Bagaimana untuk meningkatkan Pengeluaran Eter Selulosa?

Kima Chemical Co.,Ltd ingin memperkenalkan penambahbaikan proses dan peralatan pengeluaran eter selulosa dalam sepuluh tahun yang lalu, dan menganalisis ciri-ciri berbeza reaktor uli dan coulter dalam proses pengeluaran eter selulosa. Dengan perkembangan pesat industri eter selulosa, kapasiti pengeluaran satu set peralatan sedang beralih daripada ratusan tan kepada beberapa ribu tan. Ia adalah satu trend yang tidak dapat dielakkan untuk peralatan baru untuk menggantikan peralatan lama.

Kata kunci: selulosa eter; peralatan pengeluaran; penguli; reaktor coulter

Mengimbas kembali pada sepuluh tahun yang lalu industri eter selulosa China, ia merupakan dekad yang gemilang untuk pembangunan industri eter selulosa. Kapasiti pengeluaran eter selulosa telah mencapai lebih daripada 250,000 tan. Pada tahun 2007, keluaran CMC ialah 122,000 tan, dan pengeluaran eter selulosa bukan ionik ialah 62,000 tan. 10,000 tan selulosa eter (pada tahun 1999, China'jumlah pengeluaran eter selulosa hanya 25,660 tan), menyumbang lebih daripada satu perempat daripada dunia's keluaran; beberapa perusahaan peringkat ribu tan telah berjaya memasuki barisan perusahaan peringkat 10,000 tan; jenis produk telah meningkat dengan ketara, Kualiti produk telah bertambah baik secara berterusan; di sebalik semua ini adalah kematangan lanjut teknologi proses dan peningkatan lagi tahap peralatan pengeluaran. Berbanding dengan peringkat lanjutan asing, jurang telah mengecil dengan ketara.

Artikel ini memperkenalkan perkembangan terkini proses pengeluaran eter selulosa domestik dan penambahbaikan peralatan dalam beberapa tahun kebelakangan ini, dan memperkenalkan kerja yang dilakukan oleh Institut Penyelidikan Industri Kimia Zhejiang dalam menyelidik dan membangunkan peralatan pengeluaran eter selulosa berdasarkan teori dan pemikiran industri kimia hijau. Kerja penyelidikan mengenai reaktor pengeteran pengalkalian eter selulosa.

1. Teknologi pengeluaran dan peralatan CMC eter selulosa domestik pada tahun 1990-an

Sejak Kilang Seluloid Shanghai membangunkan proses sederhana air pada tahun 1958, proses pelarut kuasa rendah peralatan tunggal dan proses pengeluaran lain telah digunakan untuk menghasilkan CMC. Di dalam negeri, penguli digunakan terutamanya untuk tindak balas eterifikasi. Pada tahun 1990-an, kapasiti pengeluaran tahunan kilang pengeluaran tunggal CMC bagi kebanyakan pengeluar ialah 200-500 tan, dan model arus perdana tindak balas eterifikasi ialah 1.5m³ dan 3m³ penguli. Walau bagaimanapun, apabila penguli digunakan sebagai peralatan tindak balas, kerana kelajuan lengan menguli yang perlahan, masa tindak balas eterifikasi yang panjang, perkadaran tindak balas sampingan yang tinggi, kadar penggunaan agen eterifikasi yang rendah, dan keseragaman yang lemah pengedaran substituen tindak balas etherifikasi, keadaan tindak balas utama Contohnya, kebolehkawalan nisbah mandi, kepekatan alkali dan kelajuan lengan menguli adalah lemah, jadi sukar untuk merealisasikan kehomogenan anggaran tindak balas pengeteran, dan lebih sukar untuk menjalankan pemindahan jisim. dan penyelidikan resapan tindak balas eterifikasi dalam. Oleh itu, penguli mempunyai batasan tertentu sebagai peralatan tindak balas CMC, dan ia adalah kesesakan pembangunan industri selulosa eter. Ketidakcukupan model arus perdana tindak balas eterifikasi pada tahun 1990-an boleh diringkaskan dalam tiga perkataan: kecil (keluaran kecil satu peranti), rendah (kadar penggunaan rendah agen pengeteran), lemah (tindak balas pengeteran menggantikan Keseragaman pengedaran asas adalah miskin). Memandangkan kecacatan dalam struktur penguli, adalah perlu untuk membangunkan peralatan tindak balas yang boleh mempercepatkan tindak balas eterifikasi bahan, dan pengagihan substituen dalam tindak balas pengeteran adalah lebih seragam, supaya kadar penggunaan daripada agen pengeteran adalah lebih tinggi. Pada akhir 1990-an, banyak perusahaan eter selulosa domestik berharap Institut Penyelidikan Industri Kimia Zhejiang akan menyelidik dan membangunkan peralatan pengeluaran yang sangat diperlukan oleh industri eter selulosa. Institut Penyelidikan Industri Kimia Zhejiang mula terlibat dalam penyelidikan proses pencampuran serbuk dan peralatan pada tahun 1970-an, membentuk pasukan R&D yang kuat, dan mencapai hasil yang memuaskan. Banyak teknologi dan peralatan telah dianugerahkan oleh Kementerian Industri Kimia dan Anugerah Kemajuan Sains dan Teknologi Zhejiang. Pada tahun 1980-an, kami bekerjasama dengan Institut Penyelidikan Bomba Kementerian Keselamatan Awam Tianjin untuk membangunkan peralatan khas untuk pengeluaran serbuk kering, yang memenangi hadiah ketiga Anugerah Kemajuan Sains dan Teknologi Kementerian Keselamatan Awam; pada tahun 1990-an, kami menyelidik dan membangunkan teknologi dan peralatan pencampuran pepejal-cecair. Menyedari prospek pembangunan masa depan industri eter selulosa, para penyelidik Institut Penyelidikan Industri Kimia Wilayah Zhejiang mula menyelidik dan membangunkan peralatan pengeluaran khas untuk eter selulosa.

