როგორ გავაუმჯობესოთ ცელულოზის ეთერის წარმოება?

შპს Kima Chemical Co სურს წარმოგიდგენთ ცელულოზის ეთერის წარმოების პროცესის და აღჭურვილობის გაუმჯობესებას ბოლო ათი წლის განმავლობაში, და აანალიზებს ცელულოზის ეთერის წარმოების პროცესში ცელულოზის ეთერის და კულტერული რეაქტორის სხვადასხვა მახასიათებლებს. ცელულოზის ეთერის ინდუსტრიის სწრაფი განვითარებით, აღჭურვილობის ერთი ნაკრების წარმოების სიმძლავრე ასობით ტონიდან რამდენიმე ათას ტონამდე გადადის. გარდაუვალი ტენდენციაა ახალი აღჭურვილობის ჩანაცვლება ძველი აღჭურვილობისთვის.

საკვანძო სიტყვები: ცელულოზის ეთერი; წარმოების აღჭურვილობა; საფქვავი; კულტერის რეაქტორი

ჩინეთის ცელულოზის ეთერის ინდუსტრიის გასული ათი წლის თვალსაზრისი, ეს არის დიდებული ათწლეული ცელულოზის ეთერის ინდუსტრიის განვითარებისთვის. ცელულოზის ეთერის წარმოების მოცულობამ 250 000 ტონას მიაღწია. 2007 წელს CMC-ის გამომავალი იყო 122,000 ტონა, ხოლო არაიონური ცელულოზის ეთერის გამომუშავება იყო 62,000 ტონა. 10000 ტონა ცელულოზის ეთერი (1999 წელს, ჩინეთი'ცელულოზის ეთერის მთლიანი გამომუშავება იყო მხოლოდ 25660 ტონა), რაც შეადგენს მსოფლიოს მეოთხედზე მეტს.'s გამომავალი; რამდენიმე ათასი ტონიანი საწარმო წარმატებით შევიდა 10 000 ტონა დონის საწარმოთა რიგებში; მნიშვნელოვნად გაიზარდა პროდუქციის ჯიშები, პროდუქციის ხარისხი სტაბილურად გაუმჯობესდა; ამ ყველაფრის უკან დგას პროცესის ტექნოლოგიის შემდგომი სიმწიფე და წარმოების აღჭურვილობის დონის შემდგომი გაუმჯობესება. უცხოურ მოწინავე დონესთან შედარებით, სხვაობა მნიშვნელოვნად შემცირდა.

ეს სტატია წარმოგიდგენთ ცელულოზის ეთერის წარმოების შიდა პროცესების უახლეს განვითარებას და აღჭურვილობის გაუმჯობესებას ბოლო წლებში და წარმოგიდგენთ ჟეჯიანგის ქიმიური მრეწველობის კვლევითი ინსტიტუტის მიერ შესრულებულ სამუშაოს ცელულოზის ეთერის წარმოების აღჭურვილობის კვლევასა და განვითარებაში, რომელიც დაფუძნებულია მწვანე ქიმიური ინდუსტრიის თეორიასა და აზროვნებაზე. კვლევითი სამუშაოები ცელულოზის ეთერის ალკალიზაციის ეთერიფიკაციის რეაქტორზე.

1. საყოფაცხოვრებო ცელულოზის ეთერის CMC წარმოების ტექნოლოგია და აღჭურვილობა 1990-იან წლებში

