Como mellorar a produción de éter de celulosa?

Kima Chemical Co., Ltd gustaríalle introducir a mellora do proceso de produción de éter de celulosa e dos equipamentos nos últimos dez anos, e analizar as diferentes características dos reactores amasadoras e rejas no proceso de produción de éter de celulosa. Co rápido desenvolvemento da industria do éter de celulosa, a capacidade de produción dun único conxunto de equipos está a pasar de centos de toneladas a varios miles de toneladas. É unha tendencia inevitable que os novos equipos substitúan os vellos.

Palabras clave: éter de celulosa; equipos de produción; amasadora; reactor de coutas

Mirando cara atrás nos últimos dez anos da industria do éter de celulosa en China, é unha década gloriosa para o desenvolvemento da industria do éter de celulosa. A capacidade de produción de éter de celulosa alcanzou máis de 250.000 toneladas. En 2007, a produción de CMC foi de 122.000 toneladas e a produción de éter de celulosa non iónico foi de 62.000 toneladas. 10.000 toneladas de éter de celulosa (en 1999, China'A produción total de éter de celulosa foi de só 25.660 toneladas), representando máis dunha cuarta parte do mundo.'s saída; un número de empresas de nivel de mil toneladas entraron con éxito nas filas de empresas de nivel de 10.000 toneladas; variedades de produtos aumentaron significativamente , A calidade do produto foi mellorada constantemente; detrás de todo isto está a maior madurez da tecnoloxía do proceso e a mellora do nivel dos equipos de produción. En comparación co nivel avanzado estranxeiro, a diferenza reduciuse significativamente.

Este artigo presenta o último desenvolvemento do proceso de produción de éter de celulosa doméstico e a mellora dos equipos nos últimos anos e presenta o traballo realizado polo Instituto de Investigación da Industria Química de Zhejiang na investigación e desenvolvemento de equipos de produción de éter de celulosa baseados na teoría e no pensamento da industria química verde. Traballo de investigación sobre o reactor de eterificación de alcalinización de éter de celulosa.

1. Tecnoloxía de produción e equipamento de éter de celulosa doméstico CMC na década de 1990

Desde que Shanghai Celluloid Factory desenvolveu o proceso de auga-medio en 1958, o proceso de disolvente de baixa potencia dun único equipo e outros procesos de produción utilizáronse para producir CMC. No ámbito doméstico, as amasadoras úsanse principalmente para reaccións de eterificación. Na década de 1990, a capacidade de produción anual dunha única planta de produción CMC da maioría dos fabricantes era de 200-500 toneladas, e os modelos principais de reacción de eterificación eran de 1,5 m.³ e 3 m³ amasadoras. Non obstante, cando se usa o amasador como equipo de reacción, debido á baixa velocidade do brazo amasador, ao longo tempo de reacción de eterificación, á alta proporción de reaccións secundarias, á baixa taxa de utilización do axente de eterificación e á escasa uniformidade do distribución de substitutos da reacción de eterificación, as principais condicións de reacción. Por exemplo, a controlabilidade da relación do baño, a concentración de álcali e a velocidade do brazo de amasado son pobres, polo que é difícil darse conta da homoxeneidade aproximada da reacción de eterificación e aínda é máis difícil realizar a transferencia de masa. e investigación de permeación da reacción de eterificación profunda. Polo tanto, o amasador ten certas limitacións como o equipo de reacción de CMC, e é o pescozo de botella do desenvolvemento da industria do éter de celulosa. As insuficiencias dos principais modelos de reacción de eterificación na década de 1990 pódense resumir en tres palabras: pequena (pequena saída dun só dispositivo), baixa (baixa taxa de utilización do axente de eterificación), pobre (a reacción de eterificación substitúe a uniformidade da distribución base). é pobre). Tendo en conta os defectos na estrutura da amasadora, é necesario desenvolver un equipo de reacción que poida acelerar a reacción de eterificación do material, e a distribución dos substituíntes na reacción de eterificación é máis uniforme, de modo que a taxa de utilización. do axente de eterificación é maior. A finais da década de 1990, moitas empresas nacionais de éter de celulosa esperaban que o Instituto de Investigación de Industria Química de Zhejiang investigase e desenvolvese equipos de produción que necesitaba con urxencia a industria do éter de celulosa. O Instituto de Investigación de Industria Química de Zhejiang comezou a involucrarse na investigación do proceso e equipos de mestura de po na década de 1970, formou un forte equipo de I + D e obtivo resultados gratificantes. Moitas tecnoloxías e equipos foron premiados polo Ministerio de Industria Química e o Premio ao Progreso da Ciencia e Tecnoloxía de Zhejiang. Na década de 1980, cooperamos co Instituto de Investigación de Incendios de Tianjin do Ministerio de Seguridade Pública para desenvolver equipos especiais para a produción de po seco, que gañou o terceiro premio do Premio ao Progreso Científico e Tecnolóxico do Ministerio de Seguridade Pública; na década de 1990, investigamos e desenvolvemos tecnoloxía e equipos de mestura sólido-líquido. Conscientes das perspectivas futuras de desenvolvemento da industria do éter de celulosa, os investigadores do Instituto Provincial de Investigación da Industria Química de Zhejiang comezaron a investigar e desenvolver equipos especiais de produción de éter de celulosa.

