Jak zlepšit produkci éteru celulózy?

Kima Chemical Co., Ltd chtěl bych představuje zlepšení procesu výroby éteru celulózy a zařízení v posledních deseti letech a analyzuje různé vlastnosti hnětacího a radličkového reaktoru v procesu výroby éteru celulózy. S rychlým rozvojem průmyslu celulózových éterů se výrobní kapacita jedné sady zařízení mění ze stovek tun na několik tisíc tun. Je nevyhnutelným trendem, že nová zařízení nahrazují staré zařízení.

klíčová slova: ether celulózy; výrobní zařízení; hnětač; radličkový reaktor

Když se podíváme zpět na posledních deset let čínského průmyslu celulózových éterů, je to slavná dekáda pro rozvoj průmyslu celulózových éterů. Výrobní kapacita éteru celulózy dosáhla více než 250 000 tun. V roce 2007 byla produkce CMC 122 000 tun a produkce neiontového éteru celulózy 62 000 tun. 10 000 tun éteru celulózy (v roce 1999, Čína'celková produkce éteru celulózy byla pouze 25 660 tun, což představuje více než čtvrtinu světového's výstup; řada podniků na úrovni tisíc tun úspěšně vstoupila mezi podniky na úrovni 10 000 tun; odrůdy produktů se výrazně zvýšily , Kvalita produktu se neustále zlepšuje; za tím vším je další vyspělost technologie procesu a další zlepšování úrovně výrobního zařízení. Ve srovnání se zahraniční vyspělou úrovní se rozdíl výrazně zmenšil.

Tento článek představuje nejnovější vývoj domácího výrobního procesu éteru celulózy a zlepšování zařízení v posledních letech a představuje práci, kterou vykonal Výzkumný ústav chemického průmyslu Zhejiang při výzkumu a vývoji zařízení na výrobu éteru celulózy na základě teorie a myšlení zeleného chemického průmyslu. Výzkumné práce na etherifikačním reaktoru pro alkalizaci etheru celulózy.

1. Technologie a zařízení výroby domácího éteru celulózy CMC v 90. letech 20. století

Od té doby, co Shanghai Celluloid Factory v roce 1958 vyvinula proces voda-médium, byl k výrobě CMC použit proces s nízkým výkonem rozpouštědel s jedním zařízením a další výrobní procesy. V tuzemsku se hnětače používají hlavně pro etherifikační reakce. V devadesátých letech byla roční výrobní kapacita jednoho výrobního závodu CMC většiny výrobců 200–500 tun a hlavní modely etherifikační reakce byly 1,5 m.³ a 3m³ hnětače. Pokud se však jako reakční zařízení použije hnětač, z důvodu nízké rychlosti hnětacího ramene, dlouhé reakční doby etherifikace, vysokého podílu vedlejších reakcí, nízké míry využití etherifikačního činidla a špatné rovnoměrnosti distribuce substituentů etherifikační reakce, hlavní reakční podmínky Například ovladatelnost poměru lázně, koncentrace alkálie a rychlost hnětacího ramene je špatná, takže je obtížné realizovat přibližnou homogenitu etherifikační reakce a je ještě obtížnější provést přenos hmoty a permeační výzkum hluboké etherifikační reakce. Proto má hnětač jako reakční zařízení CMC určitá omezení a je překážkou rozvoje průmyslu celulózových etherů. Nedostatky mainstreamových modelů etherifikační reakce v 90. letech lze shrnout do tří slov: malý (malý výkon jednoho zařízení), nízký (nízká míra využití etherifikačního činidla), špatný (etherifikační reakce nahrazuje Rovnoměrnost základní distribuce je chudý). Vzhledem k defektům ve struktuře hnětače je nutné vyvinout reakční zařízení, které dokáže urychlit etherifikační reakci materiálu a distribuce substituentů v etherifikační reakci je rovnoměrnější, takže rychlost využití etherifikačního činidla je vyšší. Koncem 90. let mnoho domácích podniků s éterem celulózy doufalo, že Výzkumný ústav chemického průmyslu Zhejiang bude zkoumat a vyvíjet výrobní zařízení, které průmysl éteru celulózy naléhavě potřebuje. Výzkumný ústav chemického průmyslu Zhejiang se začal zapojovat do výzkumu procesu a zařízení pro míchání prášku v 70. letech 20. století, vytvořil silný tým pro výzkum a vývoj a dosáhl uspokojivých výsledků. Mnoho technologií a zařízení bylo oceněno Ministerstvem chemického průmyslu a Zhejiang Science and Technology Progress Award. V 80. letech jsme spolupracovali s Výzkumným ústavem požárů Tianjin Ministerstva veřejné bezpečnosti na vývoji speciálního zařízení na výrobu suchého prášku, které získalo třetí cenu Ceny Ministerstva veřejné bezpečnosti za pokrok ve vědě a technologii; v 90. letech 20. století jsme zkoumali a vyvinuli technologii a zařízení pro míchání pevných látek a kapalin. Vědomi si budoucích vyhlídek rozvoje průmyslu celulózových éterů, začali výzkumníci Provinčního výzkumného ústavu chemického průmyslu Zhejiang zkoumat a vyvíjet speciální výrobní zařízení pro celulózový éter.