მას შემდეგ, რაც შანხაის ცელულოიდის ქარხანამ შეიმუშავა წყლის საშუალო პროცესი 1958 წელს, ერთჯერადი მოწყობილობის დაბალი სიმძლავრის გამხსნელის პროცესი და სხვა წარმოების პროცესები გამოყენებული იქნა CMC-ის წარმოებისთვის. საშინაო პირობებში, საფქვავები ძირითადად გამოიყენება ეთერიფიკაციის რეაქციებისთვის. 1990-იან წლებში, მწარმოებლების უმეტესობის ერთი საწარმოო ქარხნის CMC წლიური საწარმოო სიმძლავრე იყო 200-500 ტონა, ხოლო ეთერიფიკაციის რეაქციის ძირითადი მოდელები იყო 1.5 მ.³ და 3 მ³ საფქვავები. თუმცა, როდესაც საფუარი გამოიყენება როგორც რეაქციის მოწყობილობა, ადუღების მკლავის ნელი სიჩქარის, ხანგრძლივი ეთერიფიკაციის რეაქციის დროის, გვერდითი რეაქციების მაღალი პროპორციის, ეთერიფიკაციის აგენტის დაბალი გამოყენების სიჩქარის და ცუდი ერთგვაროვნების გამო. ეთერიფიკაციის რეაქციის შემცვლელის განაწილება, ძირითადი რეაქციის პირობები მაგალითად, აბაზანის თანაფარდობის კონტროლირებადი, ტუტე კონცენტრაცია და ცომის მკლავის სიჩქარე ცუდია, ამიტომ ძნელია ეთერიფიკაციის რეაქციის სავარაუდო ჰომოგენურობის გაცნობიერება და მასის გადაცემის ჩატარება კიდევ უფრო რთულია. და ღრმა ეთერიფიკაციის რეაქციის შეღწევადობის კვლევა. მაშასადამე, საფუარს აქვს გარკვეული შეზღუდვები, როგორც CMC-ის რეაქციის მოწყობილობას, და ეს არის ცელულოზის ეთერის ინდუსტრიის განვითარების შეფერხება. 1990-იან წლებში ეთერიფიკაციის რეაქციის ძირითადი მოდელების არაადეკვატურობა შეიძლება შეჯამდეს სამი სიტყვით: მცირე (ერთი მოწყობილობის მცირე გამომავალი), დაბალი (ეთერიფიკაციის აგენტის გამოყენების დაბალი მაჩვენებელი), ცუდი (ეთერიფიკაციის რეაქცია ცვლის ბაზის განაწილების ერთგვაროვნებას. ღარიბია). საკონდიტრო სტრუქტურის დეფექტების გათვალისწინებით, აუცილებელია რეაქციის აღჭურვილობის შემუშავება, რომელსაც შეუძლია დააჩქაროს მასალის ეთერიფიკაციის რეაქცია, ხოლო შემცვლელების განაწილება ეთერიფიკაციის რეაქციაში უფრო ერთგვაროვანია, რათა გამოყენების სიჩქარე. ეთერიფიკაციის აგენტი უფრო მაღალია. 1990-იანი წლების ბოლოს, ცელულოზის ეთერის მრავალი საწარმო იმედოვნებდა, რომ ქიმიური მრეწველობის ჟეჯიანგის კვლევითი ინსტიტუტი გამოიკვლევდა და შეიმუშავებდა საწარმოო აღჭურვილობას, რომელიც სასწრაფოდ იყო საჭირო ცელულოზის ეთერის ინდუსტრიისთვის. ქიმიური მრეწველობის ჟეჯიანგის კვლევითმა ინსტიტუტმა დაიწყო ჩართვა ფხვნილის შერევის პროცესისა და აღჭურვილობის კვლევაში 1970-იან წლებში, ჩამოაყალიბა ძლიერი R&D გუნდი და მიაღწია სასიხარულო შედეგებს. მრავალი ტექნოლოგია და აღჭურვილობა მიენიჭა ქიმიური მრეწველობის სამინისტროს და Zhejiang Science and Technology Progress Award-ის მიერ. 1980-იან წლებში ჩვენ ვთანამშრომლობდით საზოგადოებრივი უსაფრთხოების სამინისტროს ტიანჯინის ხანძარსაწინააღმდეგო კვლევით ინსტიტუტთან მშრალი ფხვნილის წარმოებისთვის სპეციალური აღჭურვილობის შემუშავებაზე, რომელმაც მოიპოვა საჯარო უსაფრთხოების სამინისტროს მეცნიერებისა და ტექნოლოგიების პროგრესის ჯილდოს მესამე პრიზი; 1990-იან წლებში ჩვენ გამოვიკვლიეთ და შევიმუშავეთ მყარი-თხევადი შერევის ტექნოლოგია და აღჭურვილობა. იცოდნენ ცელულოზის ეთერის ინდუსტრიის მომავალი განვითარების პერსპექტივების შესახებ, ქიმიური მრეწველობის ჟეჟიანგის პროვინციული კვლევითი ინსტიტუტის მკვლევარებმა დაიწყეს ცელულოზის ეთერის სპეციალური წარმოების აღჭურვილობის კვლევა და განვითარება.