2. O proceso de desenvolvemento dun reactor especial para éter de celulosa

2.1 Características do mesturador de rejas

O principio de funcionamento do mesturador de rejas é que, baixo a acción do axitador en forma de reja de arado, o po da máquina é turbulento ao longo da parede do cilindro nas direccións circunferencial e radial, por unha banda, e o po lánzase polos dous lados. do arado por outra banda. As traxectorias do movemento son entrecruzadas e chocan entre si, xerando así un vórtice turbulento e formando unha gama completa de movemento espacial tridimensional. Debido á relativamente escasa fluidez das materias primas de reacción fibrosa, outros modelos non poden impulsar os movementos circunferenciais, radiais e axiais da celulosa no cilindro. A través da investigación sobre o proceso de produción de CMC e os equipamentos da industria do éter de celulosa no país e no estranxeiro, facendo pleno uso dos seus 30 anos de investigación, o mesturador de rejas desenvolvido na década de 1980 foi seleccionado inicialmente como modelo básico para o desenvolvemento de celulosa. equipos de reacción de éter.

2.2 Proceso de desenvolvemento do reactor de coutas

A través da proba dunha pequena máquina experimental, obtivo un efecto mellor que o amasador. Non obstante, cando se usan directamente na industria do éter de celulosa, aínda hai os seguintes problemas: 1) Na reacción de eterificación, a fluidez da materia prima da reacción fibrosa é relativamente pobre, polo que a estrutura da súa reja e coitelo voador non é. suficiente. Conducir a celulosa para moverse nas direccións circunferencial, radial e axial do barril, polo que a mestura dos reactivos non é suficiente, o que resulta nunha baixa utilización dos reactivos e relativamente poucos produtos. 2) Debido á escasa rixidez do eixe principal apoiado por costelas, é fácil causar excentricidade despois da operación e o problema da fuga do selado do eixe; polo tanto, o aire exterior invade facilmente o cilindro a través do selo do eixe e afecta a operación de baleiro no cilindro, dando como resultado po no cilindro. Fuxir. 3) As súas válvulas de descarga son válvulas de aleta ou válvulas de disco. O primeiro é fácil de inhalar o aire exterior debido ao mal rendemento de selado, mentres que o segundo é fácil de reter materiais e provocar a perda de reactivos. Polo tanto, estes problemas deben ser resoltos un por un.

Os investigadores melloraron o deseño do reactor de coutas moitas veces e proporcionárono a varias empresas de éter de celulosa para o seu uso en proba, e melloraron gradualmente o deseño segundo os comentarios. Ao cambiar a forma estrutural das rebas e a disposición escalonada de dúas rejas adxacentes a ambos os dous lados do eixe principal, os reactivos baixo a acción das rejas non só turbullan nas direccións circunferencial e radial ao longo da parede interna do cilindro, senón Tamén se salpica ao longo da dirección normal de ambos os dous lados da rexa, polo que os reactivos estean totalmente mesturados e as reaccións de alcalinización e eterificación completadas no proceso de mestura son completas, a taxa de utilización dos reactivos é alta, a velocidade de reacción é rápida e o o consumo de enerxía é baixo. Ademais, os selos do eixe e os asentos dos rodamentos en ambos os extremos do cilindro fíxanse á placa final do soporte a través da brida para aumentar a rixidez do eixe principal, polo que o funcionamento é estable. Ao mesmo tempo, pódese garantir o efecto de selado do selado do eixe porque o eixe principal non se dobra nin se deforma e o po do cilindro non escapa. Ao cambiar a estrutura da válvula de descarga e aumentar o diámetro do tanque de escape, non só pode evitar eficazmente a retención de materiais na válvula de descarga, senón tamén evitar a perda de material en po durante o escape, reducindo así eficazmente a perda de reacción. produtos. A estrutura do novo reactor é razoable. Non só pode proporcionar un ambiente de preparación estable e fiable para o éter de celulosa CMC, senón que tamén pode evitar eficazmente que o po do cilindro se escape mellorando a estanqueidade do selo do eixe e da válvula de descarga. Ecolóxico, realizando a idea de deseño da industria química verde.

