Kuidas parandada tsellulooseetri tootmist?

Kima Chemical Co., Ltd tahaks tutvustab tsellulooseetri tootmisprotsessi ja seadmete täiustamist viimase kümne aasta jooksul ning analüüsib sõtkumis- ja seemendireaktori erinevaid omadusi tsellulooseetri tootmisprotsessis. Seoses tsellulooseetritööstuse kiire arenguga on ühe seadmekomplekti tootmisvõimsus muutumas sadadelt tonnidelt mitmele tuhandele tonnile. See on paratamatu trend, et uued seadmed asendavad vanad seadmed.

Võtmesõnad: tselluloosi eeter; tootmisseadmed; sõtkuja; coulter reaktor

Vaadates tagasi Hiina tsellulooseetritööstuse viimasele kümnele aastale, on see hiilgav kümnend tselluloosi eetritööstuse arengu jaoks. Tsellulooseetri tootmisvõimsus on jõudnud enam kui 250 000 tonnini. 2007. aastal oli CMC toodang 122 000 tonni ja mitteioonse tsellulooseetri toodang 62 000 tonni. 10 000 tonni tselluloosi eetrit (1999, Hiina'tselluloosi eetri kogutoodang oli vaid 25 660 tonni), mis moodustab enam kui veerandi kogu maailmast.'s väljund; mitmed tuhandetonnised ettevõtted on edukalt astunud 10 000 tonnise tasemega ettevõtete hulka; tootesordid on märkimisväärselt suurenenud, toote kvaliteet on pidevalt paranenud; kõige selle taga on protsessitehnoloogia edasine küpsus ja tootmisseadmete taseme edasine täiustamine. Võrreldes välismaa kõrgtasemega on vahe oluliselt vähenenud.

See artikkel tutvustab kodumaise tsellulooseetri tootmisprotsessi ja seadmete täiustamise viimaste aastate viimast arengut ning tutvustab Zhejiangi Keemiatööstuse Uurimisinstituudi tööd rohelise keemiatööstuse teoorial ja mõtteviisil põhineva tsellulooseetri tootmisseadmete uurimisel ja arendamisel. Tsellulooseetri leelistamise eeterdamisreaktori uurimistöö.