2. ცელულოზის ეთერისთვის სპეციალური რეაქტორის დამუშავების პროცესი

2.1 კულტერის მიქსერის მახასიათებლები

კულტერის მიქსერის მუშაობის პრინციპი ისაა, რომ გუთანის ფორმის ამრევის მოქმედებით მანქანაში ფხვნილი ცილინდრის კედლის გასწვრივ ტურბულენტულია, ერთის მხრივ, წრეწირის და რადიალური მიმართულებით, ხოლო ფხვნილი იყრება ორ მხარეს. გუთანის მეორე მხრივ. მოძრაობის ტრაექტორიები გადაკვეთილია და ეჯახება ერთმანეთს, რითაც წარმოიქმნება ტურბულენტური მორევი და წარმოიქმნება სამგანზომილებიანი სივრცის მოძრაობის სრულ დიაპაზონში. ბოჭკოვანი რეაქციის ნედლეულის შედარებით ცუდი სითხის გამო, სხვა მოდელებს არ შეუძლიათ ცილინდრში ცელულოზის წრეწირის, რადიალური და ღერძული მოძრაობების მართვა. CMC წარმოების პროცესისა და ცელულოზის ეთერის ინდუსტრიის აღჭურვილობის კვლევის მეშვეობით სახლში და მის ფარგლებს გარეთ, მისი 30 წლიანი კვლევის შედეგების სრულად გამოყენებით, 1980-იან წლებში შემუშავებული coulter mixer თავდაპირველად შეირჩა ცელულოზის განვითარების ძირითად მოდელად. ეთერის რეაქციის მოწყობილობა.

2.2 კულტერის რეაქტორის დამუშავების პროცესი

პატარა ექსპერიმენტული მანქანის გამოცდის შედეგად მან მართლაც მიიღო უკეთესი ეფექტი, ვიდრე საფუარი. თუმცა, როდესაც ისინი უშუალოდ იყენებენ ცელულოზის ეთერის ინდუსტრიაში, კვლავ რჩება შემდეგი პრობლემები: 1) ეთერიფიკაციის რეაქციაში, ბოჭკოვანი რეაქციის ნედლეულის სითხე შედარებით ცუდია, ამიტომ მისი კულტერისა და მფრინავი დანის სტრუქტურა არ არის. საკმარისი. ამოძრავეთ ცელულოზა ლულის წრეწირის, რადიალური და ღერძული მიმართულებით გადაადგილებისთვის, ამიტომ რეაქტიული ნივთიერებების შერევა საკმარისი არ არის, რაც იწვევს რეაგენტების დაბალ გამოყენებას და შედარებით მცირე პროდუქტს. 2) ნეკნებით დაყრდნობილი ძირითადი ლილვის ცუდი სიმყარის გამო, ადვილია ექსცენტრიულობის გამოწვევა ექსპლუატაციის შემდეგ და ლილვის დალუქვის გაჟონვის პრობლემა; ამიტომ, გარე ჰაერი ადვილად შემოიჭრება ცილინდრში ლილვის დალუქვის მეშვეობით და გავლენას ახდენს ცილინდრში ვაკუუმის მუშაობაზე, რის შედეგადაც ცილინდრში ჩნდება ფხვნილი. გაქცევა. 3) მათი გამონადენი სარქველები არის ფლაპერიანი სარქველები ან დისკის სარქველები. პირველი ადვილად ისუნთქავს გარე ჰაერს ცუდი დალუქვის გამო, ხოლო მეორე ადვილად ინარჩუნებს მასალებს და იწვევს რეაქტორების დაკარგვას. ამიტომ ეს პრობლემები სათითაოდ უნდა მოგვარდეს.

მკვლევარებმა არაერთხელ გააუმჯობესეს კულტერის რეაქტორის დიზაინი და მიაწოდეს იგი რამდენიმე ცელულოზის ეთერის საწარმოს საცდელი გამოყენებისთვის და თანდათან გააუმჯობესეს დიზაინი უკუკავშირის მიხედვით. საყრდენების სტრუქტურული ფორმის შეცვლით და მთავარი ლილვის ორივე მხარეს ორი მეზობელი ღეროების ეტაპობრივი განლაგებით, რეაქტიული ნივთიერებები ღეროების მოქმედებით არა მხოლოდ ტურბულენტობენ ცილინდრის შიდა კედლის გასწვრივ წრეწირულ და რადიალურ მიმართულებებში, არამედ. ასევე სხურება კულტერის ორივე მხარის ნორმალური მიმართულებით, ასე რომ, რეაქტიული ნივთიერებები სრულად არის შერეული, და შერევის პროცესში დასრულებული ალკალიზაციისა და ეთერიფიკაციის რეაქციები საფუძვლიანია, რეაქტანტების გამოყენების სიჩქარე მაღალია, რეაქციის სიჩქარე არის სწრაფი და ენერგიის მოხმარება დაბალია. გარდა ამისა, ლილვის ლუქები და ტარების სავარძლები ცილინდრის ორივე ბოლოზე ფიქსირდება სამაგრის ბოლო ფირფიტაზე ფლანგის მეშვეობით, რათა გაზარდოს ძირითადი ლილვის სიმკვეთრე, ასე რომ მუშაობა სტაბილურია. ამავდროულად, ლილვის დალუქვის ეფექტის უზრუნველყოფა შესაძლებელია, რადგან მთავარი ლილვი არ იხრება და არ დეფორმირდება, ხოლო ცილინდრში ფხვნილი არ გადის. გამონაბოლქვი სარქვლის სტრუქტურის შეცვლით და გამონაბოლქვი ავზის დიამეტრის გადიდებით, მას შეუძლია არა მხოლოდ ეფექტურად აიცილოს მასალების შეკავება გამონადენის სარქველში, არამედ თავიდან აიცილოს მასალის ფხვნილის დაკარგვა გამონაბოლქვის დროს, რითაც ეფექტურად ამცირებს რეაქციის დაკარგვას. პროდუქტები. ახალი რეაქტორის სტრუქტურა გონივრულია. მას შეუძლია არა მხოლოდ უზრუნველყოს სტაბილური და საიმედო მოსამზადებელი გარემო ცელულოზის ეთერის CMC-სთვის, არამედ ეფექტურად აფერხებს ცილინდრში ფხვნილის გაქცევას ლილვის დალუქვისა და გამონადენის სარქვლის ჰერმეტულობის გაუმჯობესებით. ეკოლოგიურად სუფთა, მწვანე ქიმიური ინდუსტრიის დიზაინის იდეის რეალიზება.

