Ինչպե՞ս բարելավել ցելյուլոզային եթերի արտադրությունը:

Kima Chemical Co., Ltd կցանկանար ներկայացնել ցելյուլոզային եթերի արտադրության գործընթացի և սարքավորումների բարելավումը վերջին տասը տարում և վերլուծել ցելյուլոզային եթերի արտադրության գործընթացում հունցիչի և կուլտերի ռեակտորի տարբեր բնութագրերը: Ցելյուլոզային եթերների արդյունաբերության արագ զարգացման հետ մեկտեղ սարքավորումների մեկ հավաքածուի արտադրական հզորությունը հարյուրավոր տոննայից անցնում է մի քանի հազար տոննայի: Անխուսափելի միտում է, որ նոր սարքավորումները փոխարինեն հին սարքավորումները:

Բանալի բառեր: ցելյուլոզային եթեր; արտադրական սարքավորումներ; հունցիչ; Coulter ռեակտոր

Հետ նայելով Չինաստանի ցելյուլոզային եթերների արդյունաբերության վերջին տասը տարիներին՝ սա փառավոր տասնամյակ է ցելյուլոզային եթերների արդյունաբերության զարգացման համար: Ցելյուլոզային եթերի արտադրական հզորությունը հասել է ավելի քան 250 000 տոննայի։ 2007 թվականին CMC-ի արտադրանքը կազմել է 122000 տոննա, իսկ ոչ իոնային ցելյուլոզային եթերի՝ 62000 տոննա։ 10000 տոննա ցելյուլոզային եթեր (1999 թ., Չինաստան'Ցելյուլոզային եթերի ընդհանուր թողարկումը կազմել է ընդամենը 25660 տոննա, ինչը կազմում է աշխարհի ավելի քան մեկ քառորդը's ելք; հազար տոննա մակարդակի մի շարք ձեռնարկություններ հաջողությամբ մտել են 10,000 տոննա մակարդակի ձեռնարկությունների շարքը. արտադրանքի սորտերը զգալիորեն աճել են, արտադրանքի որակը անշեղորեն բարելավվել է. Այս ամենի հետևում կանգնած է գործընթացի տեխնոլոգիայի հետագա հասունացումը և արտադրական սարքավորումների մակարդակի հետագա բարելավումը։ Համեմատած արտասահմանյան առաջադեմ մակարդակի հետ՝ այդ տարբերությունը զգալիորեն կրճատվել է։

Այս հոդվածը ներկայացնում է ցելյուլոզային եթերների արտադրության ներքին գործընթացի վերջին զարգացումը և սարքավորումների կատարելագործումը վերջին տարիներին, ինչպես նաև ներկայացնում է Zhejiang Chemical Industry Research Institute-ի կատարած աշխատանքը՝ ցելյուլոզային եթերի արտադրության սարքավորումների հետազոտման և մշակման ուղղությամբ՝ հիմնված կանաչ քիմիական արդյունաբերության տեսության և մտածողության վրա: Հետազոտական ​​աշխատանք ցելյուլոզային եթերի ալկալիզացման եթերիֆիկացման ռեակտորի վրա:

1. Կենցաղային ցելյուլոզային եթերի CMC-ի արտադրության տեխնոլոգիան և սարքավորումները 1990-ական թթ

