Hogyan javítható a cellulóz-éter termelés?

Kima Chemical Co., Ltd szeretné bemutatja a cellulózéter gyártási folyamatának és berendezéseinek fejlesztését az elmúlt tíz évben, valamint elemzi a dagasztó- és csoroszlyás reaktorok eltérő jellemzőit a cellulózéter gyártási folyamatában. A cellulózéteripar rohamos fejlődésével egyetlen berendezés gyártási kapacitása több száz tonnáról több ezer tonnára változik. Elkerülhetetlen tendencia, hogy a régi berendezéseket új berendezések váltsák fel.

Kulcsszavak: cellulóz-éter; gyártó berendezések; dagasztógép; csoroszlyás reaktor

Ha visszatekintünk a kínai cellulóz-éteripar elmúlt tíz évére, ez egy dicsőséges évtized a cellulózéter-ipar fejlődése szempontjából. A cellulóz-éter gyártási kapacitása elérte a 250 000 tonnát. 2007-ben a CMC termelése 122 000 tonna, a nem ionos cellulóz-éter termelése 62 000 tonna volt. 10 000 tonna cellulóz-éter (1999-ben, Kína'A teljes cellulóz-éter-termelés mindössze 25 660 tonna volt), ami a világ több mint negyedét teszi ki.'s kimenet; számos ezer tonnás szintű vállalkozás sikeresen bekerült a 10 000 tonnás szintű vállalkozások közé; a termékfajták száma jelentősen nőtt, A termék minősége folyamatosan javult; mindezek mögött a folyamattechnológia további érettsége és a gyártóberendezések színvonalának további fejlesztése áll. A külföldi emelt szinthez képest a különbség jelentősen csökkent.

Ez a cikk bemutatja a hazai cellulózéter gyártási folyamat és berendezésfejlesztés legújabb fejlesztéseit az elmúlt években, valamint bemutatja a Zhejiang Chemical Industry Research Institute által a zöld vegyipar elméletére és gondolkodására épülő cellulózéter gyártó berendezések kutatásában és fejlesztésében végzett munkáját. Cellulóz-éter lúgosító éterező reaktor kutatómunkája.

1. A hazai cellulózéter CMC gyártási technológiája és berendezése az 1990-es években

Amióta a Shanghai Celluloid Factory 1958-ban kifejlesztette a víz-közepes eljárást, az egyberendezéses, kis teljesítményű oldószeres eljárást és más gyártási eljárásokat alkalmazzák a CMC előállítására. Hazai környezetben a dagasztógépeket főként éterezési reakciókhoz használják. Az 1990-es években a legtöbb gyártó egyetlen CMC gyártóüzemének éves termelési kapacitása 200-500 tonna volt, az éterezési reakció főbb modelljei pedig 1,5 m³ és 3m³ dagasztógépek. Ha azonban a dagasztót reakcióberendezésként használják, a dagasztókar lassú sebessége, a hosszú éterezési reakcióidő, a mellékreakciók magas aránya, az éterezőszer alacsony felhasználási aránya és a dagasztókar gyenge egyenletessége miatt. éterezési reakció szubsztituens eloszlása, fő reakciókörülmények Például a fürdőarány, a lúgkoncentráció és a dagasztókar sebességének szabályozhatósága rossz, így az éterezési reakció hozzávetőleges homogenitását nehéz megvalósítani, és még nehezebb a tömegtranszfer lebonyolítása. és a mély éterezési reakció permeációs kutatása. Ezért a dagasztógépnek, mint a CMC reakcióberendezésének vannak bizonyos korlátai, és ez jelenti a cellulózéter ipar fejlődésének szűk keresztmetszetét. Az éterezési reakció főáramú modelljeinek hiányosságai az 1990-es években három szóban foglalhatók össze: kicsi (egyetlen eszköz kis teljesítménye), alacsony (az éterezőszer alacsony felhasználási aránya), gyenge (az éterezési reakció helyettesíti Az alapeloszlás egységessége szegény). Tekintettel a dagasztó szerkezeti hibáira olyan reakcióberendezés kifejlesztése szükséges, amely felgyorsítja az anyag éterezési reakcióját, és az éterezési reakcióban a szubsztituensek eloszlása ​​egyenletesebb, így a hasznosulás mértéke az éterezőszer magasabb. Az 1990-es évek végén sok hazai cellulóz-éter-vállalkozás remélte, hogy a Zhejiang Vegyipari Kutatóintézet kutatja és fejleszti a cellulóz-éter-ipar számára sürgősen szükséges gyártóberendezéseket. A Zhejiang Vegyipari Kutatóintézet az 1970-es években kezdett bekapcsolódni a porkeverési folyamatok és berendezések kutatásába, erős K+F csapatot alakított ki, és örömteli eredményeket ért el. Számos technológiát és berendezést ítélt oda a Vegyipari Minisztérium és a Zhejiang Tudományos és Technológiai Haladás Díja. Az 1980-as években együttműködtünk a Közbiztonsági Minisztérium Tiencsin Tűzkutató Intézetével a szárazpor gyártására szolgáló speciális berendezések kifejlesztésében, amelyek elnyerték a Közbiztonsági Minisztérium Tudományos és Technológiai Haladási Díjának harmadik díját; az 1990-es években szilárd-folyadék keverési technológiát és berendezést kutattunk és fejlesztettünk. A Csehcsiang Tartományi Vegyipari Kutatóintézet kutatói a cellulózéter-ipar jövőbeli fejlődési kilátásainak tudatában elkezdték a cellulóz-éter speciális gyártóberendezéseinek kutatását és fejlesztését.