2.3 კულტერის რეაქტორის განვითარება

მცირე, დაბალი და ღარიბი საფქვავების დეფექტების გამო, კულტერის რეაქტორი შევიდა ბევრ შიდა CMC წარმოების ქარხანაში და პროდუქტებში შედის ექვსი მოდელი 4 მ.³, 6 მ³, 8 მ³, 10 მ³, 15 მ³და 26 მ³. 2007 წელს, კულტერის რეაქტორმა მოიპოვა ეროვნული სასარგებლო მოდელის პატენტის ავტორიზაცია (პატენტის გამოცემის ნომერი: CN200957344). 2007 წლის შემდეგ შეიქმნა სპეციალური რეაქტორი არაიონური ცელულოზის ეთერის წარმოების ხაზისთვის (როგორიცაა MC/HPMC). ამჟამად, CMC-ის შიდა წარმოება ძირითადად იყენებს გამხსნელის მეთოდს.

ცელულოზის ეთერის მწარმოებლების ამჟამინდელი გამოხმაურების მიხედვით, კულტერის რეაქტორების გამოყენებამ შეიძლება შეამციროს გამხსნელების გამოყენება 20%-დან 30%-მდე და წარმოების აღჭურვილობის ზრდასთან ერთად, არსებობს გამხსნელების გამოყენების შემდგომი შემცირების პოტენციალი. ვინაიდან კულტერის რეაქტორს შეუძლია მიაღწიოს 15-26 მ³, შემცვლელის განაწილების ერთგვაროვნება ეთერიფიკაციის რეაქციაში ბევრად უკეთესია, ვიდრე საფქვავი.

3. ცელულოზის ეთერის წარმოების სხვა მოწყობილობა

ბოლო წლებში, ცელულოზის ეთერის ალკალიზაციისა და ეთერიფიკაციის რეაქტორების შემუშავებისას, სხვა ალტერნატიული მოდელებიც შემუშავების პროცესშია.

საჰაერო ამწე (პატენტის გამოცემის ნომერი: CN200955897). გამხსნელის მეთოდით CMC წარმოების პროცესში, საკომისიო ვაკუუმის საშრობი ძირითადად გამოიყენებოდა გამხსნელების აღდგენისა და გაშრობის პროცესში წარსულში, მაგრამ საკომისიო ვაკუუმის საშრობი შეიძლება მუშაობდეს მხოლოდ წყვეტილი, ხოლო ჰაერის ამწე შეუძლია განახორციელოს უწყვეტი მუშაობა. ჰაერის ამწე ახშობს CMC მასალას ცილინდრში მფრინავი დანების სწრაფი ბრუნვის გზით, რათა გაზარდოს სითბოს გადაცემის ზედაპირი, და ასხურებს ორთქლს ცილინდრში, რათა სრულად აორთქლოს ეთანოლი CMC მასალისგან და გააადვილოს აღდგენა, რითაც შეამციროს წარმოების ღირებულება. CMC და დაზოგეთ ეთანოლის რესურსები და დაასრულეთ ცელულოზის ეთერის გაშრობის პროცესი ერთდროულად. პროდუქტს აქვს ორი მოდელი 6.2 მ³და 8 მ³.