1. Kodumaise tsellulooseetri CMC tootmistehnoloogia ja seadmed 1990. aastatel

Alates sellest, kui Shanghai Celluloid Factory töötas 1958. aastal välja vesi-keskmise protsessi, on CMC tootmiseks kasutatud ühe seadmega väikese võimsusega lahustiprotsessi ja muid tootmisprotsesse. Kodus kasutatakse sõtkujaid peamiselt eeterdamisreaktsioonide jaoks. 1990. aastatel oli enamiku tootjate ühe CMC tootmistehase aastane tootmisvõimsus 200-500 tonni ja eeterdamisreaktsiooni peavoolu mudelid 1,5 m.³ ja 3m³ sõtkujad. Kui aga sõtkujat kasutatakse reaktsiooniseadmena, võib sõtkumisvarre aeglase kiiruse, pika eeterdamise reaktsiooniaja, kõrvalreaktsioonide suure osakaalu, eeterdamisaine madala kasutusmäära ja eeterdamisaine halva ühtluse tõttu. eeterdamisreaktsiooni asendaja jaotus, peamised reaktsioonitingimused Näiteks vanni suhte, leelise kontsentratsiooni ja sõtkumisvarre kiiruse reguleeritavus on halb, mistõttu on raske mõista eeterdamisreaktsiooni ligikaudset homogeensust ja veelgi keerulisem on massiülekanne läbi viia. ja sügava eeterdamisreaktsiooni läbitungimisuuringud. Seetõttu on sõtkujal CMC reaktsiooniseadmena teatud piirangud ja see on tsellulooseetri tööstuse arengu kitsaskoht. 1990. aastate eeterdamisreaktsiooni peavoolu mudelite ebapiisavuse saab kokku võtta kolme sõnaga: väike (ühe seadme väike väljund), madal (eeterdamisaine madal kasutusmäär), halb (eeterdamisreaktsioon asendab Aluse jaotuse ühtlus on kehv). Sõtkumismasina struktuuri defekte silmas pidades on vaja välja töötada reaktsiooniseade, mis kiirendab materjali eeterdamisreaktsiooni ja asendajate jaotumine eeterdamisreaktsioonis on ühtlasem, nii et kasutusmäär eeterdava aine sisaldus on kõrgem. 1990. aastate lõpus lootsid paljud kodumaised tsellulooseetri ettevõtted, et Zhejiangi keemiatööstuse uurimisinstituut uurib ja arendab tootmisseadmeid, mida tsellulooseetritööstuses kiiresti vaja läheb. Zhejiangi keemiatööstuse uurimisinstituut hakkas 1970. aastatel pulbrisegamise protsessi ja seadmete uurimisega tegelema, moodustas tugeva teadus- ja arendustegevuse meeskonna ning saavutas rõõmustavaid tulemusi. Paljud tehnoloogiad ja seadmed on pälvinud keemiatööstuse ministeeriumi ning Zhejiangi teaduse ja tehnoloogia arenguauhinna. 1980. aastatel tegime koostööd avaliku julgeoleku ministeeriumi Tianjini tuletõrjeinstituudiga, et töötada välja spetsiaalsed seadmed kuivpulbri tootmiseks, mis pälvis avaliku julgeoleku ministeeriumi teaduse ja tehnoloogia progressi auhinna kolmanda auhinna; 1990. aastatel uurisime ja arendasime tahke-vedeliku segamise tehnoloogiat ja seadmeid. Teades tsellulooseetri tööstuse tulevikuväljavaateid, asusid Zhejiangi provintsi keemiatööstuse uurimisinstituudi teadlased uurima ja välja töötama spetsiaalseid tsellulooseetri tootmisseadmeid.

2. Spetsiaalse tsellulooseetri reaktori arendusprotsess

2.1 Seemendisegisti omadused

Seemendisegisti tööpõhimõte seisneb selles, et adrakujulise segisti toimel pöörleb masinas olev pulber ühelt poolt mööda silindri seina ring- ja radiaalsuunas ning pulber paiskub mööda kahte külge. adraterast seevastu. Liikumise trajektoorid on risti-rästi ja põrkuvad üksteisega, tekitades nii turbulentse keerise ja moodustades kolmemõõtmelise ruumilise liikumise täieliku ulatuse. Kiudreaktsiooni toorainete suhteliselt halva voolavuse tõttu ei saa teised mudelid juhtida silindris oleva tselluloosi ümbermõõtu, radiaalset ja aksiaalset liikumist. CMC tootmisprotsessi ja tsellulooseetritööstuse seadmete uurimise kaudu kodu- ja välismaal, kasutades täielikult ära oma 30 aasta uurimistulemusi, valiti 1980. aastatel välja töötatud seemendisegisti algselt tselluloosi arendamise põhimudeliks. eetri reaktsiooni seadmed.

2.2 Seemendireaktori arendusprotsess

Väikese katsemasina testiga on see tõepoolest saavutanud parema efekti kui sõtkumismasin. Kuid kui neid kasutatakse otseselt tsellulooseetritööstuses, tekivad endiselt järgmised probleemid: 1) Eeterdamisreaktsioonis on kiulise reaktsiooni tooraine voolavus suhteliselt halb, mistõttu selle seemendi ja lendava noa struktuur ei ole piisav. Ajendage tselluloosi liikuma silindri ümbermõõdus, radiaal- ja aksiaalsuunas, nii et reagentide segamine ei ole piisav, mille tulemuseks on reagentide madal kasutus ja suhteliselt vähe tooteid. 2) ribidele toetuva peavõlli halva jäikuse tõttu on pärast töötamist lihtne tekitada ekstsentrilisust ja võllitihendi lekkeprobleemi; seetõttu tungib välisõhk läbi võllitihendi kergesti silindrisse ja mõjutab silindri vaakumtööd, mille tulemuseks on pulber silindris. Põgenemine. 3) Nende väljalaskeklapid on klapp- või ketasventiilid. Esimest on halba tihendusvõime tõttu lihtne välisõhku sisse hingata, samas kui teises on lihtne materjale kinni hoida ja põhjustada reagentide kadu. Seetõttu tuleb need probleemid ükshaaval lahendada.