Քանի որ 1958 թվականին Շանհայի ցելյուլոիդային գործարանը մշակել է ջրի միջին պրոցեսը, մեկ սարքավորման ցածր էներգիայի լուծիչների գործընթացը և այլ արտադրական գործընթացներ օգտագործվել են CMC արտադրելու համար: Ներքին պայմաններում, հունցիչները հիմնականում օգտագործվում են եթերացման ռեակցիաների համար: 1990-ականներին արտադրողների մեծ մասի մեկ արտադրական գործարանի CMC տարեկան արտադրական հզորությունը կազմում էր 200-500 տոննա, իսկ եթերիֆիկացման ռեակցիայի հիմնական մոդելները՝ 1,5 մ:³ և 3 մ³ հունցիչներ. Այնուամենայնիվ, երբ հունցիչը օգտագործվում է որպես ռեակցիայի սարքավորում, հունցող թևի դանդաղ արագության, եթերիֆիկացման ռեակցիայի երկար ժամանակի, կողմնակի ռեակցիաների մեծ համամասնության, եթերիֆիկացման նյութի ցածր օգտագործման արագության և նյութի վատ միատեսակության պատճառով: Եթերիֆիկացման ռեակցիայի փոխարինիչի բաշխումը, ռեակցիայի հիմնական պայմանները Օրինակ՝ լոգանքի հարաբերակցության կառավարելիությունը, ալկալիների կոնցենտրացիան և հունցման թեւի արագությունը վատ է, ուստի դժվար է գիտակցել եթերիֆիկացման ռեակցիայի մոտավոր միատարրությունը, և նույնիսկ ավելի դժվար է իրականացնել զանգվածի փոխանցում։ և խորը եթերիֆիկացման ռեակցիայի ներթափանցման հետազոտություն: Հետևաբար, հունցիչն ունի որոշակի սահմանափակումներ՝ որպես CMC-ի ռեակցիայի սարքավորում, և դա բջջանյութի եթերի արդյունաբերության զարգացման խոչընդոտն է: 1990-ականների եթերիֆիկացման ռեակցիայի հիմնական մոդելների անհամապատասխանությունները կարելի է ամփոփել երեք բառով՝ փոքր (մեկ սարքի փոքր ելք), ցածր (եթերիֆիկացման գործակալի ցածր օգտագործման արագություն), վատ (եթերացման ռեակցիան փոխարինում է բազային բաշխման միատեսակությունը։ աղքատ է): Հաշվի առնելով խմորիչի կառուցվածքի թերությունները, անհրաժեշտ է մշակել ռեակցիայի սարքավորում, որը կարող է արագացնել նյութի եթերիֆիկացման ռեակցիան, և եթերիֆիկացման ռեակցիայի մեջ փոխարինողների բաշխումն ավելի միատեսակ է, որպեսզի օգտագործման արագությունը: եթերիֆիկացման գործակալը ավելի բարձր է: 1990-ականների վերջին ցելյուլոզային եթերների շատ տեղական ձեռնարկություններ հույս ունեին, որ Քիմիական արդյունաբերության Zhejiang գիտահետազոտական ​​ինստիտուտը կուսումնասիրի և կմշակի արտադրական սարքավորումներ, որոնք շտապ անհրաժեշտ են ցելյուլոզային եթերի արդյունաբերության համար: Քիմիական արդյունաբերության Zhejiang գիտահետազոտական ​​ինստիտուտը սկսեց ներգրավվել 1970-ական թվականներին փոշի խառնուրդի գործընթացի և սարքավորումների հետազոտության մեջ, ձևավորեց ուժեղ R&D թիմ և հասավ գոհացուցիչ արդյունքների: Շատ տեխնոլոգիաներ և սարքավորումներ արժանացել են Քիմիական արդյունաբերության նախարարության և Zhejiang Science and Technology Progress մրցանակին: 1980-ականներին մենք համագործակցեցինք Հանրային անվտանգության նախարարության Tianjin Fire Research Institute-ի հետ՝ մշակելու հատուկ սարքավորում չոր փոշու արտադրության համար, որն արժանացավ Հանրային անվտանգության նախարարության Գիտության և տեխնոլոգիաների առաջընթացի մրցանակի երրորդ մրցանակին. 1990-ականներին մենք ուսումնասիրեցինք և մշակեցինք պինդ-հեղուկ խառնուրդի տեխնոլոգիա և սարքավորումներ: Գիտակցելով ցելյուլոզային եթերների արդյունաբերության ապագա զարգացման հեռանկարները՝ Քիմիական արդյունաբերության Չժեցզյան նահանգային գիտահետազոտական ​​ինստիտուտի հետազոտողները սկսեցին հետազոտել և մշակել ցելյուլոզային եթերի արտադրության հատուկ սարքավորումներ:

