सेलूलोज़ ईथर उत्पादन में सुधार कैसे करें?

किमा केमिकल कंपनी लिमिटेड करना चाहेंगे पिछले दस वर्षों में सेलूलोज़ ईथर उत्पादन प्रक्रिया और उपकरणों में सुधार का परिचय दें, और सेलूलोज़ ईथर उत्पादन प्रक्रिया में नीडर और कल्टर रिएक्टर की विभिन्न विशेषताओं का विश्लेषण करें। सेलूलोज़ ईथर उद्योग के तेजी से विकास के साथ, उपकरणों के एक सेट की उत्पादन क्षमता सैकड़ों टन से कई हजार टन तक परिवर्तित हो रही है। पुराने उपकरणों के स्थान पर नए उपकरणों का आना एक अपरिहार्य प्रवृत्ति है।

मुख्य शब्द: सेलूलोज़ ईथर; उत्पादन उपकरण; सानने वाला; कल्टर रिएक्टर

चीन के सेल्यूलोज ईथर उद्योग के पिछले दस वर्षों पर नजर डालें तो यह सेल्यूलोज ईथर उद्योग के विकास के लिए एक शानदार दशक है। सेल्युलोज ईथर की उत्पादन क्षमता 250,000 टन से अधिक तक पहुंच गई है। 2007 में, सीएमसी का उत्पादन 122,000 टन था, और गैर-आयनिक सेलूलोज़ ईथर का उत्पादन 62,000 टन था। 10,000 टन सेलूलोज़ ईथर (1999 में, चीन'का कुल सेलूलोज़ ईथर उत्पादन केवल 25,660 टन था), जो दुनिया के एक चौथाई से अधिक के लिए जिम्मेदार है'एस आउटपुट; कई हजार टन स्तर के उद्यमों ने सफलतापूर्वक 10,000 टन स्तर के उद्यमों की श्रेणी में प्रवेश किया है; उत्पाद की किस्मों में उल्लेखनीय वृद्धि हुई है, उत्पाद की गुणवत्ता में लगातार सुधार हुआ है; इन सबके पीछे प्रक्रिया प्रौद्योगिकी की और परिपक्वता और उत्पादन उपकरण स्तर में और सुधार है। विदेशी उन्नत स्तर की तुलना में, अंतर काफी कम हो गया है।

यह लेख हाल के वर्षों में घरेलू सेलूलोज़ ईथर उत्पादन प्रक्रिया और उपकरण सुधार के नवीनतम विकास का परिचय देता है, और हरित रासायनिक उद्योग के सिद्धांत और सोच के आधार पर सेलूलोज़ ईथर उत्पादन उपकरण के शोध और विकास में झेजियांग केमिकल उद्योग अनुसंधान संस्थान द्वारा किए गए कार्यों का परिचय देता है। सेलूलोज़ ईथर क्षारीकरण ईथरीकरण रिएक्टर पर अनुसंधान कार्य।

