Wie kann die Produktion von Celluloseether verbessert werden?

Kima Chemical Co., Ltd würde gerne stellt die Verbesserung des Celluloseether-Produktionsprozesses und der Ausrüstung in den letzten zehn Jahren vor und analysiert die unterschiedlichen Eigenschaften von Kneter und Schareaktor im Celluloseether-Produktionsprozess. Mit der rasanten Entwicklung der Celluloseetherindustrie verändert sich die Produktionskapazität einer einzigen Ausrüstung von Hunderten Tonnen auf mehrere Tausend Tonnen. Es ist ein unvermeidlicher Trend, dass neue Geräte alte Geräte ersetzen.

Schlüsselwörter: Celluloseether; Produktionsausrüstung; Kneter; Schareaktor

Wenn man auf die letzten zehn Jahre der chinesischen Celluloseether-Industrie zurückblickt, ist es ein glorreiches Jahrzehnt für die Entwicklung der Celluloseether-Industrie. Die Produktionskapazität von Celluloseether hat mehr als 250.000 Tonnen erreicht. Im Jahr 2007 betrug die Produktion von CMC 122.000 Tonnen und die Produktion von nichtionischem Celluloseether 62.000 Tonnen. 10.000 Tonnen Celluloseether (im Jahr 1999 China'Die Gesamtproduktion von Celluloseether betrug nur 25.660 Tonnen, was mehr als einem Viertel der Weltproduktion entspricht's Ausgabe; Eine Reihe von Tausend-Tonnen-Unternehmen sind erfolgreich in die Reihen der 10.000-Tonnen-Unternehmen aufgestiegen. Die Produktvielfalt hat erheblich zugenommen. Die Produktqualität wurde stetig verbessert. Dahinter stehen die Weiterentwicklung der Prozesstechnologie und die weitere Verbesserung des Produktionsanlagenniveaus. Im Vergleich zum ausländischen fortgeschrittenen Niveau hat sich der Abstand deutlich verringert.

In diesem Artikel werden die neuesten Entwicklungen des inländischen Celluloseether-Produktionsprozesses und der Ausrüstungsverbesserung in den letzten Jahren vorgestellt. Außerdem wird die Arbeit vorgestellt, die das Zhejiang Chemical Industry Research Institute bei der Erforschung und Entwicklung von Celluloseether-Produktionsanlagen auf der Grundlage der Theorie und des Denkens der grünen chemischen Industrie geleistet hat. Forschungsarbeiten zum Veretherungsreaktor zur Alkalisierung von Celluloseether.