2. Ցելյուլոզային եթերի հատուկ ռեակտորի մշակման գործընթացը

2.1 Coulter mixer-ի առանձնահատկությունները

Կուլտեր խառնիչի աշխատանքի սկզբունքն այն է, որ գութանաձև խառնիչի գործողությամբ մեքենայի փոշին մի կողմից շրջագծով և շառավղային ուղղություններով պտտվում է մխոցի պատի երկայնքով, և փոշին նետվում է երկու կողմերի երկայնքով: մյուս կողմից՝ գութանի համար։ Շարժման հետագծերը խաչաձև են և բախվում են միմյանց, այդպիսով առաջացնելով տուրբուլենտ հորձանուտ և ձևավորելով տիեզերական եռաչափ շարժման ամբողջ տիրույթ: Մանրաթելային ռեակցիայի հումքի համեմատաբար վատ հեղուկության պատճառով այլ մոդելներ չեն կարող շարժել բջջանյութի շրջագծային, շառավղային և առանցքային շարժումները գլանում: Տանը և արտերկրում ցելյուլոզային եթերների արդյունաբերության CMC-ի արտադրության գործընթացի և սարքավորումների վերաբերյալ հետազոտության միջոցով, ամբողջությամբ օգտագործելով իր 30 տարվա հետազոտության արդյունքները, 1980-ականներին մշակված կուլտեր խառնիչը սկզբնապես ընտրվեց որպես ցելյուլոզայի զարգացման հիմնական մոդել: եթերային ռեակցիայի սարքավորում.

2.2 Կուլտեր ռեակտորի մշակման գործընթացը

Փոքր փորձարարական մեքենայի փորձարկման միջոցով այն իսկապես ավելի լավ էֆեկտ է ստացել, քան հունցիչը: Այնուամենայնիվ, երբ դրանք ուղղակիորեն օգտագործվում են ցելյուլոզային եթերների արդյունաբերության մեջ, դեռևս առկա են հետևյալ խնդիրները. բավարար. Տեղափոխեք ցելյուլոզը տակառի շրջագծային, շառավղային և առանցքային ուղղություններով, այնպես որ ռեակտիվների խառնումը բավարար չէ, ինչը հանգեցնում է ռեակտիվների ցածր օգտագործման և համեմատաբար քիչ արտադրանքի: 2) կողերով հենված հիմնական լիսեռի վատ կոշտության պատճառով հեշտ է գործելուց հետո էքսցենտրիկություն առաջացնել և լիսեռի կնիքի արտահոսքի խնդիրը. հետևաբար, արտաքին օդը հեշտությամբ ներխուժում է գլան լիսեռի կնիքի միջոցով և ազդում մխոցում վակուումային աշխատանքի վրա, ինչի արդյունքում մխոցում փոշի է առաջանում: Փախուստ. 3) Դրանց արտանետման փականները կափույր փականներ են կամ սկավառակային փականներ: Առաջինը հեշտ է ներշնչել արտաքին օդը՝ կնքման վատ կատարողականության պատճառով, մինչդեռ երկրորդը հեշտ է պահել նյութերը և առաջացնել ռեակտիվների կորուստ: Ուստի այս խնդիրները մեկ առ մեկ պետք է լուծվեն։

Հետազոտողները բազմիցս բարելավել են կուլտերային ռեակտորի դիզայնը և այն տրամադրել են ցելյուլոզային եթերի մի քանի ձեռնարկությունների՝ փորձնական օգտագործման համար, և աստիճանաբար կատարելագործել են դիզայնը՝ համաձայն արձագանքների: Փոփոխելով կցամասերի կառուցվածքային ձևը և հիմնական լիսեռի երկու կողմերում երկու հարևան կցորդների աստիճանական դասավորությունը, ռեակտիվները հոսանքների ազդեցության տակ ոչ միայն տուրբուլյացիայի են ենթարկվում մխոցի ներքին պատի երկայնքով շրջագծային և շառավղային ուղղություններով, այլ Նաև ցողում է ջրատարի երկու կողմերի բնականոն ուղղությամբ, այնպես որ ռեակտիվները լիովին խառնվում են, և խառնուրդի գործընթացում ավարտված ալկալացման և եթերացման ռեակցիաները մանրակրկիտ են, ռեակտիվների օգտագործման արագությունը բարձր է, ռեակցիայի արագությունը՝ արագ, և էներգիայի սպառումը ցածր է. Ավելին, մխոցի երկու ծայրերում գտնվող լիսեռի կնիքները և կրող նստատեղերը ամրացվում են եզրագծի միջով փակագծի վերջի ափսեի վրա, որպեսզի մեծացնեն հիմնական լիսեռի կոշտությունը, ուստի աշխատանքը կայուն է: Միևնույն ժամանակ, լիսեռի կնիքի կնքման ազդեցությունը կարող է ապահովվել, քանի որ հիմնական լիսեռը չի թեքում և դեֆորմացվում, իսկ մխոցում գտնվող փոշին չի փախչում: Փոխելով արտանետման փականի կառուցվածքը և մեծացնելով արտանետվող բաքի տրամագիծը, այն կարող է ոչ միայն արդյունավետորեն կանխել արտահոսքի փականում նյութերի պահպանումը, այլև կանխել արտանետման ընթացքում նյութի փոշու կորուստը՝ այդպիսով արդյունավետորեն նվազեցնելով ռեակցիայի կորուստը։ ապրանքներ. Նոր ռեակտորի կառուցվածքը ողջամիտ է. Այն կարող է ոչ միայն ապահովել ցելյուլոզային եթերի CMC-ի կայուն և հուսալի նախապատրաստական ​​միջավայր, այլև արդյունավետորեն կանխել մխոցում գտնվող փոշու արտահոսքը՝ բարելավելով լիսեռի կնիքի և արտանետման փականի հերմետիկությունը: Էկոլոգիապես մաքուր, իրականացնելով կանաչ քիմիական արդյունաբերության դիզայնի գաղափարը:

2.3 Կուլտեր ռեակտորի մշակում

Փոքր, ցածր և վատ հունցիչների թերությունների պատճառով կուլտերային ռեակտորը մտել է շատ հայրենական CMC արտադրական գործարաններ, և արտադրանքը ներառում է 6 մոդել 4 մ.³, 6 մ³, 8 մ³, 10 մ³, 15 մ³, և 26 մ³. 2007թ.-ին կուլտերային ռեակտորը շահեց ազգային օգտակար մոդելի արտոնագրի արտոնագիրը (արտոնագրի հրապարակման համարը՝ CN200957344): 2007 թվականից հետո մշակվել է ոչ իոնային ցելյուլոզային եթերների արտադրության գծի (օրինակ՝ MC/HPMC) հատուկ ռեակտոր։ Ներկայումս CMC-ի հայրենական արտադրությունը հիմնականում որդեգրել է վճարունակ մեթոդը։

Համաձայն ցելյուլոզային եթերների արտադրողների ընթացիկ արձագանքների՝ կուլտերային ռեակտորների օգտագործումը կարող է նվազեցնել լուծիչների օգտագործումը 20%-ից մինչև 30%-ով, իսկ արտադրական սարքավորումների ավելացմամբ՝ լուծիչների օգտագործման հետագա կրճատման ներուժ կա: Քանի որ կուլտերային ռեակտորը կարող է հասնել 15-26 մ³, եթերիֆիկացման ռեակցիայում փոխարինող բաշխման միատեսակությունը շատ ավելի լավ է, քան հունցիչինը։

3. Ցելյուլոզային եթերի արտադրության այլ սարքավորումներ

Վերջին տարիներին, ցելյուլոզային եթերի ալկալիզացիայի և եթերիֆիկացման ռեակտորներ մշակելիս, այլ այլընտրանքային մոդելներ նույնպես մշակման փուլում են:

Օդափոխիչ (արտոնագրային հրապարակման համարը՝ CN200955897): Լուծիչ մեթոդով CMC-ի արտադրության գործընթացում փոցխ վակուումային չորանոցը հիմնականում օգտագործվել է լուծիչների վերականգնման և չորացման գործընթացում անցյալում, բայց վակուումային չորանոցը կարող է աշխատել միայն ընդհատումներով, մինչդեռ օդափոխիչը կարող է իրականացնել շարունակական աշխատանք: Օդափոխիչը ջախջախում է CMC նյութը մխոցում թրթուրների և թռչող դանակների արագ պտտման միջոցով՝ ջերմափոխանցման մակերեսը մեծացնելու համար, և գոլորշի է ցողում մխոցի մեջ՝ CMC նյութից էթանոլը լիովին ցնդելու և վերականգնումը հեշտացնելու համար, դրանով իսկ նվազեցնելով արտադրության արժեքը: CMC և խնայել էթանոլի ռեսուրսները և միևնույն ժամանակ ավարտել ցելյուլոզային եթերի չորացման գործընթացը: Ապրանքը ունի երկու մոդել 6.2 մ³և 8 մ³.