1. 1990 के दशक में घरेलू सेलूलोज़ ईथर सीएमसी की उत्पादन तकनीक और उपकरण

चूंकि शंघाई सेल्युलाइड फैक्ट्री ने 1958 में जल-मध्यम प्रक्रिया विकसित की थी, सीएमसी का उत्पादन करने के लिए एकल-उपकरण कम-शक्ति विलायक प्रक्रिया और अन्य उत्पादन प्रक्रियाओं का उपयोग किया गया है। घरेलू स्तर पर, नीडर का उपयोग मुख्य रूप से ईथरीकरण प्रतिक्रियाओं के लिए किया जाता है। 1990 के दशक में, अधिकांश निर्माताओं के एकल उत्पादन संयंत्र सीएमसी की वार्षिक उत्पादन क्षमता 200-500 टन थी, और ईथरीकरण प्रतिक्रिया के मुख्यधारा मॉडल 1.5m थे³ और 3 मी³ सानने वाले। हालाँकि, जब नीडर का उपयोग प्रतिक्रिया उपकरण के रूप में किया जाता है, तो गूंधने वाली भुजा की धीमी गति, लंबे ईथरीकरण प्रतिक्रिया समय, साइड प्रतिक्रियाओं का उच्च अनुपात, ईथरीकरण एजेंट की कम उपयोग दर और खराब एकरूपता के कारण ईथरीकरण प्रतिक्रिया प्रतिस्थापन वितरण, मुख्य प्रतिक्रिया की स्थिति उदाहरण के लिए, स्नान अनुपात, क्षार एकाग्रता और सानना हाथ की गति की नियंत्रणीयता खराब है, इसलिए ईथरीकरण प्रतिक्रिया की अनुमानित एकरूपता का एहसास करना मुश्किल है, और बड़े पैमाने पर स्थानांतरण करना और भी मुश्किल है और गहरी ईथरीकरण प्रतिक्रिया का पारगम्य अनुसंधान। इसलिए, सीएमसी के प्रतिक्रिया उपकरण के रूप में नीडर की कुछ सीमाएं हैं, और यह सेलूलोज़ ईथर उद्योग के विकास में बाधा है। 1990 के दशक में ईथरीकरण प्रतिक्रिया के मुख्यधारा मॉडल की अपर्याप्तता को तीन शब्दों में संक्षेपित किया जा सकता है: छोटा (एकल उपकरण का छोटा आउटपुट), कम (ईथरीकरण एजेंट की कम उपयोग दर), खराब (ईथरीकरण प्रतिक्रिया आधार वितरण की एकरूपता को प्रतिस्थापित करती है) गरीब है)। नीडर की संरचना में दोषों को देखते हुए, एक प्रतिक्रिया उपकरण विकसित करना आवश्यक है जो सामग्री की ईथरीकरण प्रतिक्रिया को तेज कर सके, और ईथरीकरण प्रतिक्रिया में प्रतिस्थापनों का वितरण अधिक समान हो, ताकि उपयोग दर इथरिफिकेशन एजेंट की मात्रा अधिक होती है। 1990 के दशक के अंत में, कई घरेलू सेल्यूलोज ईथर उद्यमों को उम्मीद थी कि झेजियांग रिसर्च इंस्टीट्यूट ऑफ केमिकल इंडस्ट्री सेल्यूलोज ईथर उद्योग के लिए तत्काल आवश्यक उत्पादन उपकरणों पर शोध और विकास करेगा। झेजियांग रिसर्च इंस्टीट्यूट ऑफ केमिकल इंडस्ट्री ने 1970 के दशक में पाउडर मिश्रण प्रक्रिया और उपकरणों के अनुसंधान में शामिल होना शुरू किया, एक मजबूत आर एंड डी टीम का गठन किया और संतुष्टिदायक परिणाम प्राप्त किए। कई प्रौद्योगिकियों और उपकरणों को रासायनिक उद्योग मंत्रालय और झेजियांग विज्ञान और प्रौद्योगिकी प्रगति पुरस्कार से सम्मानित किया गया है। 1980 के दशक में, हमने सूखे पाउडर के उत्पादन के लिए विशेष उपकरण विकसित करने के लिए सार्वजनिक सुरक्षा मंत्रालय के तियानजिन फायर रिसर्च इंस्टीट्यूट के साथ सहयोग किया, जिसने सार्वजनिक सुरक्षा मंत्रालय के विज्ञान और प्रौद्योगिकी प्रगति पुरस्कार का तीसरा पुरस्कार जीता; 1990 के दशक में, हमने ठोस-तरल मिश्रण तकनीक और उपकरण पर शोध और विकास किया। सेलूलोज़ ईथर उद्योग के भविष्य के विकास की संभावनाओं से अवगत होकर, झेजियांग प्रांतीय अनुसंधान संस्थान के रासायनिक उद्योग के शोधकर्ताओं ने सेलूलोज़ ईथर के लिए विशेष उत्पादन उपकरण का अनुसंधान और विकास करना शुरू किया।

2. सेलूलोज़ ईथर के लिए विशेष रिएक्टर की विकास प्रक्रिया

2.1 कल्टर मिक्सर की विशेषताएं

कल्टर मिक्सर का कार्य सिद्धांत यह है कि प्लॉशेयर के आकार के आंदोलनकारी की कार्रवाई के तहत, मशीन में पाउडर एक तरफ परिधि और रेडियल दिशाओं में सिलेंडर दीवार के साथ अशांत होता है, और पाउडर को दोनों तरफ फेंक दिया जाता है दूसरी ओर हल के फाल का। आंदोलन के प्रक्षेप पथ आड़े-तिरछे होते हैं और एक-दूसरे से टकराते हैं, इस प्रकार एक अशांत भंवर उत्पन्न होता है और त्रि-आयामी अंतरिक्ष आंदोलन की एक पूरी श्रृंखला बनती है। रेशेदार प्रतिक्रिया कच्चे माल की अपेक्षाकृत खराब तरलता के कारण, अन्य मॉडल सिलेंडर में सेलूलोज़ के परिधीय, रेडियल और अक्षीय आंदोलनों को संचालित नहीं कर सकते हैं। देश और विदेश में सेलूलोज़ ईथर उद्योग की सीएमसी उत्पादन प्रक्रिया और उपकरणों पर शोध के माध्यम से, अपने 30 वर्षों के शोध परिणामों का पूरा उपयोग करते हुए, 1980 के दशक में विकसित कल्टर मिक्सर को शुरू में सेलूलोज़ के विकास के लिए बुनियादी मॉडल के रूप में चुना गया था। ईथर प्रतिक्रिया उपकरण.

