunosti iskoristila domaću opremu kako bi dovršila transformaciju iz originalnog „prljavog, neurednog, siromašnog“ i radno intenzivnu radioničku proizvodnju do Tranzicija mehanizacije i automatizacije radi postizanja velikog skoka u proizvodnim kapacitetima, kvalitetu i efikasnosti u industriji celuloznog etera postao je zajednički cilj proizvođača celuloznog etra u mojoj zemlji.