2. Proses pembangunan reaktor khas untuk eter selulosa

2.1 Ciri-ciri pembancuh coulter

Prinsip kerja pengadun coulter ialah di bawah tindakan pengacau berbentuk bajak, serbuk dalam mesin bergelora di sepanjang dinding silinder dalam arah lilitan dan jejari pada satu tangan, dan serbuk dilemparkan di sepanjang kedua-dua belah pihak. daripada mata bajak sebaliknya. Lintasan pergerakan itu bersilang dan berlanggar antara satu sama lain, sekali gus menghasilkan pusaran bergelora dan membentuk rangkaian penuh pergerakan ruang tiga dimensi. Disebabkan kecairan bahan mentah tindak balas berserabut yang agak lemah, model lain tidak dapat memacu pergerakan lilitan, jejari dan paksi selulosa dalam silinder. Melalui penyelidikan mengenai proses pengeluaran CMC dan peralatan industri eter selulosa di dalam dan luar negara, menggunakan sepenuhnya hasil penyelidikannya selama 30 tahun, pengadun coulter yang dibangunkan pada tahun 1980-an pada mulanya dipilih sebagai model asas untuk pembangunan selulosa. peralatan tindak balas eter.

2.2 Proses pembangunan reaktor coulter

Melalui ujian mesin eksperimen kecil, ia sememangnya memperoleh kesan yang lebih baik daripada uli. Walau bagaimanapun, apabila ia digunakan secara langsung dalam industri eter selulosa, masih terdapat masalah berikut: 1) Dalam tindak balas pengeteran, kecairan bahan mentah tindak balas berserabut agak lemah, jadi struktur pisau coulter dan pisau terbangnya tidak mencukupi. Pandu selulosa untuk bergerak mengikut arah lilitan, jejari dan paksi tong, jadi pencampuran bahan tindak balas tidak mencukupi, menyebabkan penggunaan bahan tindak balas yang rendah dan produk yang agak sedikit. 2) Oleh kerana ketegaran aci utama yang disokong oleh tulang rusuk yang lemah, ia adalah mudah untuk menyebabkan kesipian selepas operasi dan masalah kebocoran meterai aci; oleh itu, udara luar dengan mudah menyerang silinder melalui kedap aci dan menjejaskan operasi vakum dalam silinder, mengakibatkan serbuk dalam silinder. melarikan diri. 3) Injap nyahcasnya ialah injap flapper atau injap cakera. Yang pertama mudah disedut udara luar kerana prestasi pengedap yang lemah, manakala yang kedua mudah untuk mengekalkan bahan dan menyebabkan kehilangan bahan tindak balas. Oleh itu, masalah ini mesti diselesaikan satu persatu.

Penyelidik telah menambah baik reka bentuk reaktor coulter berkali-kali, dan memberikannya kepada beberapa perusahaan eter selulosa untuk kegunaan percubaan, dan secara beransur-ansur menambah baik reka bentuk mengikut maklum balas. Dengan menukar bentuk struktur coulter dan susunan berperingkat dua coulter bersebelahan pada kedua-dua belah aci utama, bahan tindak balas di bawah tindakan coulter bukan sahaja bergelora dalam arah lilitan dan jejari di sepanjang dinding dalam silinder, tetapi juga Percikan di sepanjang arah biasa kedua-dua belah coulter, jadi bahan tindak balas bercampur sepenuhnya, dan tindak balas pengalkalian dan eterifikasi yang diselesaikan dalam proses pencampuran adalah menyeluruh, kadar penggunaan bahan tindak balas adalah tinggi, kelajuan tindak balas adalah cepat dan penggunaan tenaga adalah rendah. Selain itu, pengedap aci dan tempat duduk galas di kedua-dua hujung silinder dilekatkan pada plat hujung pendakap melalui bebibir untuk meningkatkan ketegaran aci utama, supaya operasinya stabil. Pada masa yang sama, kesan pengedap kedap aci boleh dipastikan kerana aci utama tidak bengkok dan berubah bentuk, dan serbuk dalam silinder tidak terlepas. Dengan menukar struktur injap nyahcas dan membesarkan diameter tangki ekzos, ia bukan sahaja berkesan menghalang pengekalan bahan dalam injap nyahcas, tetapi juga menghalang kehilangan serbuk bahan semasa ekzos, dengan itu berkesan mengurangkan kehilangan tindak balas. produk. Struktur reaktor baru adalah munasabah. Ia bukan sahaja dapat menyediakan persekitaran penyediaan yang stabil dan boleh dipercayai untuk selulosa eter CMC, tetapi juga berkesan menghalang serbuk dalam silinder daripada melarikan diri dengan meningkatkan kedap udara pengedap aci dan injap pelepasan. Mesra alam, merealisasikan idea reka bentuk industri kimia hijau.