2.2 कल्टर रिएक्टर की विकास प्रक्रिया

एक छोटी प्रयोगात्मक मशीन के परीक्षण के माध्यम से, इसने वास्तव में गूंथने वाली मशीन से बेहतर प्रभाव प्राप्त किया है। हालाँकि, जब वे सीधे सेलूलोज़ ईथर उद्योग में उपयोग किए जाते हैं, तब भी निम्नलिखित समस्याएं होती हैं: 1) ईथरीकरण प्रतिक्रिया में, रेशेदार प्रतिक्रिया कच्चे माल की तरलता अपेक्षाकृत खराब होती है, इसलिए इसके कल्टर और उड़ने वाले चाकू की संरचना नहीं होती है पर्याप्त। सेल्युलोज को बैरल की परिधि, रेडियल और अक्षीय दिशाओं में ले जाएं, इसलिए अभिकारकों का मिश्रण पर्याप्त नहीं है, जिसके परिणामस्वरूप अभिकारकों का कम उपयोग होता है और अपेक्षाकृत कम उत्पाद होते हैं। 2) पसलियों द्वारा समर्थित मुख्य शाफ्ट की खराब कठोरता के कारण, ऑपरेशन के बाद सनकीपन और शाफ्ट सील रिसाव की समस्या पैदा करना आसान है; इसलिए, बाहरी हवा आसानी से शाफ्ट सील के माध्यम से सिलेंडर में प्रवेश करती है और सिलेंडर में वैक्यूम ऑपरेशन को प्रभावित करती है, जिसके परिणामस्वरूप सिलेंडर में पाउडर बन जाता है। पलायन। 3) उनके डिस्चार्ज वाल्व फ़्लैपर वाल्व या डिस्क वाल्व हैं। पहले वाले में खराब सीलिंग प्रदर्शन के कारण बाहरी हवा को अंदर लेना आसान होता है, जबकि दूसरे में सामग्री को बनाए रखना और अभिकारकों के नुकसान का कारण बनना आसान होता है। इसलिए, इन समस्याओं को एक-एक करके हल किया जाना चाहिए।

शोधकर्ताओं ने कल्टर रिएक्टर के डिज़ाइन में कई बार सुधार किया है, और इसे परीक्षण उपयोग के लिए कई सेलूलोज़ ईथर उद्यमों को प्रदान किया है, और प्रतिक्रिया के अनुसार धीरे-धीरे डिज़ाइन में सुधार किया है। कपलर के संरचनात्मक आकार और मुख्य शाफ्ट के दोनों किनारों पर दो आसन्न कपलर की क्रमबद्ध व्यवस्था को बदलकर, कपलर की कार्रवाई के तहत अभिकारक न केवल सिलेंडर की आंतरिक दीवार के साथ परिधि और रेडियल दिशाओं में अशांति पैदा करते हैं, बल्कि कल्टर के दोनों किनारों की सामान्य दिशा के साथ स्पलैश भी करें, ताकि अभिकारक पूरी तरह से मिश्रित हो जाएं, और मिश्रण प्रक्रिया में पूरा होने वाली क्षारीकरण और ईथरीकरण प्रतिक्रियाएं पूरी तरह से हों, अभिकारकों की उपयोग दर अधिक हो, प्रतिक्रिया की गति तेज हो और ऊर्जा की खपत कम है. इसके अलावा, सिलेंडर के दोनों सिरों पर शाफ्ट सील और असर वाली सीटें मुख्य शाफ्ट की कठोरता को बढ़ाने के लिए निकला हुआ किनारा के माध्यम से ब्रैकेट की अंतिम प्लेट पर तय की जाती हैं, इसलिए ऑपरेशन स्थिर होता है। साथ ही, शाफ्ट सील के सीलिंग प्रभाव को सुनिश्चित किया जा सकता है क्योंकि मुख्य शाफ्ट झुकता और विकृत नहीं होता है, और सिलेंडर में पाउडर बाहर नहीं निकलता है। डिस्चार्ज वाल्व की संरचना को बदलकर और निकास टैंक के व्यास को बढ़ाकर, यह न केवल डिस्चार्ज वाल्व में सामग्रियों की अवधारण को प्रभावी ढंग से रोक सकता है, बल्कि निकास के दौरान सामग्री पाउडर के नुकसान को भी रोक सकता है, इस प्रकार प्रतिक्रिया के नुकसान को प्रभावी ढंग से कम कर सकता है। उत्पाद. नए रिएक्टर की संरचना उचित है. यह न केवल सेलूलोज़ ईथर सीएमसी के लिए एक स्थिर और विश्वसनीय तैयारी वातावरण प्रदान कर सकता है, बल्कि शाफ्ट सील और डिस्चार्ज वाल्व की वायुरोधीता में सुधार करके सिलेंडर में पाउडर को प्रभावी ढंग से बाहर निकलने से भी रोक सकता है। पर्यावरण के अनुकूल, हरित रासायनिक उद्योग के डिजाइन विचार को साकार करना।