2. Speciális cellulóz-éter reaktor fejlesztési folyamata

2.1 A csoroszlyakeverő jellemzői

A csoroszlyakeverő működési elve az, hogy az ekevas alakú keverő hatására a gépben lévő por egyrészt a hengerfal mentén körbe- és sugárirányban turbulens, másrészt a por két oldalon szétszóródik. az ekevasról viszont. A mozgás pályái keresztben keresztezik és ütköznek egymással, így turbulens örvényt keltenek, és a háromdimenziós térmozgás teljes skáláját alkotják. A rostos reakció nyersanyagainak viszonylag gyenge folyékonysága miatt más modellek nem tudják meghajtani a cellulóz kerületi, sugárirányú és axiális mozgását a hengerben. A cellulózéter ipar CMC gyártási folyamatának és berendezéseinek hazai és külföldi kutatása révén, 30 éves kutatási eredményeit maradéktalanul kihasználva, az 1980-as években kifejlesztett csoroszlyás keverőt választották kezdetben a cellulóz fejlesztésének alapmodelljévé. éteres reakció berendezés.

2.2 Csoroszlyás reaktor fejlesztési folyamata

Egy kis kísérleti gép tesztje révén valóban jobb hatást ért el, mint a dagasztógép. Ha azonban közvetlenül a cellulóz-éteriparban használják őket, továbbra is a következő problémák merülnek fel: 1) Az éterezési reakcióban a rostos reakció alapanyagának folyékonysága viszonylag gyenge, így a csoroszlya és a repülő kés szerkezete nem elegendő. Hajtsuk a cellulózt a hordó kerületi, radiális és tengelyirányú mozgására, így a reagensek keverése nem elegendő, ami a reaktánsok alacsony felhasználását és viszonylag kevés terméket eredményez. 2) A bordákkal alátámasztott főtengely rossz merevsége miatt könnyen előfordulhat a működés utáni excentricitás és a tengelytömítés szivárgása; ezért a külső levegő a tengelytömítésen keresztül könnyen behatol a hengerbe, és befolyásolja a henger vákuumműködését, így por kerül a hengerbe. Menekülés. 3) A nyomószelepeik csappantyús szelepek vagy tárcsás szelepek. Az előbbi a rossz tömítési teljesítmény miatt könnyen belélegezhető a külső levegőből, míg az utóbbi könnyen visszatartja az anyagokat és reagensveszteséget okoz. Ezért ezeket a problémákat egyenként kell megoldani.

A kutatók a csoroszlyás reaktor kialakítását számos alkalommal javították, és több cellulózéteres vállalkozásnak bocsátották próbahasználatra, majd a visszajelzések alapján fokozatosan fejlesztették a kialakítást. A csoroszlyák szerkezeti alakjának megváltoztatásával és a két szomszédos csoroszlya lépcsőzetes elrendezésével a főtengely két oldalán a csoroszlyák hatására a reagensek nemcsak kerületi és sugárirányban turbulenciálnak a henger belső fala mentén, hanem A csoroszlya mindkét oldalának normál irányában fröcsköl is, így a reagensek teljesen összekeverednek, és a keverési folyamat során lezajló lúgosítási és éterezési reakciók alaposak, a reaktánsok hasznosulási sebessége magas, a reakciósebesség gyors és a energiafogyasztás alacsony. Ezenkívül a henger mindkét végén a tengelytömítések és a csapágyülések a karimán keresztül a konzol véglapjához vannak rögzítve, hogy növeljék a főtengely merevségét, így a működés stabil. Ugyanakkor a tengelytömítés tömítő hatása biztosítható, mert a főtengely nem hajlik meg és nem deformálódik, és a hengerben lévő por nem távozik. A nyomószelep szerkezetének megváltoztatásával és a kipufogótartály átmérőjének megnövelésével nemcsak hatékonyan akadályozhatja meg az anyagok visszatartását a nyomószelepben, hanem megakadályozza az anyagpor elvesztését is a kipufogógáz során, így hatékonyan csökkenti a reakcióveszteséget. termékek. Az új reaktor felépítése ésszerű. Nemcsak stabil és megbízható előkészítési környezetet biztosít a CMC cellulóz-éter számára, hanem hatékonyan megakadályozza a hengerben lévő por kiszökését a tengelytömítés és a nyomószelep légtömörségének javításával. Környezetbarát, a zöld vegyipar tervezési ötletét megvalósítva.

