Целлюлоза эфирінің өндірісін қалай жақсартуға болады?

Kima Chemical Co., Ltd келеді соңғы он жылда целлюлоза эфирін өндіру процесі мен жабдықтарын жетілдіруді енгізу және целлюлоза эфирін өндіру процесінде илеуші ​​және сорғыш реактордың әртүрлі сипаттамаларын талдау. Целлюлоза эфирі өнеркәсібінің қарқынды дамуымен жабдықтың бір жиынтығының өндірістік қуаты жүздеген тоннадан бірнеше мың тоннаға ауысуда. Жаңа жабдықтың ескі жабдықты алмастыратыны сөзсіз үрдіс.

Негізгі сөздер: целлюлоза эфирі; өндірістік жабдықтар; илегіш; реактор

Қытайдың целлюлоза эфирі өнеркәсібінің соңғы он жылына қарасақ, бұл целлюлоза эфирі өнеркәсібінің дамуы үшін тамаша онжылдық. Целлюлоза эфирінің өндірістік қуаты 250 мың тоннадан астамға жетті. 2007 жылы ЦМК өндірісі 122 000 тонна, ал иондық емес целлюлоза эфирі 62 000 тонна болды. 10 000 тонна целлюлоза эфирі (1999 ж., Қытай'целлюлоза эфирінің жалпы өндірісі небәрі 25660 тоннаны құрады, бұл дүние жүзінің төрттен бірінен астамын құрайды.'s шығысы; мың тонналық деңгейлі кәсіпорындар қатары 10 000 тонналық деңгейлі кәсіпорындардың қатарына сәтті енді; өнім сорттары айтарлықтай өсті, өнімнің сапасы тұрақты түрде жақсарды; мұның бәрінің артында технологиялық технологияның әрі қарай жетілуі және өндіріс құрал-жабдықтарының деңгейін одан әрі жетілдіру жатыр. Шетелдік озық деңгеймен салыстырғанда алшақтық айтарлықтай қысқарды.

Бұл мақалада соңғы жылдардағы отандық целлюлоза эфирін өндіру процесі мен жабдықтарды жетілдірудің соңғы дамуы таныстырылады және Чжэцзян химия өнеркәсібі ғылыми-зерттеу институтының жасыл химия өнеркәсібінің теориясы мен ойлауына негізделген целлюлоза эфирін өндіруге арналған жабдықты зерттеу және дамытуда атқарған жұмыстарымен таныстырады. Целлюлозаның эфирін сілтілеудің эфирлеу реакторында ғылыми-зерттеу жұмыстары.

1. 1990 жылдардағы отандық целлюлоза эфирі ЦМС өндіру технологиясы және жабдықтары