Teadlased on seemendireaktori konstruktsiooni mitu korda täiustanud ja andnud selle proovikasutuseks mitmele tsellulooseetri ettevõttele ning vastavalt tagasisidele konstruktsiooni järk-järgult täiustanud. Muutes seemendite konstruktsioonikuju ja kahe kõrvuti asetseva seemendi järkjärgulist paigutust mõlemal pool peavõlli, tekitavad reagendid seemendi toimel mitte ainult turbulentsi ring- ja radiaalsuunas piki silindri siseseina, vaid ka pritsimine piki seemendi mõlema külje normaalset suunda, nii et reagendid segunevad täielikult ning segamisprotsessis lõppenud leelistamis- ja eeterdamisreaktsioonid on põhjalikud, reagentide kasutusmäär on kõrge, reaktsioonikiirus on kiire ja energiatarbimine on madal. Veelgi enam, võllitihendid ja laagripesad silindri mõlemas otsas on kinnitatud kronsteini otsaplaadi külge läbi ääriku, et suurendada peavõlli jäikust, nii et töö on stabiilne. Samal ajal saab tagada võllitihendi tihendusefekti, kuna peavõll ei paindu ega deformeeru ning silindris olev pulber ei pääse välja. Väljalaskeklapi struktuuri muutmisega ja väljalaskepaagi läbimõõdu suurendamisega ei saa see mitte ainult tõhusalt ära hoida materjalide kinnijäämist väljalaskeklapis, vaid ka vältida materjali pulbri kadu väljalaske ajal, vähendades seega tõhusalt reaktsiooni kadu. tooteid. Uue reaktori struktuur on mõistlik. See ei saa mitte ainult pakkuda stabiilset ja usaldusväärset tsellulooseetri CMC ettevalmistuskeskkonda, vaid ka tõhusalt takistada silindris oleva pulbri väljapääsu, parandades võllitihendi ja väljalaskeklapi õhutihedust. Keskkonnasõbralik, realiseerib rohelise keemiatööstuse disainiideed.

2.3 Seemendireaktori arendamine

Väikeste, madalate ja kehvade sõtkumisseadmete defektide tõttu on seemendireaktor sisenenud paljudesse kodumaistesse CMC tootmisettevõtetesse ning toodete hulgas on kuus mudelit 4 m.³, 6m³, 8m³, 10 m³, 15 m³ja 26m³. 2007. aastal võitis seemendireaktor riikliku kasuliku mudeli patendiloa (patendi avaldamise number: CN200957344). Pärast 2007. aastat töötati välja spetsiaalne reaktor mitteioonse tsellulooseetri tootmisliini jaoks (nagu MC/HPMC). Praegu kasutab CMC kodumaine tootmine peamiselt lahustimeetodit.

Tsellulooseetri tootjate praeguse tagasiside kohaselt võib seemendireaktorite kasutamine vähendada lahusti kasutamist 20% kuni 30% ning tootmisseadmete arvu suurenemisega on võimalik lahusti kasutamist veelgi vähendada. Kuna seemendi reaktor võib ulatuda 15-26 m³, on eeterdamisreaktsiooni asendajate jaotuse ühtlus palju parem kui sõtkumisseadmel.

3. Muud tsellulooseetri tootmisseadmed

Viimastel aastatel on tsellulooseetri leelistamis- ja eeterdamisreaktorite arendamisel väljatöötamisel ka teisi alternatiivseid mudeleid.

