Kaip pagerinti celiuliozės eterio gamybą?

Kima Chemical Co., Ltd norėtųsi pristato celiuliozės eterio gamybos proceso ir įrangos tobulinimą per pastaruosius dešimt metų, analizuoja skirtingas minkymo ir noragėlių reaktorių charakteristikas celiuliozės eterio gamybos procese. Sparčiai vystantis celiuliozės eterio pramonei, vieno įrangos komplekto gamybos pajėgumai pereina nuo šimtų tonų iki kelių tūkstančių tonų. Tai neišvengiama tendencija, kad nauja įranga keičia seną įrangą.

Pagrindiniai žodžiai: celiuliozės eteris; gamybos įranga; minkiklis; noraginis reaktorius

Žvelgiant į pastaruosius dešimt Kinijos celiuliozės eterio pramonės metų, tai šlovingas dešimtmetis celiuliozės eterio pramonės plėtrai. Celiuliozės eterio gamybos pajėgumai pasiekė daugiau nei 250 000 tonų. 2007 m. CMC produkcija buvo 122 000 tonų, o nejoninio celiuliozės eterio – 62 000 tonų. 10 000 tonų celiuliozės eterio (1999 m., Kinija'Bendra celiuliozės eterio produkcija buvo tik 25 660 tonų), tai sudaro daugiau nei ketvirtadalį pasaulio's išvestis; nemažai tūkstančio tonų lygio įmonių sėkmingai pateko į 10 000 tonų lygio įmonių gretas; produktų įvairovė gerokai išaugo, produktų kokybė nuolat gerėjo; už viso to slypi tolesnė proceso technologijos branda ir tolesnis gamybos įrangos lygio tobulinimas. Palyginti su užsienio aukštesniuoju lygiu, atotrūkis gerokai sumažėjo.

Šiame straipsnyje pristatoma naujausia vietinio celiuliozės eterio gamybos proceso raida ir įrangos tobulinimas pastaraisiais metais, taip pat pristatomas Zhejiang Chemical Industry Research Institute atliktas darbas tiriant ir plėtojant celiuliozės eterio gamybos įrangą, paremtą žaliosios chemijos pramonės teorija ir mąstymu. Celiuliozės eterio šarminimo eterinimo reaktoriaus moksliniai tyrimai.

1. Buitinio celiuliozės eterio CMC gamybos technologija ir įranga 1990 m

Nuo tada, kai 1958 m. Šanchajaus celiulioido gamykla sukūrė vandens ir terpės procesą, CMC gamybai buvo naudojamas vienos įrangos mažos galios tirpiklio procesas ir kiti gamybos procesai. Buityje minkikliai daugiausia naudojami eterinimo reakcijoms. Dešimtajame dešimtmetyje daugumos gamintojų vienos gamyklos CMC metinis gamybos pajėgumas buvo 200–500 tonų, o pagrindiniai eterinimo reakcijos modeliai – 1,5 mln.³ ir 3m³ minkytuvai. Tačiau kai minkiklis naudojamas kaip reakcijos įranga, dėl lėto minkymo svirties greičio, ilgo eterinimo reakcijos laiko, didelės šalutinių reakcijų dalies, mažo eterinimo agento panaudojimo greičio ir prasto minkymo tolygumo. eterinimo reakcijos pakaitalų pasiskirstymas, pagrindinės reakcijos sąlygos Pavyzdžiui, blogas vonios santykio, šarmų koncentracijos ir minkymo rankos greičio valdymas, todėl sunku suvokti apytikslį eterinimo reakcijos homogeniškumą, o dar sunkiau atlikti masės perdavimą. ir giluminio eterinimo reakcijos prasiskverbimo tyrimai. Todėl minkiklis turi tam tikrų apribojimų, kaip CMC reakcijos įranga, ir tai yra celiuliozės eterio pramonės plėtros kliūtis. Dešimtojo dešimtmečio pagrindinių eterinimo reakcijos modelių trūkumus galima apibendrinti trimis žodžiais: mažas (maža vieno įrenginio išeiga), mažas (mažas eterinimo agento panaudojimo lygis), prastas (eterifikavimo reakcija pakeičia Bazinio pasiskirstymo vienodumą). yra prastas). Atsižvelgiant į minkymo įrenginio struktūros defektus, būtina sukurti reakcijos įrangą, kuri galėtų pagreitinti medžiagos eterinimo reakciją, o pakaitų pasiskirstymas eterinimo reakcijoje būtų tolygesnis, kad panaudojimo greitis eterinimo agento kiekis yra didesnis. Dešimtojo dešimtmečio pabaigoje daugelis vietinių celiuliozės eterio įmonių tikėjosi, kad Džedziango chemijos pramonės tyrimų institutas ištirs ir sukurs gamybos įrangą, kurios skubiai reikia celiuliozės eterio pramonei. Džedziango chemijos pramonės tyrimų institutas 1970-aisiais pradėjo įsitraukti į miltelių maišymo proceso ir įrangos tyrimus, subūrė stiprią MTEP komandą ir pasiekė džiuginančių rezultatų. Daugelis technologijų ir įrangos buvo apdovanotos Chemijos pramonės ministerijos ir Džedziango mokslo ir technologijų pažangos apdovanojimu. Devintajame dešimtmetyje bendradarbiavome su Viešojo saugumo ministerijos Tiandzino gaisrinių tyrimų institutu, kurdami specialią sausų miltelių gamybos įrangą, kuri laimėjo trečiąją Viešojo saugumo ministerijos mokslo ir technologijų pažangos premiją; dešimtajame dešimtmetyje tyrinėjome ir kūrėme kieto skysčio maišymo technologiją ir įrangą. Žinodami apie celiuliozės eterio pramonės ateities plėtros perspektyvas, Džedziango provincijos chemijos pramonės tyrimų instituto mokslininkai pradėjo tyrinėti ir kurti specialią celiuliozės eterio gamybos įrangą.

2. Specialaus celiuliozės eterio reaktoriaus kūrimo procesas

2.1 Noragėlių maišytuvo savybės

Noragėlių maišytuvo veikimo principas yra tas, kad, veikiant plūgo formos maišytuvui, milteliai mašinoje yra sūkuriai išilgai cilindro sienelės apskritimo ir radialine kryptimis, o milteliai išmetami išilgai abiejų pusių. iš kitos pusės plūgo. Judėjimo trajektorijos yra kryžminės ir susiduria viena su kita, taip generuodamos turbulentinį sūkurį ir suformuodamos visą trimačio erdvės judėjimo diapazoną. Dėl santykinai prasto pluoštinės reakcijos žaliavų sklandumo kiti modeliai negali valdyti cilindro celiuliozės apskritimo, radialinio ir ašinio judėjimo. Atlikus CMC gamybos proceso ir celiuliozės eterio pramonės įrangos tyrimus šalyje ir užsienyje, visapusiškai panaudojant 30 metų tyrimų rezultatus, devintajame dešimtmetyje sukurtas noragėlių maišytuvas iš pradžių buvo pasirinktas kaip pagrindinis celiuliozės kūrimo modelis. eterio reakcijos įranga.

2.2 Noraginio reaktoriaus kūrimo procesas

Išbandžius nedidelę eksperimentinę mašiną, jis iš tikrųjų gavo geresnį poveikį nei minkiklis. Tačiau, kai jie yra tiesiogiai naudojami celiuliozės eterio pramonėje, vis dar kyla šios problemos: 1) Eterifikavimo reakcijoje pluoštinės reakcijos žaliavos sklandumas yra gana prastas, todėl jos noragėlio ir skraidančio peilio struktūra nėra pakankamai. Varykite celiuliozę, kad ji judėtų cilindro apskritimo, radialine ir ašine kryptimis, todėl reagentų maišymas nėra pakankamas, todėl reagentų panaudojimas yra mažas ir produktų yra palyginti nedaug. 2) Dėl prasto pagrindinio veleno, paremto briaunomis, standumo, po veikimo lengva sukelti ekscentriškumą ir veleno sandariklio nutekėjimo problemą; todėl išorinis oras lengvai įsiskverbia į cilindrą per veleno sandariklį ir paveikia vakuumo veikimą cilindre, todėl cilindre susidaro milteliai. Pabėgti. 3) Jų išleidimo vožtuvai yra sklendės arba diskiniai vožtuvai. Pirmąjį lengva įkvėpti išorinio oro dėl prastų sandarinimo savybių, o antrieji lengvai sulaiko medžiagas ir sukelia reagentų praradimą. Todėl šios problemos turi būti sprendžiamos po vieną.

Tyrėjai daug kartų tobulino noraginio reaktoriaus konstrukciją ir pateikė kelioms celiuliozės eterio įmonėms bandomajam naudojimui, o pagal atsiliepimus palaipsniui tobulino konstrukciją. Keičiant konstrukcinę noragėlių formą ir dviejų gretimų noragėlių išdėstymą abiejose pagrindinio veleno pusėse, reagentai, veikiami noragėlių, ne tik sukasi apskritimo ir radialine kryptimis išilgai vidinės cilindro sienelės, bet ir taip pat purslų išilgai įprastos abiejų noragėlių pusių, kad reagentai būtų visiškai susimaišę, o maišymo proceso metu baigtos šarminimo ir eterinimo reakcijos būtų kruopščios, reagentų panaudojimo greitis didelis, reakcijos greitis greitas ir energijos suvartojimas yra mažas. Be to, veleno sandarikliai ir guolių lizdai abiejuose cilindro galuose yra pritvirtinti prie kronšteino galinės plokštės per flanšą, kad padidėtų pagrindinio veleno standumas, todėl veikimas yra stabilus. Tuo pačiu metu galima užtikrinti veleno sandariklio sandarumą, nes pagrindinis velenas nesilanksto ir nesideformuoja, o cilindre esantys milteliai neišbėga. Pakeitus išleidimo vožtuvo struktūrą ir padidinus išmetimo bako skersmenį, jis gali ne tik veiksmingai užkirsti kelią medžiagų susilaikymui išleidimo vožtuve, bet ir užkirsti kelią medžiagos miltelių praradimui išmetimo metu, taip efektyviai sumažinant reakcijos praradimą. produktų. Naujojo reaktoriaus struktūra yra pagrįsta. Jis gali ne tik užtikrinti stabilią ir patikimą celiuliozės eterio CMC paruošimo aplinką, bet ir veiksmingai užkirsti kelią milteliams iš cilindro išbėgti, pagerindamas veleno sandariklio ir išleidimo vožtuvo sandarumą. Draugiškas aplinkai, įgyvendinantis žaliosios chemijos pramonės dizaino idėją.

2.3 Noragėlių reaktoriaus kūrimas

Dėl mažų, žemų ir prastų minkytuvų defektų noragėlių reaktorius pateko į daugelį vietinių CMC gamyklų, o gaminiuose yra šeši modeliai po 4 m.³, 6m³, 8m³, 10m³, 15m³, ir 26m³. 2007 m. noragėlių reaktorius laimėjo nacionalinį naudingojo modelio patento leidimą (patento publikacijos numeris: CN200957344). Po 2007 metų buvo sukurtas specialus nejoninio celiuliozės eterio gamybos linijos reaktorius (pvz., MC/HPMC). Šiuo metu CMC vidaus gamyboje daugiausia naudojamas tirpiklio metodas.

Remiantis dabartiniais celiuliozės eterio gamintojų atsiliepimais, noragėlių reaktorių naudojimas gali sumažinti tirpiklių sunaudojimą 20–30%, o padidinus gamybos įrangą, yra galimybė dar labiau sumažinti tirpiklių naudojimą. Kadangi noragėlių reaktorius gali siekti 15-26m³, pakaitų pasiskirstymo vienodumas eterinimo reakcijoje yra daug geresnis nei minkymo įrenginio.

3. Kita celiuliozės eterio gamybos įranga

Pastaraisiais metais, kuriant celiuliozės eterio šarminimo ir eterinimo reaktorius, taip pat kuriami kiti alternatyvūs modeliai.

Pneumatinis keltuvas (patento publikacijos numeris: CN200955897). Tirpiklio metodo CMC gamybos procese vakuuminis džiovintuvas daugiausia buvo naudojamas tirpiklių regeneravimo ir džiovinimo procese, tačiau vakuuminis džioviklis gali būti naudojamas tik su pertraukomis, o oro keltuvas gali veikti nuolat. Pneumatinis keltuvas susmulkina CMC medžiagą greitai sukdamasis noragėliais ir skriejančiais peiliais cilindre, kad padidintų šilumos perdavimo paviršių, ir purškia garą į cilindrą, kad visiškai išgaruotų etanolį iš CMC medžiagos ir palengvintų regeneravimą, taip sumažinant gamybos sąnaudas. CMC ir taupyti etanolio išteklius bei tuo pačiu metu užbaigti celiuliozės eterio džiovinimo procesą. Produktas turi du modelius po 6,2 m³ir 8m³.

Granuliatorius (patento publikacijos numeris: CN200957347). Celiuliozės eterio gamybos procese tirpiklio metodu, dviejų sraigtų ekstruzijos granuliatorius daugiausia buvo naudojamas natrio karboksimetilceliuliozės medžiagai granuliuoti po eterinimo reakcijos, plovimo ir džiovinimo. ZLH tipo celiuliozės eterio granuliatorius gali ne tik nepertraukiamai granuliuoti, kaip ir esamas dviejų sraigtų ekstruzijos granuliatorius, bet ir nepertraukiamai pašalinti medžiagas tiekdamas orą į cilindrą ir aušindamas vandenį į apvalkalą. Reaguokite panaudotą šilumą, taip pagerindami granuliavimo kokybę ir taupydami elektrą, taip pat padidindami suklio greitį gali padidinti produkto išėjimo greitį ir reguliuoti medžiagos lygio aukštį pagal proceso reikalavimus. Gaminys turi du modelius po 3,2 m³ir 4m³.

Oro srauto maišytuvas (patento publikacijos numeris: CN200939372). MQH tipo oro srauto maišytuvas siunčia suslėgtą orą į maišymo kamerą per antgalį ant maišymo galvutės, o medžiaga akimirksniu pakyla spirale išilgai cilindro sienelės su suslėgtu oru, kad susidarytų skysta maišymo būsena. Po kelių impulsų pūtimo ir pauzės intervalų galima greitai ir tolygiai sumaišyti medžiagas visu tūriu. Skirtumai tarp skirtingų produktų partijų sujungiami maišant. Šiuo metu yra penkių rūšių gaminiai: 15m³, 30m³, 50m³, 80m³, ir 100 m³.

Nors atotrūkis tarp mano šalies celiuliozės eterio gamybos įrangos ir užsienio pažangių lygių toliau mažėja, vis tiek būtina toliau gerinti proceso lygį ir toliau tobulinti, kad būtų išspręstos problemos, kurios nesuderinamos su dabartine gamybos įranga.

4. Outlook

mano šalies celiuliozės eterio pramonė aktyviai kuria naujos įrangos projektavimą ir apdirbimą bei derina įrangos charakteristikas, siekdama nuolat tobulinti procesą. Gamintojai ir įrangos gamintojai pradėjo kartu kurti ir taikyti naują įrangą. Visa tai atspindi mano šalies celiuliozės eterio pramonės pažangą. , ši nuoroda turės didelę įtaką pramonės plėtrai. Pastaraisiais metais mano šalies celiuliozės eterio pramonė, pagrįsta kiniškomis savybėmis pasižyminčiomis technologijomis, perėmė pažangią tarptautinę patirtį, pristatė užsienio prietaisus arba visapusiškai išnaudojo buitinę įrangą, kad užbaigtų transformaciją iš pradinio „nešvaraus, netvarkingo, prasto“. ir daug darbo reikalaujančios cechų gamybos į Perėjimas prie mechanizacijos ir automatizavimo, siekiant didelio gamybos pajėgumų, kokybės ir efektyvumo šuolio celiuliozės eterio pramonėje, tapo bendru mano šalies celiuliozės eterio gamintojų tikslu.