Шанхай целлулоидтық фабрикасы 1958 жылы су-орталық процесті дамытқаннан бері, CMC өндіру үшін бір жабдықты аз қуатты еріткіш процесі және басқа өндіріс процестері қолданылды. Үйде илегіштер негізінен эфирлеу реакциялары үшін қолданылады. 1990 жылдары CMC бір өндірістік зауытының жылдық өндірістік қуаттылығы көптеген өндірушілердің 200-500 тонна болды, ал эфирлеу реакциясының негізгі үлгілері 1,5 м болды.³ және 3 м³ илегіштер. Алайда, илеу құралын реакция жабдығы ретінде пайдаланған кезде, илеу білігінің баяу жылдамдығына, эфирлеу реакциясының ұзақ уақытқа созылуына, жанама реакциялардың жоғары үлесіне, эфирлеуші ​​агентті пайдаланудың төмен жылдамдығына және илеудің біркелкілігінің нашарлығына байланысты. эфирлену реакциясының орынбасушы таралуы, негізгі реакция жағдайлары Мысалы, ванна қатынасының, сілтінің концентрациясының және илеу білігінің жылдамдығының реттелуі нашар, сондықтан эфирлену реакциясының шамамен біртектілігін жүзеге асыру қиын, ал масса алмасуды жүргізу одан да қиын және терең эфирлену реакциясының өткізгіштігін зерттеу. Сондықтан илегіштің ЦМС реакциялық жабдығы ретінде белгілі бір шектеулері бар және бұл целлюлоза эфирі өнеркәсібінің дамуының тар жолы болып табылады. 1990 жылдардағы этерификация реакциясының негізгі үлгілерінің сәйкессіздігін үш сөзбен қорытындылауға болады: шағын (бір құрылғының шағын өнімі), төмен (этерификация агентін пайдалану жылдамдығы төмен), нашар (этерификация реакциясы негізді бөлудің біркелкілігін ауыстырады). кедей). Илеушінің құрылымындағы ақауларды ескере отырып, материалдың эфирлену реакциясын жылдамдата алатын реакциялық жабдықты жасау қажет, ал эфирлену реакциясында орынбасарлардың таралуы біркелкі, осылайша пайдалану жылдамдығы эфирлеуші ​​агенттің мөлшері жоғары. 1990 жылдардың аяғында көптеген отандық целлюлоза эфирі кәсіпорындары Чжэцзян химия өнеркәсібі ғылыми-зерттеу институты целлюлоза эфирі өнеркәсібіне шұғыл қажет өндірістік жабдықты зерттеп, әзірлейді деп үміттенді. Чжэцзян химия өнеркәсібі ғылыми-зерттеу институты 1970 жылдары ұнтақты араластыру процесі мен жабдықтарын зерттеумен айналыса бастады, күшті ҒЗТКЖ тобын құрып, қуантарлық нәтижелерге қол жеткізді. Көптеген технологиялар мен жабдықтар Химия өнеркәсібі министрлігі және Чжэцзян ғылым және технология прогресс сыйлығымен марапатталды. 1980 жылдары біз Қоғамдық қауіпсіздік министрлігінің Тяньцзинь өртке қарсы ғылыми-зерттеу институтымен бірлесіп құрғақ ұнтақты өндіруге арналған арнайы жабдықты әзірлеу үшін Қоғамдық қауіпсіздік министрлігінің Ғылым мен технологияның прогрессі сыйлығының үшінші жүлдесін жеңіп алды; 1990 жылдары біз қатты сұйықтықты араластыру технологиясы мен жабдықтарын зерттеп, әзірледік. Целлюлоза эфирі өнеркәсібінің болашақ даму перспективаларын біле отырып, Чжэцзян провинциясының химия өнеркәсібі ғылыми-зерттеу институтының зерттеушілері целлюлоза эфирінің арнайы өндірістік жабдықтарын зерттеп, жасауға кірісті.

2. Целлюлоза эфирінің арнайы реакторын жасау процесі

2.1 Сорғыш араластырғыштың ерекшеліктері

Соқалы араластырғыштың жұмыс принципі мынада: соқа тәрізді араластырғыштың әсерінен станоктағы ұнтақ цилиндр қабырғасы бойымен бір жағынан айналмалы және радиалды бағытта турбулентті болады, ал ұнтақ екі жақ бойымен лақтырылады. екінші жағынан соқа тетігі. Қозғалыс траекториялары қиылысады және бір-бірімен соқтығысады, осылайша турбулентті құйынды тудырады және үш өлшемді кеңістік қозғалысының толық спектрін құрайды. Талшықты реакция шикізатының салыстырмалы түрде нашар өтімділігіне байланысты басқа модельдер цилиндрдегі целлюлозаның айналмалы, радиалды және осьтік қозғалыстарын басқара алмайды. Үйде және шетелде ЦМС өндіру процесі мен целлюлоза эфирі өнеркәсібінің жабдықтарын зерттеу арқылы оның 30 жылдық зерттеу нәтижелерін толық пайдалана отырып, 1980-ші жылдары жасалған сорғыш араластырғыш бастапқыда целлюлозаны дамытудың негізгі үлгісі ретінде таңдалды. эфирлік реакция жабдықтары.

2.2 Төменгі реакторды әзірлеу процесі

Кішкентай тәжірибелік машинаны сынау арқылы ол илеушіге қарағанда жақсы нәтижеге қол жеткізді. Бірақ оларды целлюлоза эфирі өнеркәсібінде тікелей пайдаланған кезде, әлі де мынадай мәселелер туындайды: 1) Этерификация реакциясында талшықты реакциялық шикізаттың өтімділігі салыстырмалы түрде нашар, сондықтан оның саптамасының және ұшатын пышақтың құрылымы жоқ. жеткілікті. Целлюлозаны бөшкенің айналмалы, радиалды және осьтік бағыттарында жылжытыңыз, сондықтан әрекеттесуші заттарды араластыру жеткіліксіз, нәтижесінде әрекеттесуші заттардың аз қолданылуы және салыстырмалы түрде аз өнімдер. 2) Қабырғалармен тіректелген негізгі біліктің нашар қаттылығына байланысты жұмыстан кейін эксцентристік және білік тығыздағыштың ағып кету мәселесі оңай туындайды; сондықтан сыртқы ауа цилиндрге білік тығыздағыш арқылы оңай еніп, цилиндрдегі вакуумдық жұмысқа әсер етеді, нәтижесінде цилиндрде ұнтақ пайда болады. Қашу. 3) Олардың ағызу клапандары вентильді клапандар немесе дискі клапандар болып табылады. Біріншісі нашар герметикалық өнімділікке байланысты сыртқы ауаны жұтуға оңай, ал екіншісі материалдарды ұстап тұруға және реактивтердің жоғалуына әкеледі. Сондықтан бұл мәселелер бірінен соң бірі шешілуі керек.