2.3 कल्टर रिएक्टर का विकास

छोटे, निम्न और खराब नीडर के दोषों के कारण, कल्टर रिएक्टर ने कई घरेलू सीएमसी उत्पादन संयंत्रों में प्रवेश किया है, और उत्पादों में 4m के छह मॉडल शामिल हैं³, 6मी³, 8मी³, 10मी³, 15मी³, और 26 मी³. 2007 में, कल्टर रिएक्टर ने राष्ट्रीय उपयोगिता मॉडल पेटेंट प्राधिकरण (पेटेंट प्रकाशन संख्या: CN200957344) जीता। 2007 के बाद, गैर-आयनिक सेलूलोज़ ईथर उत्पादन लाइन (जैसे एमसी/एचपीएमसी) के लिए एक विशेष रिएक्टर विकसित किया गया था। वर्तमान में, सीएमसी का घरेलू उत्पादन मुख्य रूप से विलायक विधि को अपनाता है।

सेल्युलोज ईथर निर्माताओं की वर्तमान प्रतिक्रिया के अनुसार, कूल्टर रिएक्टरों के उपयोग से विलायक के उपयोग को 20% से 30% तक कम किया जा सकता है, और उत्पादन उपकरणों में वृद्धि के साथ, विलायक के उपयोग में और कमी आने की संभावना है। चूंकि कूल्टर रिएक्टर 15-26 मीटर तक पहुंच सकता है³, ईथरीकरण प्रतिक्रिया में प्रतिस्थापन वितरण की एकरूपता नीडर की तुलना में बहुत बेहतर है।

3. सेल्युलोज ईथर के अन्य उत्पादन उपकरण

हाल के वर्षों में, सेलूलोज़ ईथर क्षारीकरण और ईथरीकरण रिएक्टर विकसित करते समय, अन्य वैकल्पिक मॉडल भी विकास के अधीन हैं।

एयर लिफ्टर (पेटेंट प्रकाशन संख्या: CN200955897)। सॉल्वेंट विधि सीएमसी उत्पादन प्रक्रिया में, रेक वैक्यूम ड्रायर का उपयोग मुख्य रूप से सॉल्वेंट रिकवरी और सुखाने की प्रक्रिया में किया जाता था, लेकिन रेक वैक्यूम ड्रायर को केवल रुक-रुक कर संचालित किया जा सकता है, जबकि एयर लिफ्टर निरंतर संचालन का एहसास कर सकता है। एयर लिफ्टर गर्मी हस्तांतरण सतह को बढ़ाने के लिए सिलेंडर में कपलर और उड़ने वाले चाकू के तेजी से घूर्णन के माध्यम से सीएमसी सामग्री को कुचलता है, और सीएमसी सामग्री से इथेनॉल को पूरी तरह से वाष्पित करने और पुनर्प्राप्ति की सुविधा के लिए सिलेंडर में भाप छिड़कता है, जिससे उत्पादन लागत कम हो जाती है सीएमसी और इथेनॉल संसाधनों को बचाएं, और एक ही समय में सेलूलोज़ ईथर सुखाने की प्रक्रिया के संचालन को पूरा करें। उत्पाद में 6.2m के दो मॉडल हैं³और 8मी³.