1. Produktionstechnologie und Ausrüstung von heimischem Celluloseether-CMC in den 1990er Jahren

Seit die Shanghai Celluloid Factory 1958 das Wasser-Medium-Verfahren entwickelte, wurden zur Herstellung von CMC das Einzelanlagen-Lösemittelverfahren mit geringem Stromverbrauch und andere Produktionsverfahren eingesetzt. Im Inland werden Kneter vor allem für Veretherungsreaktionen eingesetzt. In den 1990er Jahren betrug die jährliche Produktionskapazität einer einzelnen CMC-Produktionsanlage der meisten Hersteller 200–500 Tonnen, und die gängigen Modelle der Veretherungsreaktion lagen bei 1,5 Mio³ und 3m³ Kneter. Wenn jedoch der Kneter als Reaktionsgerät verwendet wird, sind aufgrund der langsamen Geschwindigkeit des Knetarms, der langen Veretherungsreaktionszeit, des hohen Anteils an Nebenreaktionen, der geringen Ausnutzungsrate des Veretherungsmittels und der schlechten Gleichmäßigkeit des Substituentenverteilung der Veretherungsreaktion, die Hauptreaktionsbedingungen. Beispielsweise ist die Steuerbarkeit des Badverhältnisses, der Alkalikonzentration und der Knetarmgeschwindigkeit schlecht, so dass es schwierig ist, die ungefähre Homogenität der Veretherungsreaktion zu realisieren, und es ist noch schwieriger, einen Stofftransfer durchzuführen und Permeationsforschung der tiefen Veretherungsreaktion. Daher unterliegt der Kneter als Reaktionsausrüstung von CMC gewissen Einschränkungen und ist der Engpass bei der Entwicklung der Celluloseetherindustrie. Die Unzulänglichkeiten der gängigen Modelle der Veretherungsreaktion in den 1990er Jahren lassen sich in drei Worten zusammenfassen: klein (geringe Leistung eines einzelnen Geräts), niedrig (geringe Ausnutzungsrate des Veretherungsmittels), schlecht (Veretherungsreaktion ersetzt die Einheitlichkeit der Basenverteilung). ist schlecht). Angesichts der Mängel in der Struktur des Kneters ist es notwendig, eine Reaktionsausrüstung zu entwickeln, die die Veretherungsreaktion des Materials beschleunigen kann und die Verteilung der Substituenten in der Veretherungsreaktion gleichmäßiger ist, so dass die Ausnutzungsrate erhöht wird des Veretherungsmittels ist höher. In den späten 1990er Jahren hofften viele inländische Celluloseether-Unternehmen, dass das Zhejiang Research Institute of Chemical Industry die von der Celluloseether-Industrie dringend benötigte Produktionsausrüstung erforschen und entwickeln würde. Das Zhejiang Research Institute of Chemical Industry begann sich in den 1970er Jahren mit der Erforschung von Pulvermischprozessen und -geräten zu befassen, bildete ein starkes Forschungs- und Entwicklungsteam und erzielte erfreuliche Ergebnisse. Viele Technologien und Geräte wurden vom Ministerium für chemische Industrie und dem Zhejiang Science and Technology Progress Award ausgezeichnet. In den 1980er Jahren arbeiteten wir mit dem Tianjin Fire Research Institute des Ministeriums für öffentliche Sicherheit zusammen, um spezielle Geräte für die Herstellung von Trockenpulver zu entwickeln, die den dritten Preis des Science and Technology Progress Award des Ministeriums für öffentliche Sicherheit gewannen; In den 1990er Jahren erforschten und entwickelten wir Technologien und Geräte zum Mischen von Feststoffen und Flüssigkeiten. Im Bewusstsein der zukünftigen Entwicklungsaussichten der Celluloseether-Industrie begannen die Forscher des Zhejiang Provincial Research Institute of Chemical Industry mit der Erforschung und Entwicklung spezieller Produktionsanlagen für Celluloseether.

2. Der Entwicklungsprozess eines speziellen Reaktors für Celluloseether

2.1 Merkmale des Scharmischers

Das Funktionsprinzip des Scharmischers besteht darin, dass unter der Wirkung des pflugscharförmigen Rührwerks das Pulver in der Maschine einerseits entlang der Zylinderwand in Umfangs- und Radialrichtung turbulent ist und andererseits das Pulver entlang der beiden Seiten geschleudert wird der Pflugschar andererseits. Die Bewegungsbahnen kreuzen sich und kollidieren miteinander, wodurch ein turbulenter Wirbel entsteht und eine vollständige Palette dreidimensionaler Raumbewegung entsteht. Aufgrund der relativ schlechten Fließfähigkeit der faserförmigen Reaktionsrohstoffe können andere Modelle die Umfangs-, Radial- und Axialbewegungen der Zellulose im Zylinder nicht antreiben. Durch die Erforschung des CMC-Produktionsprozesses und der Ausrüstung der Celluloseetherindustrie im In- und Ausland unter voller Nutzung der 30-jährigen Forschungsergebnisse wurde zunächst der in den 1980er Jahren entwickelte Scharmischer als Grundmodell für die Entwicklung von Cellulose ausgewählt Ether-Reaktionsausrüstung.

2.2 Entwicklungsprozess des Schareaktors

Durch den Test einer kleinen Versuchsmaschine wurde tatsächlich eine bessere Wirkung als der Kneter erzielt. Wenn sie jedoch direkt in der Celluloseetherindustrie verwendet werden, treten immer noch die folgenden Probleme auf: 1) Bei der Veretherungsreaktion ist die Fließfähigkeit des faserigen Reaktionsrohmaterials relativ schlecht, so dass dies bei der Struktur seiner Schar und seines Flugmessers nicht der Fall ist ausreichend. Treiben Sie die Zellulose so an, dass sie sich in Umfangs-, Radial- und Axialrichtung des Zylinders bewegt, sodass die Vermischung der Reaktanten nicht ausreichend ist, was zu einer geringen Ausnutzung der Reaktanten und relativ wenigen Produkten führt. 2) Aufgrund der geringen Steifigkeit der durch Rippen getragenen Hauptwelle kann es nach dem Betrieb leicht zu Exzentrizität und dem Problem einer Undichtigkeit der Wellendichtung kommen; Daher dringt die Außenluft leicht durch die Wellendichtung in den Zylinder ein und beeinträchtigt den Vakuumbetrieb im Zylinder, was zur Bildung von Pulver im Zylinder führt. Flucht. 3) Ihre Auslassventile sind Klappenventile oder Scheibenventile. Ersteres kann aufgrund der schlechten Dichtleistung leicht Außenluft einatmen, während letzteres leicht Materialien zurückhält und zum Verlust von Reaktanten führt. Daher müssen diese Probleme einzeln gelöst werden.