Зерттеушілер реактордың конструкциясын бірнеше рет жетілдірді және оны бірнеше целлюлоза эфирі кәсіпорындарына сынау үшін берді және кері байланысқа сәйкес конструкцияны біртіндеп жетілдірді. Сорғыштардың құрылымдық пішінін өзгерту арқылы және негізгі біліктің екі жағындағы екі іргелес жатқан екпінді орналасу арқылы реактивтер колонкалардың әсерінен цилиндрдің ішкі қабырғасының бойымен айналмалы және радиалды бағытта турбуленттілік туғызып қана қоймайды. Сондай-ақ, соғудың екі жағының қалыпты бағыты бойымен шашыратыңыз, осылайша әрекеттесуші заттар толығымен араласады және араластыру процесінде аяқталған сілтілеу және эфирлену реакциялары мұқият, әрекеттесуші заттарды пайдалану жылдамдығы жоғары, реакция жылдамдығы жылдам және энергия тұтыну төмен. Сонымен қатар, цилиндрдің екі шетіндегі білік тығыздағыштар мен мойынтіректердің орындықтары негізгі біліктің қаттылығын арттыру үшін фланец арқылы кронштейннің соңғы тақтасына бекітіледі, сондықтан жұмыс тұрақты болады. Бұл ретте білік тығыздағыштың тығыздағыш әсері қамтамасыз етілуі мүмкін, себебі негізгі білік майыспайды және деформацияланбайды, ал цилиндрдегі ұнтақ сыртқа шықпайды. Шығару клапанының құрылымын өзгерту және сору цистернасының диаметрін ұлғайту арқылы ол ағызу клапанындағы материалдардың сақталуын тиімді болдырмайды, сонымен қатар сору кезінде материал ұнтағының жоғалуын болдырмайды, осылайша реакцияның жоғалуын тиімді төмендетеді. өнімдер. Жаңа реактордың құрылымы ақылға қонымды. Ол целлюлоза эфирі CMC үшін тұрақты және сенімді дайындау ортасын қамтамасыз етіп қана қоймайды, сонымен қатар білік тығыздағыш пен шығару клапанының герметикалықлығын жақсарту арқылы цилиндрдегі ұнтақтың шығуын тиімді болдырмайды. Жасыл химия өнеркәсібінің дизайн идеясын жүзеге асыратын экологиялық таза.

2.3 Соққы реакторының дамуы

Кішкентай, төмен және нашар илегіштердің ақауларына байланысты, ілмек реакторы көптеген отандық CMC өндірістік зауыттарына кірді және өнімдерге 4 м алты модель кіреді.³, 6м³, 8м³, 10 м³, 15 м³, және 26м³. 2007 жылы қоқыс реакторы ұлттық пайдалы модельге патенттік рұқсатты жеңіп алды (патенттің жарияланым нөмірі: CN200957344). 2007 жылдан кейін иондық емес целлюлоза эфирін өндіруге арналған арнайы реактор (мысалы, MC/HPMC) әзірленді. Қазіргі уақытта CMC отандық өндірісі негізінен еріткіш әдісін қолданады.

Целлюлоза эфирін өндірушілердің ағымдағы кері байланысына сәйкес, резеңке реакторларды пайдалану еріткіштерді пайдалануды 20% -дан 30% -ға дейін төмендетуі мүмкін, ал өндірістік жабдықтың ұлғаюымен еріткіштерді пайдалануды одан әрі азайту мүмкіндігі бар. Өйткені төбе реакторы 15-26м жетуі мүмкін³, эфирлеу реакциясында орынбасушы таралудың біркелкілігі илеушіге қарағанда әлдеқайда жақсы.

3. Целлюлоза эфирінің басқа өндірістік жабдықтары

Соңғы жылдары целлюлоза эфирін сілтілеу және эфирлеу реакторларын жасау кезінде басқа балама модельдер де әзірленуде.