2. Proces vývoje speciálního reaktoru pro éter celulózy

2.1 Vlastnosti radličkového míchadla

Princip činnosti radličkového míchadla spočívá v tom, že při působení radličkového míchadla je prášek ve stroji turbulentní podél stěny válce v obvodovém a radiálním směru na jedné straně a prášek je vrhán po obou stranách. na straně druhé radlice. Trajektorie pohybu se kříží a narážejí na sebe, čímž vytvářejí turbulentní vír a tvoří celou škálu trojrozměrného pohybu prostoru. Vzhledem k relativně špatné tekutosti vláknitých reakčních surovin nemohou jiné modely řídit obvodové, radiální a axiální pohyby celulózy ve válci. Prostřednictvím výzkumu výrobního procesu a zařízení CMC průmyslu celulózových éterů doma i v zahraničí, s plným využitím jeho 30letých výsledků výzkumu, byl radličková míchačka vyvinutá v 80. letech 20. století původně vybrána jako základní model pro vývoj celulózy. etherové reakční zařízení.

2.2 Proces vývoje radličkového reaktoru

Prostřednictvím testu malého experimentálního stroje skutečně dosáhl lepšího účinku než hnětač. Když se však přímo používají v průmyslu celulózových éterů, stále existují následující problémy: 1) Při etherifikační reakci je tekutost vláknité reakční suroviny relativně špatná, takže struktura její radličky a létajícího nože není dostatečný. Pohánějte celulózu, aby se pohybovala v obvodovém, radiálním a axiálním směru válce, takže míchání reaktantů není dostatečné, což má za následek nízké využití reaktantů a relativně málo produktů. 2) Vzhledem ke špatné tuhosti hlavního hřídele podepřeného žebry je snadné po provozu způsobit excentricitu a problém s únikem těsnění hřídele; proto vnější vzduch snadno proniká do válce přes hřídelovou ucpávku a ovlivňuje podtlakový provoz ve válci, což má za následek prášek ve válci. Uniknout. 3) Jejich vypouštěcí ventily jsou klapkové ventily nebo talířové ventily. První z nich je snadno vdechovatelný venkovním vzduchem kvůli špatnému těsnícímu výkonu, zatímco druhý snadno zadržuje materiály a způsobuje ztrátu reaktantů. Proto je nutné tyto problémy řešit jeden po druhém.

Výzkumníci mnohokrát vylepšili konstrukci radličkového reaktoru a poskytli jej několika podnikům s éterem celulózy ke zkušebnímu použití a postupně vylepšovali konstrukci podle zpětné vazby. Změnou konstrukčního tvaru radliček a stupňovitým uspořádáním dvou sousedních radliček na obou stranách hlavního hřídele dochází při působení radliček k turbulencím nejen v obvodovém a radiálním směru podél vnitřní stěny válce, ale také stříkání podél normálního směru obou stran radličky, takže reaktanty jsou plně promíchány a alkalizační a etherifikační reakce dokončené v procesu míchání jsou důkladné, míra využití reaktantů je vysoká, reakční rychlost je rychlá a spotřeba energie je nízká. Kromě toho jsou hřídelová těsnění a ložisková sedla na obou koncích válce připevněna ke koncové desce konzoly přes přírubu, aby se zvýšila tuhost hlavního hřídele, takže provoz je stabilní. Současně lze zajistit těsnicí účinek hřídelové ucpávky, protože se hlavní hřídel neohýbá a nedeformuje a prášek ve válci neuniká. Změnou konstrukce vypouštěcího ventilu a zvětšením průměru výfukové nádrže může nejen účinně zabránit zadržování materiálů ve vypouštěcím ventilu, ale také zabránit ztrátě prášku materiálu během výfuku, a tím účinně snížit ztrátu reakce produkty. Struktura nového reaktoru je rozumná. Může nejen poskytnout stabilní a spolehlivé prostředí pro přípravu éteru celulózy CMC, ale také účinně zabránit úniku prášku z válce zlepšením vzduchotěsnosti hřídelového těsnění a vypouštěcího ventilu. Šetrné k životnímu prostředí, realizující myšlenku designu zeleného chemického průmyslu.