Forscher haben das Design des Coulter-Reaktors viele Male verbessert und ihn mehreren Celluloseether-Unternehmen zum Testeinsatz zur Verfügung gestellt und das Design entsprechend dem Feedback schrittweise verbessert. Durch die Änderung der Bauform der Schare und die versetzte Anordnung zweier benachbarter Schare auf beiden Seiten der Hauptwelle kommt es zu Turbulenzen der Reaktanten unter der Wirkung der Schare nicht nur in Umfangs- und Radialrichtung entlang der Innenwand des Zylinders, sondern auch Spritzen Sie auch entlang der normalen Richtung beider Seiten des Schars, sodass die Reaktanten vollständig gemischt werden und die im Mischprozess abgeschlossenen Alkalisierungs- und Veretherungsreaktionen gründlich sind, die Ausnutzungsrate der Reaktanten hoch ist, die Reaktionsgeschwindigkeit hoch ist und die Der Energieverbrauch ist gering. Darüber hinaus sind die Wellendichtungen und Lagersitze an beiden Enden des Zylinders über den Flansch an der Endplatte der Halterung befestigt, um die Steifigkeit der Hauptwelle zu erhöhen und so einen stabilen Betrieb zu gewährleisten. Gleichzeitig kann die Dichtwirkung der Wellendichtung gewährleistet werden, da sich die Hauptwelle nicht verbiegt und verformt und das Pulver im Zylinder nicht austritt. Durch die Änderung der Struktur des Auslassventils und die Vergrößerung des Durchmessers des Abgastanks kann nicht nur das Zurückhalten von Materialien im Auslassventil wirksam verhindert, sondern auch der Verlust von Materialpulver während des Ausstoßes verhindert werden, wodurch der Reaktionsverlust wirksam reduziert wird Produkte. Der Aufbau des neuen Reaktors ist vernünftig. Es kann nicht nur eine stabile und zuverlässige Vorbereitungsumgebung für Celluloseether-CMC bieten, sondern auch wirksam verhindern, dass das Pulver im Zylinder entweicht, indem die Luftdichtheit der Wellendichtung und des Auslassventils verbessert wird. Umweltfreundlich, Verwirklichung der Designidee einer grünen Chemieindustrie.

2.3 Entwicklung des Schareaktors

Aufgrund der Mängel kleiner, niedriger und schlechter Kneter ist der Schareaktor in vielen inländischen CMC-Produktionsanlagen Einzug gehalten, und die Produkte umfassen sechs Modelle von 4 m³, 6m³, 8m³, 10m³, 15m³, und 26m³. Im Jahr 2007 erhielt der Coulter-Reaktor die nationale Gebrauchsmuster-Patentautorisierung (Patentveröffentlichungsnummer: CN200957344). Nach 2007 wurde ein spezieller Reaktor für die Produktionslinie für nichtionische Celluloseether (z. B. MC/HPMC) entwickelt. Derzeit erfolgt die inländische Produktion von CMC hauptsächlich nach der Lösungsmittelmethode.

Den aktuellen Rückmeldungen von Celluloseether-Herstellern zufolge kann der Einsatz von Coulter-Reaktoren den Lösungsmittelverbrauch um 20 bis 30 % reduzieren, und mit der Erweiterung der Produktionsausrüstung besteht das Potenzial für eine weitere Reduzierung des Lösungsmittelverbrauchs. Da der Schareaktor eine Reichweite von 15–26 m erreichen kann³, ist die Gleichmäßigkeit der Substituentenverteilung bei der Veretherungsreaktion viel besser als beim Kneter.

3. Andere Produktionsanlagen für Celluloseether

In den letzten Jahren wurden neben der Entwicklung von Alkalisierungs- und Veretherungsreaktoren für Celluloseether auch andere alternative Modelle entwickelt.