Әуе көтергіш (патенттің жарияланған нөмірі: CN200955897). Еріткіш әдісті CMC өндіру процесінде тырмалы вакуумды кептіргіш негізінен еріткіштерді қалпына келтіру және кептіру процесінде бұрын қолданылған, бірақ рейкті вакуумды кептіргіш тек үзіліспен жұмыс істей алады, ал ауа көтергіш үздіксіз жұмыс істей алады. Ауа көтергіш цилиндрдегі қалпақшалар мен ұшатын пышақтарды жылдам айналдыру арқылы CMC материалын ұсақтайды, жылу беру бетін ұлғайтады және CMC материалынан этанолды толығымен ұшпалау және қалпына келтіруді жеңілдету үшін цилиндрге буды шашады, осылайша өндіріс құнын төмендетеді. CMC және этанол ресурстарын үнемдеңіз және целлюлоза эфирін кептіру процесінің жұмысын бір уақытта аяқтаңыз. Өнімнің 6,2 м екі үлгісі бар³және 8 м³.

Гранулятор (патенттің жарияланған нөмірі: CN200957347). Еріткіш әдіспен целлюлоза эфирін алу процесінде қос бұрандалы экструзиялық түйіршіктеуіш негізінен эфирлеу реакциясынан, жуудан және кептіруден кейін натрий карбоксиметил целлюлоза материалын түйіршіктеу үшін қолданылған. ZLH типті целлюлоза эфирінің грануляторы бар қос бұрандалы экструзиялық түйіршіктегіш сияқты үздіксіз түйіршіктеуге ғана емес, сонымен қатар цилиндрге ауа беру және курткаға суды салқындату арқылы материалдарды үздіксіз алып тастай алады. Қалдық жылуды реакцияға түсіріп, түйіршіктеу сапасын жақсартады және электр энергиясын үнемдейді және шпиндельдің айналу жылдамдығын арттыру арқылы өнімнің шығу жылдамдығын арттыра алады және процестің талаптарына сәйкес материал деңгейінің биіктігін реттей алады. Өнімнің 3,2 м екі үлгісі бар³және 4 м³.

Ауа ағынының араластырғышы (патенттің жарияланым нөмірі: CN200939372). MQH типті ауа ағыны араластырғышы араластырғыш басындағы саптама арқылы араластырғыш камераға сығылған ауаны жібереді және материал сығылған ауамен бірге цилиндр қабырғасы бойымен спиральды түрде лезде көтеріліп, сұйық араластыру күйін қалыптастырады. Бірнеше импульстік үрлеу және үзіліс аралықтарынан кейін материалдарды толық көлемде жылдам және біркелкі араластыруды жүзеге асыруға болады. Өнімнің әртүрлі партиялары арасындағы айырмашылықтар араластыру арқылы біріктіріледі. Қазіргі уақытта өнімнің бес түрі бар: 15м³, 30 м³, 50 м³, 80 м³, және 100 м³.

Менің елімдегі целлюлоза эфирі өндірісінің жабдықтары мен шетелдік озық деңгейлер арасындағы алшақтық одан әрі қысқартылып жатқанымен, әлі де технологиялық деңгейді одан әрі жақсарту және қазіргі өндіріс жабдықтарына сәйкес келмейтін мәселелерді шешу үшін одан әрі жетілдіру қажет.

4. Болжам

Менің елімнің целлюлоза эфирі өнеркәсібі жаңа жабдықты жобалау мен өңдеуді белсенді түрде дамытып, процесті үздіксіз жақсарту үшін жабдықтың сипаттамаларын біріктіреді. Өндірушілер мен құрал-жабдықтарды өндірушілер бірігіп жаңа жабдықты жасап, қолдануға кірісті. Бұлардың барлығы менің елімнің целлюлоза эфирі өнеркәсібінің дамуын көрсетеді. , бұл байланыс саланың дамуына маңызды әсер етеді. Соңғы жылдары менің елімнің қытайлық ерекшелігі бар технологияға негізделген целлюлоза эфирі өнеркәсібі халықаралық озық тәжірибені сіңірді, шетелдік құрылғыларды енгізді, немесе бастапқы «лас, кір, нашар» трансформацияны аяқтау үшін отандық жабдықты толығымен пайдаланды. және еңбекті көп қажет ететін цех өндірісі Целлюлоза эфирі өнеркәсібінде өндірістік қуаттылық, сапа және тиімділікте үлкен секіріске қол жеткізу үшін механикаландыру мен автоматтандыруға көшу менің елімнің целлюлоза эфирін өндірушілерінің ортақ мақсаты болды.