Õhktõstuk (patendi väljaande number: CN200955897). Lahustimeetodil CMC tootmisprotsessis kasutati vaakumkuivatit peamiselt lahusti taaskasutamise ja kuivatamise protsessis, kuid vaakumkuivatit saab kasutada ainult perioodiliselt, samal ajal kui õhutõstuk saab pidevalt töötada. Õhktõstuk purustab CMC materjali silindris olevate seemendite ja lendavate nugade kiire pöörlemise kaudu, et suurendada soojusülekande pinda, ning pihustab silindrisse auru, et lendustada CMC materjalist etanool täielikult ja hõlbustada taaskasutamist, vähendades seeläbi toote tootmiskulusid. CMC ja säästa etanooli ressursse ning lõpetada tsellulooseetri kuivatamise protsess samal ajal. Tootel on kaks mudelit pikkusega 6,2 m³ja 8m³.

Granulaator (patendipublikatsiooni number: CN200957347). Tsellulooseetri valmistamisel lahustimeetodil kasutati varem kahe kruviga ekstrusioonigranulaatorit peamiselt naatriumkarboksümetüültselluloosi materjali granuleerimiseks pärast eeterdamisreaktsiooni, pesemist ja kuivatamist. ZLH-tüüpi tsellulooseetri granulaator ei saa mitte ainult pidevalt granuleerida nagu olemasolev kahe kruviga ekstrusioonigranulaator, vaid ka materjale pidevalt eemaldada, suunates õhku silindrisse ja jahutades vett ümbrisesse. Reageerige heitsoojust, parandades seeläbi granuleerimise kvaliteeti ja säästes elektrit ning suurendades spindli kiirust suurendades toote väljundkiirust ja reguleerides materjali taseme kõrgust vastavalt protsessi nõuetele. Tootel on kaks mudelit pikkusega 3,2 m³ja 4m³.

Õhuvoolusegisti (patendipublikatsiooni number: CN200939372). MQH tüüpi õhuvoolusegisti saadab suruõhu segamiskambrisse läbi segamispea otsiku ja materjal tõuseb koheselt koos suruõhuga spiraalselt mööda silindri seina, moodustades keevsegamisoleku. Pärast mitut impulsi puhumist ja pausiintervalli saab teostada materjalide kiire ja ühtlane segamine kogu mahus. Erinevate tootepartiide erinevused tuuakse kokku segamise teel. Praegu on tooteid viit tüüpi: 15m³, 30 m³, 50 m³, 80 m³ja 100 m³.

Kuigi lõhe minu riigi tsellulooseetri tootmisseadmete ja välismaiste kõrgtasemete vahel väheneb veelgi, on siiski vaja protsessi taset veelgi parandada ja teha täiendavaid parandusi, et lahendada probleeme, mis ei ühildu praeguste tootmisseadmetega.

4. Outlook

minu riigi tsellulooseetritööstus arendab aktiivselt uute seadmete projekteerimist ja töötlemist ning kombineerib seadmete omadusi protsessi pidevaks täiustamiseks. Tootjad ja seadmetootjad on hakanud ühiselt uusi seadmeid välja töötama ja kasutusele võtma. Need kõik peegeldavad minu riigi tsellulooseetri tööstuse edusamme. , on sellel lingil oluline mõju tööstuse arengule. Viimastel aastatel on minu riigi tsellulooseetritööstus, mis põhineb Hiina omadustega tehnoloogial, kas omandanud rahvusvahelised kõrgetasemelised kogemused, võtnud kasutusele välismaised seadmed või täielikult ära kasutanud kodumaiseid seadmeid, et viia lõpule ümberkujundamine algsest "räpasest, räpasest, vaesest". ja töömahukas töökojatootmine kuni Mehhaniseerimise ja automatiseerimise üleminek, et saavutada tsellulooseetritööstuse tootmisvõimsuse, kvaliteedi ja efektiivsuse suur hüpe, on saanud minu kodumaa tselluloosieetri tootjate ühiseks eesmärgiks.