2.3 Vývoj radličkového reaktoru

Kvůli vadám malých, nízkých a špatných hnětačů se radličkový reaktor dostal do mnoha domácích výrobních závodů CMC a produkty zahrnují šest modelů 4m³, 6m³, 8m³, 10m³, 15m³a 26m³. V roce 2007 získal radličkový reaktor národní autorizaci patentu na užitný vzor (číslo zveřejnění patentu: CN200957344). Po roce 2007 byl vyvinut speciální reaktor pro linku na výrobu neiontových etherů celulózy (např. MC/HPMC). V současné době využívá domácí výroba CMC převážně rozpouštědlovou metodu.

Podle aktuální zpětné vazby od výrobců éterů celulózy může použití radličkových reaktorů snížit spotřebu rozpouštědel o 20 až 30 % a se zvýšením výrobního zařízení existuje potenciál pro další snížení spotřeby rozpouštědel. Protože radličkový reaktor může dosáhnout 15-26m³Rovnoměrnost distribuce substituentů v etherifikační reakci je mnohem lepší než u hnětače.

3. Ostatní zařízení na výrobu éteru celulózy

V posledních letech, zatímco se vyvíjejí alkalizační a etherifikační reaktory celulózového etheru, jsou ve vývoji i další alternativní modely.

Vzduchový zvedák (číslo zveřejnění patentu: CN200955897). Ve výrobním procesu CMC metodou rozpouštědel se v minulosti používala hrabací vakuová sušička hlavně v procesu regenerace rozpouštědla a sušení, ale hrabací vakuová sušička může být provozována pouze přerušovaně, zatímco vzduchový zvedák může realizovat nepřetržitý provoz. Vzduchový zvedák drtí materiál CMC rychlou rotací radliček a létajících nožů ve válci, aby se zvětšila plocha pro přenos tepla, a rozstřikuje páru do válce, aby se plně odpařil etanol z materiálu CMC a usnadnila se regenerace, čímž se sníží výrobní náklady CMC a šetří zdroje etanolu a současně dokončí proces sušení éteru celulózy. Produkt má dva modely 6,2 m³a 8m³.

Granulátor (číslo zveřejnění patentu: CN200957347). V procesu výroby etheru celulózy rozpouštědlovou metodou se v minulosti používal zejména dvoušnekový vytlačovací granulátor ke granulaci materiálu karboxymethylcelulózy sodné po etherifikační reakci, promytí a sušení. Granulátor éteru celulózy typu ZLH může nejen kontinuálně granulovat jako stávající dvoušnekový vytlačovací granulátor, ale také může kontinuálně odstraňovat materiály přiváděním vzduchu do válce a chladicí vody do pláště. Reagujte odpadní teplo, čímž se zlepšuje kvalita granulace a šetří elektřina a může zvýšit rychlost výstupu produktu zvýšením rychlosti vřetena a může upravit výšku hladiny materiálu podle požadavků procesu. Produkt má dva modely 3,2 m³a 4m³.

Směšovač proudu vzduchu (číslo zveřejnění patentu: CN200939372). Směšovač s prouděním vzduchu typu MQH posílá stlačený vzduch do směšovací komory tryskou na směšovací hlavě a materiál okamžitě stoupá spirálovitě podél stěny válce se stlačeným vzduchem a vytváří fluidní mísící stav. Po několika intervalech pulzního foukání a pauzy lze realizovat rychlé a rovnoměrné promíchání materiálů v plném objemu. Rozdíly mezi různými šaržemi produktu se spojí smícháním. V současné době existuje pět typů výrobků: 15m³, 30m³, 50m³, 80m³a 100 m³.

Přestože se propast mezi zařízením na výrobu éteru celulózy v mé zemi a zahraničními pokročilými úrovněmi dále zmenšuje, je stále nutné dále zlepšovat úroveň procesu a provádět další zlepšení, aby se řešily problémy, které nejsou kompatibilní se současným výrobním zařízením.

4. Výhled

Odvětví celulózového éteru v mé zemi aktivně vyvíjí návrh a zpracování nových zařízení a kombinuje vlastnosti zařízení za účelem neustálého zlepšování procesu. Výrobci a výrobci zařízení začali společně vyvíjet a používat nová zařízení. To vše odráží pokrok v průmyslu celulózového éteru v mé zemi. , bude mít toto spojení důležitý dopad na rozvoj odvětví. V posledních letech průmysl celulózového éteru v mé zemi, založený na technologii s čínskými charakteristikami, buď absorboval mezinárodní pokročilé zkušenosti, představil zahraniční zařízení nebo plně využil domácí vybavení k dokončení transformace z původního „špinavého, nepořádného, ​​chudého“. a pracná dílenská výroba do Přechod mechanizace a automatizace k dosažení velkého skoku ve výrobní kapacitě, kvalitě a efektivitě v průmyslu celulózových éterů se stal společným cílem výrobců celulózových éterů v mé zemi.