2.3 Csoroszlyás reaktor fejlesztése

A kisméretű, alacsony és gyenge dagasztógépek hibái miatt a csoroszlyareaktor számos hazai CMC-gyártó üzembe került, a termékek között hat darab 4 méteres modell található.³, 6m³, 8m³, 10 m³, 15m³, és 26m³. 2007-ben a csoroszlyás reaktor elnyerte az országos használati minta-szabadalom engedélyt (szabadalmi közzétételi szám: CN200957344). 2007 után egy speciális reaktort fejlesztettek ki nemionos cellulóz-éter gyártósorhoz (például MC/HPMC). Jelenleg a CMC hazai gyártása elsősorban az oldószeres módszert alkalmazza.

A cellulóz-éter-gyártók jelenlegi visszajelzései szerint a csoroszlyás reaktorok használatával 20-30%-kal csökkenthető az oldószerfelhasználás, és a gyártóberendezések bővítésével az oldószerfelhasználás további csökkentésére is van lehetőség. Mivel a csoroszlyás reaktor elérheti a 15-26 métert³, a szubsztituensek eloszlásának egyenletessége az éterezési reakcióban sokkal jobb, mint a dagasztógépé.

3. Egyéb cellulóz-éter gyártóberendezések

Az elmúlt években a cellulóz-éter-lúgosító és éterező reaktorok fejlesztése közben más alternatív modellek is fejlesztés alatt állnak.

Légemelő (szabadalmi közzétételi szám: CN200955897). Az oldószeres módszeres CMC gyártási folyamatban a gereblyézett vákuumszárítót főként az oldószer visszanyerésére és szárítására használták a múltban, de a gereblye vákuumszárító csak szakaszosan üzemeltethető, míg a légemelő folyamatos működést tud megvalósítani. A légemelő a hengerben lévő csoroszlyák és repülő kések gyors forgásával összetöri a CMC-anyagot, hogy növelje a hőátadó felületet, és gőzt permetezzen a hengerbe, hogy az etanolt teljesen elpárologtassa a CMC-anyagból és megkönnyítse a visszanyerést, ezáltal csökkentve a gyártási költséget. CMC és etanol erőforrásokat takarít meg, és egyidejűleg fejezze be a cellulóz-éteres szárítási folyamatot. A termékhez két 6,2 méteres modell tartozik³és 8m³.

Granulátor (szabadalmi közzétételi szám: CN200957347). A cellulóz-éter oldószeres eljárással történő előállítása során a múltban főként ikercsigás extrudáló granulátort használtak a nátrium-karboximetil-cellulóz anyag granulálására éterezési reakció, mosás és szárítás után. A ZLH típusú cellulóz-éter-granulátor nemcsak folyamatosan granulál, mint a meglévő kétcsigás extrudáló granulátor, hanem folyamatosan eltávolítja az anyagokat úgy, hogy levegőt juttat a hengerbe és hűtővizet a köpenybe. Reagálja a hulladékhőt, ezáltal javítja a granulálás minőségét és takarít meg villamos energiát, és növelheti a termék kimeneti sebességét az orsó fordulatszámának növelésével, és beállíthatja az anyagszint magasságát a folyamat követelményei szerint. A termékhez két 3,2 méteres modell tartozik³és 4 m³.

Légáramlás-keverő (szabadalmi közzétételi szám: CN200939372). Az MQH típusú légáramú keverő sűrített levegőt juttat a keverőkamrába a keverőfejen lévő fúvókán keresztül, és az anyag a sűrített levegővel azonnal spirálisan felemelkedik a henger fala mentén, és fluidizált keverési állapotot hoz létre. Többszöri impulzusfújás és szüneteltetés után megvalósítható az anyagok gyors és egyenletes keverése a teljes térfogatban. A különböző tételek közötti különbségeket keveréssel hozzák össze. Jelenleg ötféle termék létezik: 15m³, 30 m³, 50 m³, 80 m³, és 100 m³.

Bár a hazám cellulóz-éter-gyártó berendezései és a külföldi fejlett szintek közötti szakadék tovább csökken, továbbra is szükség van a folyamat szintjének további javítására és a jelenlegi gyártóberendezésekkel nem kompatibilis problémák megoldására.

4. Outlook

hazám cellulózéter ipara aktívan fejleszti az új berendezések tervezését és feldolgozását, és a berendezések jellemzőit kombinálja a folyamat folyamatos fejlesztése érdekében. A gyártók és berendezésgyártók megkezdték az új berendezések közös fejlesztését és alkalmazását. Ezek mind tükrözik hazám cellulózéter-iparának fejlődését. , ez a kapcsolat fontos hatással lesz az iparág fejlődésére. Hazám cellulózéter ipara az elmúlt években a kínai sajátosságokkal rendelkező technológiára épülő nemzetközi tapasztalatokat magába szívta, külföldi eszközöket vezetett be, vagy teljes mértékben kihasználta a hazai berendezéseket, hogy az eredeti „piszkos, rendetlen, szegényes” állapotból való átalakulás teljessé váljon. és a munkaigényes műhelygyártás a Hazám cellulózétergyártóinak közös céljává vált a gépesítésre és automatizálásra való átállás a termelési kapacitás, a minőség és a hatékonyság terén a cellulózéter iparban való nagy ugrás elérése érdekében.