Գրանուլատոր (արտոնագրային հրապարակման համարը՝ CN200957347): Ցելյուլոզային եթերի լուծիչով արտադրության գործընթացում նախկինում հիմնականում օգտագործվում էր երկպտուտակային էքստրուզիոն հատիկավորիչը՝ նատրիումի կարբոքսիմեթիլ ցելյուլոզային նյութը եթերիֆիկացման ռեակցիայից, լվանալուց և չորացնելուց հետո հատիկավորելու համար: ZLH տիպի ցելյուլոզային եթերային հատիկավորիչը կարող է ոչ միայն շարունակաբար հատիկավորվել, ինչպես գոյություն ունեցող երկու պտուտակային էքստրուզիոն հատիկավորիչը, այլև կարող է շարունակաբար հեռացնել նյութերը՝ օդը սնելով մխոցում և սառեցնելով ջուրը բաճկոնի մեջ: Արձագանքեք թափոնների ջերմությանը, դրանով իսկ բարելավելով հատիկավորման որակը և խնայելով էլեկտրաէներգիան, և կարող է մեծացնել արտադրանքի ելքային արագությունը՝ ավելացնելով spindle արագությունը և կարող է հարմարեցնել նյութի մակարդակի բարձրությունը՝ ըստ գործընթացի պահանջների: Ապրանքը ունի երկու մոդել 3.2 մ³և 4 մ³.

Օդի հոսքի խառնիչ (արտոնագրային հրապարակման համարը՝ CN200939372): MQH տիպի օդային հոսքի խառնիչը սեղմված օդը ուղարկում է խառնիչ խցիկի միջով, խառնիչ գլխի վարդակով, և նյութը սեղմված օդի հետ անմիջապես պարուրաձև բարձրանում է մխոցի պատի երկայնքով՝ ձևավորելու հեղուկացված խառնման վիճակ: Մի քանի զարկերակային փչումից և դադարից հետո կարող է իրականացվել նյութերի արագ և միատեսակ խառնումը ամբողջ ծավալով: Արտադրանքի տարբեր խմբաքանակների միջև եղած տարբերությունները միավորվում են խառնուրդով: Ներկայումս հինգ տեսակի արտադրանք կա՝ 15մ³, 30 մ³, 50 մ³, 80 մ³, և 100մ³.

Թեև իմ երկրի ցելյուլոզային եթերների արտադրության սարքավորումների և արտասահմանյան առաջադեմ մակարդակների միջև բացը ավելի է նեղանում, այնուամենայնիվ անհրաժեշտ է հետագա կատարելագործել գործընթացի մակարդակը և կատարել հետագա բարելավումներ՝ լուծելու այն խնդիրները, որոնք անհամատեղելի են ներկայիս արտադրական սարքավորումների հետ:

4. Outlook

իմ երկրի ցելյուլոզային եթերների արդյունաբերությունը ակտիվորեն զարգացնում է նոր սարքավորումների նախագծումն ու մշակումը, ինչպես նաև համատեղում է սարքավորումների բնութագրերը՝ գործընթացը շարունակաբար բարելավելու համար: Արտադրողները և սարքավորումներ արտադրողները սկսել են համատեղ մշակել և կիրառել նոր սարքավորումներ: Սրանք բոլորն արտացոլում են իմ երկրի ցելյուլոզային եթերների արդյունաբերության առաջընթացը: , այս կապը կարեւոր ազդեցություն կունենա ոլորտի զարգացման վրա։ Վերջին տարիներին իմ երկրի ցելյուլոզային եթերների արդյունաբերությունը, որը հիմնված է չինական բնութագրերով տեխնոլոգիայի վրա, կա՛մ կլանել է միջազգային առաջադեմ փորձը, կա՛մ ներմուծել է արտասահմանյան սարքեր, կա՛մ ամբողջությամբ օգտագործել է հայրենական սարքավորումները՝ սկզբնական «կեղտոտ, խառնաշփոթ, աղքատից» վերափոխումը ավարտելու համար: և աշխատատար սեմինարային արտադրությունը դեպի մեխանիզացիայի և ավտոմատացման անցումը ցելյուլոզային եթերների արդյունաբերության մեջ արտադրական հզորությունների, որակի և արդյունավետության մեծ թռիչքի հասնելու համար դարձել է իմ երկրի ցելյուլոզային էթեր արտադրողների ընդհանուր նպատակը: