Kā uzlabot celulozes ētera ražošanu?

Kima Chemical Co., Ltd gribētu iepazīstināt ar celulozes ētera ražošanas procesa un iekārtu pilnveidošanu pēdējo desmit gadu laikā, kā arī analizē dažādus mīcīšanas un lemešu reaktoru raksturlielumus celulozes ētera ražošanas procesā. Strauji attīstoties celulozes ētera nozarei, viena iekārtu komplekta ražošanas jauda pāriet no simtiem tonnu uz vairākiem tūkstošiem tonnu. Tā ir neizbēgama tendence, ka jaunas iekārtas aizstāj vecās iekārtas.

Atslēgas vārdi: celulozes ēteris; ražošanas iekārtas; mīcītājs; lemešu reaktors

Atskatoties uz Ķīnas celulozes ētera nozares pēdējiem desmit gadiem, šī ir brīnišķīga desmitgade celulozes ētera nozares attīstībai. Celulozes ētera ražošanas jauda ir sasniegusi vairāk nekā 250 000 tonnu. 2007. gadā CMC izlaide bija 122 000 tonnu, bet nejonu celulozes ētera produkcija bija 62 000 tonnu. 10 000 tonnu celulozes ētera (1999. gadā Ķīna's kopējā celulozes ētera produkcija bija tikai 25 660 tonnas), kas veido vairāk nekā ceturto daļu no pasaules's izeja; vairāki tūkstoš tonnu līmeņa uzņēmumi ir veiksmīgi iekļuvuši 10 000 tonnu līmeņa uzņēmumu rindās; produktu šķirnes ir ievērojami palielinājušās, produktu kvalitāte ir pastāvīgi uzlabojusies; aiz visa tā slēpjas procesa tehnoloģijas tālākais briedums un ražošanas iekārtu līmeņa tālāka uzlabošana. Salīdzinot ar ārzemju augstāko līmeni, atšķirība ir ievērojami samazināta.

Šis raksts iepazīstina ar jaunākajiem sasniegumiem vietējā celulozes ētera ražošanas procesā un iekārtu uzlabošanā pēdējos gados, kā arī iepazīstina ar Džedzjanas Ķīmiskās rūpniecības pētniecības institūta paveikto darbu, pētot un attīstot celulozes ētera ražošanas iekārtas, pamatojoties uz zaļās ķīmiskās rūpniecības teoriju un domāšanu. Pētnieciskais darbs pie celulozes ētera alkalizācijas ēterifikācijas reaktora.

1. Sadzīves celulozes ētera CMC ražošanas tehnoloģija un aprīkojums 90. gados

Kopš Šanhajas celuloīda rūpnīcas 1958. gadā izstrādāja ūdens-vides procesu, CMC ražošanai tiek izmantots vienas iekārtas mazjaudas šķīdinātāja process un citi ražošanas procesi. Iekšzemē mīcītājus galvenokārt izmanto ēterifikācijas reakcijās. Deviņdesmitajos gados vairumam ražotāju vienas CMC ražotnes ražošanas jauda bija 200–500 tonnas, un galvenie ēterizācijas reakcijas modeļi bija 1,5 m.³ un 3m³ mīcītāji. Tomēr, ja mīcītāju izmanto kā reakcijas aprīkojumu, mīcīšanas sviras lēnā ātruma, garā ēterēšanas reakcijas laika, lielā blakusreakciju īpatsvara, zemā ēterēšanas līdzekļa izmantošanas ātruma un vājās viendabības dēļ. ēterizācijas reakcijas aizvietotāju sadalījums, galvenie reakcijas apstākļi Piemēram, vannas attiecības, sārmu koncentrācijas un mīcīšanas sviras ātruma regulējamība ir slikta, tāpēc ir grūti realizēt aptuveno ēterifikācijas reakcijas viendabīgumu, un vēl grūtāk ir veikt masas pārnesi. un dziļās ēterizācijas reakcijas caurlaidības izpēte. Tāpēc mīcītājam kā CMC reakcijas iekārtai ir noteikti ierobežojumi, un tas ir celulozes ētera nozares attīstības vājais kakls. Deviņdesmito gadu ēterifikācijas reakcijas galveno modeļu nepilnības var apkopot trīs vārdos: mazs (maza vienas ierīces jauda), zems (zems ēterifikācijas aģenta izmantošanas līmenis), slikts (ēterifikācijas reakcija aizstāj Bāzes sadalījuma vienmērīgumu). ir nabadzīgs). Ņemot vērā mīcītāja struktūras defektus, ir jāizstrādā reakcijas iekārta, kas var paātrināt materiāla ēterizācijas reakciju, un aizvietotāju sadalījums ēterēšanas reakcijā ir vienmērīgāks, lai izmantošanas līmenis ēterifikācijas aģents ir augstāks. Deviņdesmito gadu beigās daudzi vietējie celulozes ētera uzņēmumi cerēja, ka Džedzjanas Ķīmiskās rūpniecības pētniecības institūts izpētīs un izstrādās ražošanas iekārtas, kas steidzami nepieciešamas celulozes ētera nozarei. Džedzjanas Ķīmiskās rūpniecības pētniecības institūts sāka iesaistīties pulvera sajaukšanas procesa un aprīkojuma izpētē 1970. gados, izveidoja spēcīgu pētniecības un attīstības komandu un sasniedza iepriecinošus rezultātus. Daudzas tehnoloģijas un iekārtas ir saņēmušas Ķīmiskās rūpniecības ministrijas un Džedzjanas zinātnes un tehnoloģiju progresa balvu. Astoņdesmitajos gados sadarbojāmies ar Sabiedriskās drošības ministrijas Tiaņdzjiņas Ugunsdrošības pētniecības institūtu, lai izstrādātu speciālu aprīkojumu sausā pulvera ražošanai, kas ieguva Sabiedriskās drošības ministrijas Zinātnes un tehnoloģiju progresa balvas trešo vietu; 90. gados mēs pētījām un izstrādājām cieto un šķidrumu sajaukšanas tehnoloģiju un aprīkojumu. Apzinoties celulozes ētera nozares nākotnes attīstības perspektīvas, Džedzjanas provinces Ķīmiskās rūpniecības pētniecības institūta pētnieki sāka pētīt un izstrādāt īpašas celulozes ētera ražošanas iekārtas.

2. Īpaša celulozes ētera reaktora izstrādes process

2.1 Lemešu maisītāja īpašības

Lemešu maisītāja darbības princips ir tāds, ka arkla formas maisītāja iedarbībā pulveris mašīnā turbulencē gar cilindra sienu apkārtmērā un radiālā virzienā, no vienas puses, un pulveris tiek izmests gar abām pusēm. no otras puses. Kustības trajektorijas ir krusteniskas un saduras viena ar otru, tādējādi radot turbulentu virpuli un veidojot pilnu trīsdimensiju telpas kustības diapazonu. Tā kā šķiedru reakcijas izejmateriāli ir salīdzinoši vāji plūstoši, citi modeļi nevar vadīt celulozes apkārtmēru, radiālo un aksiālo kustību cilindrā. Izpētot CMC ražošanas procesu un celulozes ētera nozares aprīkojumu gan mājās, gan ārvalstīs, pilnībā izmantojot 30 gadu pētījumu rezultātus, 1980. gados izstrādātais lemešu maisītājs sākotnēji tika izvēlēts kā celulozes izstrādes pamatmodelis. ētera reakcijas iekārta.

2.2. Lemešu reaktora izstrādes process

Pārbaudot nelielu eksperimentālo mašīnu, tā patiešām ir ieguvusi labāku efektu nekā mīcītājs. Tomēr, ja tos tieši izmanto celulozes ētera rūpniecībā, joprojām pastāv šādas problēmas: 1) Ēterifikācijas reakcijā šķiedru reakcijas izejmateriāla plūstamība ir salīdzinoši slikta, tāpēc tā lemeša un lidojošā naža struktūra nav tāda. pietiekami. Likt celulozi kustēties mucas apkārtmērā, radiālajā un aksiālajā virzienā, tāpēc reaģentu sajaukšana nav pietiekama, kā rezultātā notiek zema reaģentu izmantošana un salīdzinoši maz produktu. 2) Sakarā ar ribu atbalstītās galvenās vārpstas slikto stingrību, pēc darbības ir viegli izraisīt ekscentriskumu un vārpstas blīvējuma noplūdes problēmu; tāpēc ārējais gaiss viegli iekļūst cilindrā caur vārpstas blīvi un ietekmē vakuuma darbību cilindrā, kā rezultātā cilindrā parādās pulveris. Bēgt. 3) To izplūdes vārsti ir atloku vārsti vai disku vārsti. Pirmajam ir viegli ieelpot ārējo gaisu sliktas blīvēšanas dēļ, bet otrajā ir viegli noturēt materiālus un izraisīt reaģentu zudumus. Tāpēc šīs problēmas ir jārisina pa vienam.

Pētnieki ir daudzkārt uzlabojuši lemešu reaktora konstrukciju un nodevuši to vairākiem celulozes ētera uzņēmumiem izmēģinājuma lietošanai, kā arī pakāpeniski uzlabojuši dizainu saskaņā ar atsauksmēm. Mainot lemešu strukturālo formu un divu blakus esošu lemešu izvietojumu abās galvenās vārpstas pusēs, reaģenti lemešu iedarbībā ne tikai rada turbulenci apkārtmērā un radiālā virzienā gar cilindra iekšējo sienu, bet arī izšļakstīties pa abām lemeša pusēm normālā virzienā, lai reaģenti būtu pilnībā sajaukti, un sajaukšanas procesā pabeigtās sārmināšanas un ēterizācijas reakcijas būtu rūpīgas, reaģentu izmantošanas līmenis ir augsts, reakcijas ātrums ir ātrs un enerģijas patēriņš ir zems. Turklāt vārpstas blīves un gultņu ligzdas abos cilindra galos ir piestiprinātas pie kronšteina gala plāksnes caur atloku, lai palielinātu galvenās vārpstas stingrību, tādējādi darbība ir stabila. Tajā pašā laikā var nodrošināt vārpstas blīvējuma blīvēšanas efektu, jo galvenā vārpsta neliecas un nedeformējas, un pulveris cilindrā neizplūst. Mainot izplūdes vārsta struktūru un palielinot izplūdes tvertnes diametru, tas var ne tikai efektīvi novērst materiālu aizturi izplūdes vārstā, bet arī novērst materiāla pulvera zudumu izplūdes laikā, tādējādi efektīvi samazinot reakcijas zudumu. produktiem. Jaunā reaktora struktūra ir saprātīga. Tas var ne tikai nodrošināt stabilu un uzticamu CMC celulozes ētera sagatavošanas vidi, bet arī efektīvi novērst cilindrā esošā pulvera izplūšanu, uzlabojot vārpstas blīvējuma un izplūdes vārsta hermētiskumu. Videi draudzīgs, realizējot zaļās ķīmiskās rūpniecības dizaina ideju.

2.3. Lemešu reaktora izstrāde

Mazo, zemo un vājo mīcītāju defektu dēļ lemešu reaktors ir nonācis daudzās vietējās CMC ražotnēs, un produkti ietver sešus 4 m modeļus.³, 6m³, 8m³, 10 m³, 15m³, un 26m³. 2007. gadā lemešu reaktors ieguva valsts lietderības modeļa patenta atļauju (patenta publikācijas numurs: CN200957344). Pēc 2007. gada tika izstrādāts īpašs reaktors nejonu celulozes ētera ražošanas līnijai (piemēram, MC/HPMC). Pašlaik CMC vietējā ražošana galvenokārt izmanto šķīdinātāja metodi.

Saskaņā ar pašreizējām atsauksmēm no celulozes ētera ražotājiem, lemešu reaktoru izmantošana var samazināt šķīdinātāja patēriņu par 20% līdz 30%, un, palielinoties ražošanas aprīkojumam, pastāv iespēja vēl vairāk samazināt šķīdinātāju izmantošanu. Tā kā lemešu reaktors var sasniegt 15-26m³, aizvietotāju sadalījuma vienmērīgums ēterifikācijas reakcijā ir daudz labāks nekā mīcītājā.

3. Citas celulozes ētera ražošanas iekārtas

Pēdējos gados, izstrādājot celulozes ētera alkalizācijas un ēterizācijas reaktorus, tiek izstrādāti arī citi alternatīvi modeļi.

Gaisa pacēlājs (patenta publikācijas numurs: CN200955897). Šķīdinātāja metodes CMC ražošanas procesā grābekļa vakuuma žāvētājs agrāk galvenokārt tika izmantots šķīdinātāja reģenerācijas un žāvēšanas procesā, bet grābekļa vakuuma žāvētāju var darbināt tikai ar pārtraukumiem, savukārt gaisa pacēlājs var nodrošināt nepārtrauktu darbību. Gaisa pacēlājs sasmalcina CMC materiālu, strauji griežot lemešus un lidojošos nažus cilindrā, lai palielinātu siltuma pārneses virsmu, un izsmidzina tvaiku cilindrā, lai pilnībā iztvaikotu etanolu no CMC materiāla un atvieglotu reģenerāciju, tādējādi samazinot ražošanas izmaksas. CMC un ietaupiet etanola resursus un vienlaikus pabeidziet celulozes ētera žāvēšanas procesu. Produktam ir divi modeļi ar 6,2 m³un 8m³.

Granulators (patenta publikācijas numurs: CN200957347). Celulozes ētera ražošanas procesā ar šķīdinātāja metodi pagātnē galvenokārt tika izmantots divskrūvju ekstrūzijas granulators, lai granulētu nātrija karboksimetilcelulozes materiālu pēc ēterizācijas reakcijas, mazgāšanas un žāvēšanas. ZLH tipa celulozes ētera granulators var ne tikai nepārtraukti granulēt tāpat kā esošais divu skrūvju ekstrūzijas granulators, bet arī var nepārtraukti noņemt materiālus, ievadot gaisu cilindrā un dzesēšanas ūdeni apvalkā. Reaģējiet uz atkritumu siltumu, tādējādi uzlabojot granulēšanas kvalitāti un ietaupot elektroenerģiju, kā arī var palielināt produkta izvades ātrumu, palielinot vārpstas ātrumu, un var pielāgot materiāla līmeņa augstumu atbilstoši procesa prasībām. Produktam ir divi modeļi ar 3,2 m³un 4m³.

Gaisa plūsmas maisītājs (patenta publikācijas numurs: CN200939372). MQH tipa gaisa plūsmas maisītājs caur maisīšanas galvas sprauslu nosūta saspiestu gaisu sajaukšanas kamerā, un materiāls uzreiz paceļas spirāli gar cilindra sienu kopā ar saspiestu gaisu, veidojot šķidruma sajaukšanas stāvokli. Pēc vairākiem impulsu pūšanas un pauzes intervāliem var nodrošināt ātru un vienmērīgu materiālu sajaukšanu pilnā apjomā. Atšķirības starp dažādām produktu partijām tiek apvienotas, sajaucot. Šobrīd ir pieci produktu veidi: 15m³, 30 m³, 50 m³, 80 m³, un 100 m³.

Lai gan atšķirība starp manas valsts celulozes ētera ražošanas iekārtām un ārvalstu uzlabotajiem līmeņiem tiek vēl vairāk samazināta, joprojām ir jāuzlabo procesa līmenis un jāveic turpmāki uzlabojumi, lai risinātu problēmas, kas nav savietojamas ar pašreizējām ražošanas iekārtām.

4. Outlook

manas valsts celulozes ētera rūpniecība aktīvi izstrādā jaunu iekārtu projektēšanu un apstrādi, kā arī apvieno iekārtu īpašības, lai nepārtraukti uzlabotu procesu. Ražotāji un iekārtu ražotāji ir sākuši kopīgi izstrādāt un pielietot jaunas iekārtas. Tie visi atspoguļo manas valsts celulozes ētera nozares progresu. , šī saite būtiski ietekmēs nozares attīstību. Pēdējos gados manas valsts celulozes ētera rūpniecība, kuras pamatā ir tehnoloģija ar Ķīnas īpašībām, ir vai nu pārņēmusi starptautisku progresīvu pieredzi, ieviesusi ārvalstu ierīces vai pilnībā izmantojusi vietējās iekārtas, lai pabeigtu pārveidi no sākotnējās “netīrās, netīrās, nabadzīgās” un darbietilpīga ceha ražošana uz Mehanizācijas un automatizācijas pāreja, lai panāktu lielu ražošanas jaudas, kvalitātes un efektivitātes lēcienu celulozes ētera nozarē, ir kļuvusi par manas valsts celulozes ētera ražotāju kopējo mērķi.