Kako poboljšati proizvodnju celuloznog etera?

Kima Chemical Co., Ltd želio bi predstaviti poboljšanje procesa i opreme za proizvodnju celuloznog etera u posljednjih deset godina, te analizirati različite karakteristike reaktora gnječilice i raonika u procesu proizvodnje celuloznog etera. S brzim razvojem industrije celuloznog etera, proizvodni kapacitet jednog kompleta opreme prelazi sa stotina tona na nekoliko tisuća tona. Neizbježan je trend da nova oprema zamijeni staru opremu.

Ključne riječi: celulozni eter; oprema za proizvodnju; gnječilica; reaktor raonika

Gledajući unatrag na proteklih deset godina kineske industrije celuloznog etera, ovo je slavno desetljeće za razvoj industrije celuloznog etera. Kapacitet proizvodnje celuloznog etera dosegao je više od 250.000 tona. U 2007. godini proizvodnja CMC-a bila je 122.000 tona, a proizvodnja neionskog celuloznog etera bila je 62.000 tona. 10 000 tona celuloznog etera (1999., Kina'Ukupna proizvodnja celuloznog etera bila je samo 25 660 tona), što čini više od četvrtine svjetskog's izlaz; brojna poduzeća na razini od tisuću tona uspješno su ušla u red poduzeća na razini od 10.000 tona; sorte proizvoda značajno su porasle, kvaliteta proizvoda stalno se poboljšavala; iza svega stoji daljnje sazrijevanje procesne tehnologije i daljnje poboljšanje razine proizvodne opreme. U usporedbi sa inozemnom naprednom razinom, jaz je značajno smanjen.

Ovaj članak predstavlja najnoviji razvoj domaćeg procesa proizvodnje celuloznog etera i poboljšanja opreme u posljednjih nekoliko godina, te predstavlja posao koji je obavio Zhejiang Chemical Industry Research Institute u istraživanju i razvoju opreme za proizvodnju celuloznog etera na temelju teorije i razmišljanja o zelenoj kemijskoj industriji. Istraživački rad na reaktoru za alkalizaciju celuloznog etera za eterifikaciju.

1. Tehnologija i oprema proizvodnje domaćeg celuloznog etera CMC 1990-ih

Otkako je šangajska tvornica celuloida 1958. godine razvila postupak s vodenim medijem, za proizvodnju CMC-a korišten je postupak s otapalom male snage s jednom opremom i drugi proizvodni procesi. U zemlji se gnječilice uglavnom koriste za reakcije eterifikacije. U 1990-ima, godišnji proizvodni kapacitet jednog proizvodnog pogona CMC većine proizvođača bio je 200-500 tona, a glavni modeli reakcije eterifikacije bili su 1,5 m³ i 3m³ gnječilice. Međutim, kada se gnječilica koristi kao oprema za reakciju, zbog male brzine ruke za gnječenje, dugog vremena reakcije eterifikacije, visokog udjela nuspojava, niske stope iskorištenja sredstva za eterifikaciju i loše jednoličnosti distribucija supstituenata reakcije eterifikacije, glavni uvjeti reakcije Na primjer, mogućnost upravljanja omjerom kupelji, koncentracijom lužine i brzinom ruke za miješanje je loša, tako da je teško ostvariti približnu homogenost reakcije eterifikacije, a još je teže provesti prijenos mase i istraživanje propusnosti duboke reakcije eterifikacije. Stoga, gnječilica ima određena ograničenja kao reakcijska oprema CMC-a i usko je grlo razvoja industrije celuloznog etera. Neadekvatnosti glavnih modela reakcije eterifikacije u 1990-ima mogu se sažeti u tri riječi: mala (mali učinak jednog uređaja), niska (niska stopa iskorištenja agensa za eterifikaciju), loša (reakcija eterifikacije zamjenjuje ujednačenost bazne distribucije je siromašan). S obzirom na nedostatke u strukturi gnječilice, potrebno je razviti reakcijsku opremu koja može ubrzati reakciju eterifikacije materijala, a raspodjela supstituenata u reakciji eterifikacije je ravnomjernija, tako da je stopa iskorištenja sredstva za eterifikaciju je veća. U kasnim 1990-ima, mnoga domaća poduzeća celuloznog etera nadala su se da će Zhejiang Research Institute of Chemical Industry istražiti i razviti proizvodnu opremu koja je hitno potrebna industriji celuloznog etera. Istraživački institut kemijske industrije Zhejiang počeo se uključivati ​​u istraživanje procesa i opreme za miješanje praha 1970-ih, formirao je snažan tim za istraživanje i razvoj i postigao zadovoljavajuće rezultate. Mnoge tehnologije i oprema dodijeljene su od strane Ministarstva kemijske industrije i Nagrade za napredak znanosti i tehnologije Zhejianga. U 1980-ima smo surađivali s Institutom za istraživanje požara u Tianjinu Ministarstva javne sigurnosti na razvoju posebne opreme za proizvodnju suhog praha, koja je osvojila treću nagradu Ministarstva javne sigurnosti za znanstveni i tehnološki napredak; u 1990-ima smo istraživali i razvijali tehnologiju i opremu za miješanje krutog i tekućeg. Svjesni budućih perspektiva razvoja industrije celuloznog etera, istraživači Instituta za istraživanje kemijske industrije provincije Zhejiang počeli su istraživati ​​i razvijati posebnu proizvodnu opremu za celulozni eter.

2. Proces razvoja specijalnog reaktora za celulozni eter

2.1 Značajke mješalice raonika

Princip rada mješalice s raonicima je da se pod djelovanjem mješalice u obliku lemešnice prah u stroju turbulentno vrti duž stijenke cilindra u obodnom i radijalnom smjeru s jedne strane, a prah se baca uzduž obje strane od raonika s druge strane. Putanje kretanja se križaju i sudaraju jedna s drugom, generirajući turbulentni vrtlog i tvoreći cijeli niz trodimenzionalnog kretanja u prostoru. Zbog relativno slabe fluidnosti vlaknastih reakcijskih sirovina, drugi modeli ne mogu pokretati kružna, radijalna i aksijalna kretanja celuloze u cilindru. Istraživanjem procesa proizvodnje CMC-a i opreme industrije celuloznog etera u zemlji i inozemstvu, u potpunosti koristeći svoje 30-godišnje rezultate istraživanja, mješalica raonika razvijena 1980-ih u početku je odabrana kao osnovni model za razvoj celuloze oprema za reakciju etera .

2.2 Proces razvoja reaktora raonika

Testiranjem malog eksperimentalnog stroja doista je postignut bolji učinak od mjesilice. Međutim, kada se izravno koriste u industriji celuloznog etera, još uvijek postoje sljedeći problemi: 1) U reakciji eterifikacije, fluidnost vlaknaste reakcijske sirovine je relativno loša, tako da struktura njegovog raonika i letećeg noža nije dostatan. Natjerajte celulozu da se kreće u obodnom, radijalnom i aksijalnom smjeru bačve, tako da miješanje reaktanata nije dovoljno, što rezultira niskim iskorištenjem reaktanata i relativno malo proizvoda. 2) Zbog slabe krutosti glavnog vratila poduprtog rebrima, lako je uzrokovati ekscentričnost nakon rada i problem curenja brtve vratila; stoga vanjski zrak lako prodire u cilindar kroz brtvu osovine i utječe na rad vakuuma u cilindru, što rezultira prahom u cilindru. Pobjeći. 3) Njihovi ispusni ventili su zaklopni ventili ili disk ventili. Prvi je lako udahnuti vanjski zrak zbog loše izvedbe brtvljenja, dok je u drugom lako zadržati materijale i uzrokovati gubitak reaktanata. Stoga se ti problemi moraju rješavati jedan po jedan.

Istraživači su mnogo puta poboljšali dizajn reaktora raonika i dali ga nekoliko poduzeća za celulozni eter za probnu upotrebu, te postupno poboljšali dizajn prema povratnim informacijama. Promjenom strukturalnog oblika raonika i raspoređenim rasporedom dvaju susjednih raonika s obje strane glavnog vratila, reaktanti pod djelovanjem raonika ne samo da turbulentiraju u obodnom i radijalnom smjeru duž unutarnje stijenke cilindra, već i stvaraju aktivan faktor. također Prskanje duž normalnog smjera obje strane raonika, tako da su reaktanti potpuno izmiješani, a reakcije alkalizacije i eterifikacije dovršene u procesu miješanja su temeljite, stopa iskorištenja reaktanata je visoka, brzina reakcije je brza i potrošnja energije je niska. Štoviše, brtve vratila i sjedišta ležaja na oba kraja cilindra fiksirani su na krajnju ploču nosača kroz prirubnicu kako bi se povećala krutost glavnog vratila, tako da je rad stabilan. Istodobno se može osigurati učinak brtvljenja brtve osovine jer se glavna osovina ne savija i ne deformira, a prah u cilindru ne izlazi. Promjenom strukture ispusnog ventila i povećanjem promjera ispušnog spremnika, ne samo da može učinkovito spriječiti zadržavanje materijala u ispusnom ventilu, već također spriječiti gubitak materijala u prahu tijekom ispuha, čime se učinkovito smanjuje gubitak reakcije proizvoda. Struktura novog reaktora je razumna. Ne samo da može pružiti stabilno i pouzdano okruženje za pripremu celuloznog etera CMC, već i učinkovito spriječiti istjecanje praha iz cilindra poboljšavajući nepropusnost brtve osovine i ispusnog ventila. Ekološki prihvatljiv, realizirajući ideju dizajna zelene kemijske industrije.

2.3 Razvoj reaktora raonika

Zbog nedostataka malih, niskih i loših gnječilica, reaktor raonika ušao je u mnoge domaće pogone za proizvodnju CMC-a, a proizvodi uključuju šest modela od 4m³, 6m³, 8m³, 10m³, 15m³, i 26m³. Godine 2007. reaktor s raonikom dobio je nacionalno ovlaštenje za patent za korisni model (broj objave patenta: CN200957344). Nakon 2007. godine razvijen je poseban reaktor za liniju za proizvodnju neionskog celuloznog etera (kao što je MC/HPMC). Trenutno domaća proizvodnja CMC-a uglavnom usvaja metodu otapala.

Prema trenutačnim povratnim informacijama proizvođača celuloznog etera, korištenje reaktora raonika može smanjiti upotrebu otapala za 20% do 30%, a s povećanjem proizvodne opreme, postoji potencijal za daljnje smanjenje upotrebe otapala. Budući da reaktor raonika može doseći 15-26 m³, ujednačenost distribucije supstituenata u reakciji eterifikacije mnogo je bolja od one u gnječilici.

3. Ostala oprema za proizvodnju celuloznog etera

Posljednjih godina, dok se razvijaju reaktori za alkalizaciju i eterifikaciju celuloznog etera, u razvoju su i drugi alternativni modeli.

Podizač zraka (broj objave patenta: CN200955897). U procesu proizvodnje CMC metodom otapala, vakuumski sušač s grabljem se uglavnom koristio u procesu oporabe otapala i sušenja u prošlosti, ali vakuum sušač s grabljama može raditi samo povremeno, dok dizač zraka može ostvariti kontinuirani rad. Podizač zraka usitnjava CMC materijal brzom rotacijom raonika i letećih noževa u cilindru kako bi se povećala površina za prijenos topline, i raspršuje paru u cilindar kako bi potpuno ispario etanol iz CMC materijala i olakšao oporavak, čime se smanjuju troškovi proizvodnje CMC i uštedite resurse etanola, te istovremeno dovršite postupak sušenja celuloznog etera. Proizvod ima dva modela od 6,2m³i 8m³.

Granulator (broj objave patenta: CN200957347). U procesu proizvodnje celuloznog etera metodom otapala, dvopužni ekstruzijski granulator se uglavnom koristio u prošlosti za granulaciju materijala natrijeve karboksimetil celuloze nakon reakcije eterifikacije, pranja i sušenja. Granulator celuloznog etera tipa ZLH može ne samo kontinuirano granulirati kao postojeći ekstruzijski granulator s dva vijka, već također može kontinuirano uklanjati materijale dovođenjem zraka u cilindar i rashladnom vodom u plašt. Reagirajte otpadnu toplinu, čime se poboljšava kvaliteta granulacije i štedi električna energija, i može povećati izlaznu stopu proizvoda povećanjem brzine vretena, i može prilagoditi visinu razine materijala prema zahtjevima procesa. Proizvod ima dva modela od 3,2m³i 4m³.

Mješalica protoka zraka (broj objave patenta: CN200939372). Miješalica s protokom zraka tipa MQH šalje komprimirani zrak u komoru za miješanje kroz mlaznicu na glavi za miješanje, a materijal se odmah spiralno uzdiže duž stijenke cilindra s komprimiranim zrakom kako bi se formiralo fluidizirano stanje miješanja. Nakon nekoliko intervala pulsiranja i pauze, može se ostvariti brzo i ravnomjerno miješanje materijala u punom volumenu. Razlike između različitih serija proizvoda spajaju se miješanjem. Trenutno postoji pet vrsta proizvoda: 15m³, 30m³, 50m³, 80m³, i 100m³.

Iako se jaz između opreme za proizvodnju celuloznog etera u mojoj zemlji i inozemnih naprednih razina dodatno sužava, i dalje je potrebno dodatno poboljšati razinu procesa i napraviti daljnja poboljšanja za rješavanje problema koji nisu kompatibilni s trenutnom proizvodnom opremom.

4. Outlook

industrija celuloznog etera u mojoj zemlji aktivno razvija dizajn i obradu nove opreme i kombinira karakteristike opreme za kontinuirano poboljšanje procesa. Proizvođači i proizvođači opreme počeli su zajednički razvijati i primjenjivati ​​novu opremu. Sve to odražava napredak industrije celuloznog etera u mojoj zemlji. , ova veza će imati važan utjecaj na razvoj industrije. Posljednjih godina, industrija celuloznog etera u mojoj zemlji, temeljena na tehnologiji s kineskim karakteristikama, ili je apsorbirala međunarodno napredno iskustvo, uvela strane uređaje ili u potpunosti iskoristila domaću opremu kako bi dovršila transformaciju iz izvornog "prljavog, neurednog, siromašnog" i radno intenzivne radioničke proizvodnje na Prijelaz mehanizacije i automatizacije za postizanje velikog skoka u proizvodnom kapacitetu, kvaliteti i učinkovitosti u industriji celuloznog etera postao je zajednički cilj proizvođača celuloznog etera u mojoj zemlji.