Luftheber (Patentveröffentlichungsnummer: CN200955897). Im CMC-Produktionsprozess mit Lösungsmittelmethode wurde der Rechen-Vakuumtrockner in der Vergangenheit hauptsächlich im Lösungsmittelrückgewinnungs- und Trocknungsprozess eingesetzt, der Rechen-Vakuumtrockner kann jedoch nur intermittierend betrieben werden, während der Luftheber einen kontinuierlichen Betrieb realisieren kann. Der Luftheber zerkleinert das CMC-Material durch die schnelle Rotation von Scharen und fliegenden Messern im Zylinder, um die Wärmeübertragungsoberfläche zu vergrößern, und sprüht Dampf in den Zylinder, um Ethanol vollständig aus dem CMC-Material zu verflüchtigen und die Rückgewinnung zu erleichtern, wodurch die Produktionskosten gesenkt werden CMC und sparen Ethanolressourcen und schließen gleichzeitig den Betrieb des Celluloseether-Trocknungsprozesses ab. Das Produkt verfügt über zwei Modelle mit einer Länge von 6,2 m³und 8m³.

Granulator (Patentveröffentlichungsnummer: CN200957347). Bei der Herstellung von Celluloseether durch das Lösungsmittelverfahren wurde in der Vergangenheit hauptsächlich ein Doppelschneckenextrusionsgranulator verwendet, um das Natriumcarboxymethylcellulosematerial nach der Veretherungsreaktion, dem Waschen und Trocknen zu granulieren. Der Celluloseether-Granulator vom Typ ZLH kann nicht nur wie der bestehende Doppelschnecken-Extrusionsgranulator kontinuierlich granulieren, sondern auch kontinuierlich Materialien entfernen, indem er Luft in den Zylinder und Kühlwasser in den Mantel einspeist. Reagieren Sie die Abwärme, verbessern Sie dadurch die Qualität der Granulierung und sparen Sie Strom. Durch Erhöhen der Spindeldrehzahl können Sie die Produktausstoßrate erhöhen und die Höhe des Materialniveaus entsprechend den Prozessanforderungen anpassen. Das Produkt verfügt über zwei Modelle mit einer Länge von 3,2 m³und 4m³.

Luftstrommischer (Patentveröffentlichungsnummer: CN200939372). Der Luftstrommischer vom Typ MQH schickt Druckluft durch die Düse am Mischkopf in die Mischkammer, und das Material steigt mit der Druckluft sofort spiralförmig entlang der Zylinderwand auf, um einen fluidisierten Mischzustand zu bilden. Nach mehreren Impulsblas- und Pausenintervallen kann eine schnelle und gleichmäßige Vermischung der Materialien im gesamten Volumen erreicht werden. Unterschiede zwischen verschiedenen Produktchargen werden durch Mischen ausgeglichen. Derzeit gibt es fünf Produkttypen: 15 m³, 30m³, 50m³, 80m³, und 100m³.

Obwohl sich die Kluft zwischen der Celluloseether-Produktionsausrüstung meines Landes und dem fortgeschrittenen Niveau im Ausland weiter verringert, ist es immer noch notwendig, das Prozessniveau weiter zu verbessern und weitere Verbesserungen vorzunehmen, um die Probleme anzugehen, die mit der aktuellen Produktionsausrüstung nicht kompatibel sind.

4. Ausblick

Die Celluloseether-Industrie meines Landes entwickelt aktiv das Design und die Verarbeitung neuer Geräte und kombiniert die Eigenschaften der Geräte, um den Prozess kontinuierlich zu verbessern. Hersteller und Gerätehersteller haben begonnen, gemeinsam neue Geräte zu entwickeln und einzusetzen. Dies alles spiegelt den Fortschritt der Celluloseetherindustrie meines Landes wider. Diese Verbindung wird einen wichtigen Einfluss auf die Entwicklung der Branche haben. In den letzten Jahren hat die Celluloseetherindustrie meines Landes, die auf der Technologie mit chinesischen Merkmalen basiert, entweder internationale fortgeschrittene Erfahrungen übernommen, ausländische Geräte eingeführt oder inländische Geräte voll genutzt, um die Transformation vom ursprünglichen „schmutzig, chaotisch, arm“ abzuschließen. und arbeitsintensive Werkstattproduktion zu Der Übergang von Mechanisierung und Automatisierung, um einen großen Sprung in der Produktionskapazität, Qualität und Effizienz in der Celluloseetherindustrie zu erreichen, ist zum gemeinsamen Ziel der Celluloseetherhersteller meines Landes geworden.