ग्रेनुलेटर (पेटेंट प्रकाशन संख्या: CN200957347)। विलायक विधि द्वारा सेलूलोज़ ईथर के उत्पादन की प्रक्रिया में, ट्विन-स्क्रू एक्सट्रूज़न ग्रेनुलेटर का उपयोग मुख्य रूप से ईथरीकरण प्रतिक्रिया, धोने और सुखाने के बाद सोडियम कार्बोक्सिमिथाइल सेलूलोज़ सामग्री को दानेदार बनाने के लिए किया जाता था। ZLH प्रकार सेलूलोज़ ईथर ग्रैन्यूलेटर न केवल मौजूदा ट्विन-स्क्रू एक्सट्रूज़न ग्रैन्यूलेटर की तरह लगातार दानेदार बना सकता है, बल्कि सिलेंडर में हवा भरकर और जैकेट में पानी ठंडा करके सामग्री को लगातार हटा सकता है। अपशिष्ट ताप पर प्रतिक्रिया करें, जिससे दाने की गुणवत्ता में सुधार होगा, और बिजली की बचत होगी, और स्पिंडल गति को बढ़ाकर उत्पाद उत्पादन दर में वृद्धि की जा सकती है, और प्रक्रिया की आवश्यकताओं के अनुसार सामग्री स्तर की ऊंचाई को समायोजित किया जा सकता है। उत्पाद में 3.2m के दो मॉडल हैं³और 4 मी³.

एयरफ्लो मिक्सर (पेटेंट प्रकाशन संख्या: CN200939372)। एमक्यूएच प्रकार का एयरफ्लो मिक्सर मिक्सिंग हेड पर नोजल के माध्यम से संपीड़ित हवा को मिक्सिंग चैंबर में भेजता है, और द्रवीकृत मिश्रण अवस्था बनाने के लिए सामग्री तुरंत संपीड़ित हवा के साथ सिलेंडर की दीवार के साथ सर्पिल रूप से ऊपर उठती है। कई पल्स ब्लोइंग और विराम अंतराल के बाद, पूर्ण मात्रा में सामग्रियों का तेज़ और समान मिश्रण महसूस किया जा सकता है। उत्पाद के विभिन्न बैचों के बीच के अंतर को सम्मिश्रण द्वारा एक साथ लाया जाता है। वर्तमान में, पांच प्रकार के उत्पाद हैं: 15 मी³, 30मी³, 50मी³, 80मी³, और 100 मी³.

यद्यपि मेरे देश के सेलूलोज़ ईथर उत्पादन उपकरण और विदेशी उन्नत स्तरों के बीच अंतर को और कम किया जा रहा है, फिर भी प्रक्रिया स्तर में और सुधार करना और उन समस्याओं का समाधान करने के लिए और सुधार करना आवश्यक है जो वर्तमान उत्पादन उपकरणों के साथ संगत नहीं हैं।

4. आउटलुक

मेरे देश का सेलूलोज़ ईथर उद्योग सक्रिय रूप से नए उपकरणों के डिजाइन और प्रसंस्करण का विकास कर रहा है, और प्रक्रिया में लगातार सुधार करने के लिए उपकरणों की विशेषताओं का संयोजन कर रहा है। निर्माताओं और उपकरण निर्माताओं ने संयुक्त रूप से नए उपकरण विकसित करना और लागू करना शुरू कर दिया है। ये सभी मेरे देश के सेलूलोज़ ईथर उद्योग की प्रगति को दर्शाते हैं। , इस लिंक का उद्योग के विकास पर महत्वपूर्ण प्रभाव पड़ेगा। हाल के वर्षों में, मेरे देश के सेल्यूलोज ईथर उद्योग ने, चीनी विशेषताओं वाली प्रौद्योगिकी पर आधारित, या तो अंतरराष्ट्रीय उन्नत अनुभव को अवशोषित किया है, विदेशी उपकरणों को पेश किया है, या मूल "गंदे, गंदे, खराब" से परिवर्तन को पूरा करने के लिए घरेलू उपकरणों का पूर्ण उपयोग किया है। और सेलूलोज़ ईथर उद्योग में उत्पादन क्षमता, गुणवत्ता और दक्षता में एक बड़ी छलांग हासिल करने के लिए मशीनीकरण और स्वचालन का संक्रमण मेरे देश के सेलूलोज़ ईथर निर्माताओं का सामान्य लक्ष्य बन गया है।