2.3 Desenvolvemento do reactor de coutas

Debido aos defectos das amasadoras pequenas, baixas e deficientes, o reactor de rejas entrou en moitas plantas de produción domésticas de CMC, e os produtos inclúen seis modelos de 4 m.³, 6 m³, 8 m³, 10 m³, 15 m³, e 26 m³. En 2007, o reactor de coutas gañou a autorización nacional de patente de modelo de utilidade (número de publicación de patente: CN200957344). Despois de 2007, desenvolveuse un reactor especial para a liña de produción de éter de celulosa non iónica (como MC/HPMC). Na actualidade, a produción doméstica de CMC adopta principalmente o método disolvente.

Segundo os comentarios actuais dos fabricantes de éter de celulosa, o uso de reactores de recha pode reducir o uso de disolventes entre un 20% e un 30% e, co aumento dos equipos de produción, hai un potencial para unha maior redución no uso de disolventes. Xa que o reactor de coutas pode alcanzar os 15-26 m³, a uniformidade da distribución dos substituíntes na reacción de eterificación é moito mellor que a do amasador.

3. Outros equipos de produción de éter de celulosa

Nos últimos anos, mentres se desenvolven reactores de alcalinización e eterificación de éter de celulosa, tamén están en desenvolvemento outros modelos alternativos.

Elevador de aire (número de publicación de patente: CN200955897). No proceso de produción do método de disolvente CMC, o secador de baleiro de anciño utilizouse no pasado principalmente no proceso de recuperación de disolventes e de secado, pero o secador de baleiro de anciño só se pode operar de forma intermitente, mentres que o elevador de aire pode realizar un funcionamento continuo. O elevador de aire esmaga o material CMC mediante a rápida rotación das rejas e coitelos voadores no cilindro para aumentar a superficie de transferencia de calor, e pulveriza vapor no cilindro para volatilizar completamente o etanol do material CMC e facilitar a recuperación, reducindo así o custo de produción de CMC e gardar recursos de etanol, e completar a operación do proceso de secado de éter de celulosa ao mesmo tempo. O produto ten dous modelos de 6,2 m³e 8 m³.

Granulador (número de publicación de patente: CN200957347). No proceso de produción de éter de celulosa mediante o método disolvente, o granulador de extrusión de dobre parafuso utilizábase no pasado principalmente para granular o material de carboximetilcelulosa sódica despois da reacción de eterificación, lavado e secado. O granulador de éter de celulosa tipo ZLH non só pode granular continuamente como o granulador de extrusión de dobre parafuso existente, senón que tamén pode eliminar continuamente materiais introducindo aire no cilindro e arrefriando auga na chaqueta. Reacciona a calor residual, mellorando así a calidade da granulación e aforrando electricidade, e pode aumentar a taxa de saída do produto aumentando a velocidade do fuso e pode axustar a altura do nivel de material segundo os requisitos do proceso. O produto ten dous modelos de 3,2 m³e 4 m³.

Mezclador de fluxo de aire (número de publicación de patente: CN200939372). O mesturador de fluxo de aire tipo MQH envía aire comprimido á cámara de mestura a través da boquilla do cabezal de mestura e o material sobe instantáneamente en espiral ao longo da parede do cilindro co aire comprimido para formar un estado de mestura fluidizada. Despois de varios intervalos de golpe de pulso e pausa, pódese realizar a mestura rápida e uniforme de materiais en todo o volume. As diferenzas entre os diferentes lotes de produtos reúnense mediante a mestura. Na actualidade, existen cinco tipos de produtos: 15m³, 30 m³, 50 m³, 80 m³, e 100 m³.

Aínda que a brecha entre os equipos de produción de éter de celulosa do meu país e os niveis avanzados estranxeiros se está reducindo aínda máis, aínda é necesario mellorar aínda máis o nivel do proceso e facer máis melloras para abordar os problemas que non son compatibles cos equipos de produción actuais.

4. Perspectivas

A industria do éter de celulosa do meu país está a desenvolver activamente o deseño e procesamento de novos equipos e combina as características dos equipos para mellorar continuamente o proceso. Os fabricantes e os fabricantes de equipos comezaron a desenvolver e aplicar novos equipos conxuntamente. Todo isto reflicte o progreso da industria do éter de celulosa do meu país. , esta ligazón terá un impacto importante no desenvolvemento da industria. Nos últimos anos, a industria do éter de celulosa do meu país, baseada na tecnoloxía con características chinesas, absorbeu unha experiencia avanzada internacional, introduciu dispositivos estranxeiros ou fixo un uso completo dos equipos domésticos para completar a transformación do orixinal "sucio, desordenado, pobre". e produción de talleres de traballo intensivo para A transición da mecanización e automatización para lograr un gran salto na capacidade de produción, calidade e eficiencia na industria do éter de celulosa converteuse no obxectivo común dos fabricantes de éter de celulosa do meu país.