გრანულატორი (პატენტის გამოცემის ნომერი: CN200957347). გამხსნელის მეთოდით ცელულოზის ეთერის წარმოების პროცესში წარსულში ძირითადად იყენებდნენ ორხრახნიანი ექსტრუზიის გრანულატორს ნატრიუმის კარბოქსიმეთილცელულოზის მასალის გრანულაციისთვის ეთერიფიკაციის რეაქციის, გარეცხვისა და გაშრობის შემდეგ. ZLH ტიპის ცელულოზის ეთერის გრანულატორს შეუძლია არა მხოლოდ უწყვეტი გრანულაცია, როგორც არსებული ორხრახნიანი ექსტრუზიის გრანულატორი, არამედ შეუძლია მუდმივად ამოიღოს მასალები ცილინდრში ჰაერის მიწოდებით და ქურთუკში გამაგრილებელი წყლით. უპასუხეთ ნარჩენ სითბოს, რითაც აუმჯობესებს გრანულაციის ხარისხს და დაზოგავს ელექტროენერგიას, ასევე შეუძლია გაზარდოს პროდუქტის გამომუშავების სიჩქარე სპინდლის სიჩქარის გაზრდით და შეუძლია მასალის დონის სიმაღლის რეგულირება პროცესის მოთხოვნების შესაბამისად. პროდუქტს აქვს ორი მოდელი 3.2 მ³და 4 მ³.

ჰაერის მიქსერი (პატენტის გამოცემის ნომერი: CN200939372). MQH ტიპის ჰაერის ნაკადის მიქსერი აგზავნის შეკუმშულ ჰაერს შერევის პალატაში შერევის თავში არსებული საქშენის მეშვეობით და მასალა მყისიერად იზრდება ცილინდრის კედლის გასწვრივ სპირალურად შეკუმშული ჰაერით, რათა შექმნას სითხის შერევის მდგომარეობა. რამდენიმე პულსის აფეთქებისა და პაუზის ინტერვალის შემდეგ, შესაძლებელია მასალების სწრაფი და ერთგვაროვანი შერევა სრული მოცულობით. პროდუქციის სხვადასხვა პარტიას შორის განსხვავებები გაერთიანებულია შერევით. დღეისათვის პროდუქციის ხუთი სახეობაა: 15მ³, 30 მ³, 50 მ³, 80 მ³და 100მ³.

მიუხედავად იმისა, რომ უფსკრული ჩემი ქვეყნის ცელულოზის ეთერის წარმოების მოწყობილობასა და უცხოურ მოწინავე დონეებს შორის კიდევ უფრო ვიწროვდება, ჯერ კიდევ საჭიროა პროცესის დონის შემდგომი გაუმჯობესება და შემდგომი გაუმჯობესება იმ პრობლემების გადასაჭრელად, რომლებიც არ არის თავსებადი მიმდინარე წარმოების აღჭურვილობასთან.

4. Outlook

ჩემი ქვეყნის ცელულოზის ეთერის ინდუსტრია აქტიურად ავითარებს ახალი აღჭურვილობის დიზაინს და დამუშავებას და აერთიანებს აღჭურვილობის მახასიათებლებს პროცესის მუდმივად გასაუმჯობესებლად. მწარმოებლებმა და აღჭურვილობის მწარმოებლებმა ერთობლივად დაიწყეს ახალი აღჭურვილობის შემუშავება და გამოყენება. ეს ყველაფერი ასახავს ჩემი ქვეყნის ცელულოზის ეთერის ინდუსტრიის პროგრესს. , ეს ბმული მნიშვნელოვან გავლენას მოახდენს დარგის განვითარებაზე. ბოლო წლების განმავლობაში, ჩემი ქვეყნის ცელულოზის ეთერების ინდუსტრიამ, რომელიც დაფუძნებულია ჩინური მახასიათებლების ტექნოლოგიაზე, ან შთანთქა საერთაშორისო მოწინავე გამოცდილება, შემოიტანა უცხოური მოწყობილობები, ან სრულად გამოიყენა შიდა აღჭურვილობა ორიგინალური „ბინძური, ბინძური, ღარიბი“ გარდაქმნის დასასრულებლად. და შრომის ინტენსიური საამქრო წარმოებაზე მექანიზაციისა და ავტომატიზაციის გადასვლა ცელულოზის ეთერის ინდუსტრიაში წარმოების სიმძლავრის, ხარისხისა და ეფექტურობის დიდი ნახტომის მისაღწევად გახდა ჩემი ქვეყნის ცელულოზის ეთერის მწარმოებლების საერთო მიზანი.