2.3 Pembangunan reaktor coulter

Disebabkan oleh kecacatan ulir kecil, rendah dan lemah, reaktor coulter telah memasuki banyak kilang pengeluaran CMC domestik, dan produk termasuk enam model 4m³, 6m³, 8m³, 10m³, 15m³, dan 26m³. Pada tahun 2007, reaktor coulter memenangi kebenaran paten model Utiliti kebangsaan (nombor penerbitan paten: CN200957344). Selepas 2007, reaktor khas untuk barisan pengeluaran eter selulosa bukan ionik (seperti MC/HPMC) telah dibangunkan. Pada masa ini, pengeluaran domestik CMC terutamanya menggunakan kaedah pelarut.

Mengikut maklum balas semasa daripada pengeluar eter selulosa, penggunaan reaktor coulter boleh mengurangkan penggunaan pelarut sebanyak 20% hingga 30%, dan dengan peningkatan dalam peralatan pengeluaran, terdapat potensi untuk pengurangan selanjutnya dalam penggunaan pelarut. Oleh kerana reaktor coulter boleh mencapai 15-26m³, keseragaman taburan substituen dalam tindak balas pengeteran adalah jauh lebih baik daripada pengadun.

3. Peralatan pengeluaran lain eter selulosa

Dalam beberapa tahun kebelakangan ini, semasa membangunkan reaktor pengalkalian eter selulosa dan pengeteran, model alternatif lain juga sedang dibangunkan.

Pengangkat udara (nombor penerbitan paten: CN200955897). Dalam proses pengeluaran CMC kaedah pelarut, pengering vakum rake digunakan terutamanya dalam proses pemulihan dan pengeringan pelarut pada masa lalu, tetapi pengering vakum rake hanya boleh dikendalikan secara berselang-seli, manakala pengangkat udara dapat merealisasikan operasi berterusan. Pengangkat udara menghancurkan bahan CMC melalui putaran pantas coulter dan pisau terbang dalam silinder untuk meningkatkan permukaan pemindahan haba, dan menyembur wap ke dalam silinder untuk meruap sepenuhnya etanol daripada bahan CMC dan memudahkan pemulihan, dengan itu Mengurangkan kos pengeluaran CMC dan menjimatkan sumber etanol, dan menyelesaikan operasi proses pengeringan selulosa eter pada masa yang sama. Produk ini mempunyai dua model 6.2m³dan 8m³.

Granulator (nombor penerbitan paten: CN200957347). Dalam proses menghasilkan eter selulosa melalui kaedah pelarut, granulator penyemperitan skru berkembar digunakan terutamanya pada masa lalu untuk menggiling bahan selulosa natrium karboksimetil selepas tindak balas pengeteran, pencucian dan pengeringan. Granulator eter selulosa jenis ZLH bukan sahaja boleh berbutir secara berterusan seperti granulator penyemperitan skru berkembar sedia ada, tetapi juga boleh terus mengeluarkan bahan dengan memasukkan udara ke dalam silinder dan menyejukkan air ke dalam jaket. Bertindak balas haba sisa, dengan itu meningkatkan kualiti granulasi, dan menjimatkan elektrik, dan boleh meningkatkan kadar keluaran produk dengan meningkatkan kelajuan gelendong, dan boleh melaraskan ketinggian tahap bahan mengikut keperluan proses. Produk ini mempunyai dua model 3.2m³dan 4m³.

Pengadun aliran udara (nombor penerbitan paten: CN200939372). Pengadun aliran udara jenis MQH menghantar udara termampat ke dalam ruang bancuhan melalui muncung pada kepala pembancuh, dan bahan serta-merta naik berpusar di sepanjang dinding silinder dengan udara termampat untuk membentuk keadaan campuran terbendalir. Selepas beberapa hembusan nadi dan selang jeda, Pencampuran bahan yang pantas dan seragam dalam jumlah penuh boleh direalisasikan. Perbezaan antara kumpulan produk yang berbeza dibawa bersama dengan pengadunan. Pada masa ini, terdapat lima jenis produk: 15m³, 30m³, 50m³, 80m³, dan 100m³.

Walaupun jurang antara peralatan pengeluaran eter selulosa negara saya dan tahap lanjutan asing semakin dikecilkan, masih perlu untuk meningkatkan lagi tahap proses dan membuat penambahbaikan selanjutnya untuk menangani masalah yang tidak serasi dengan peralatan pengeluaran semasa.

4. Tinjauan

industri eter selulosa negara saya sedang giat membangunkan reka bentuk dan pemprosesan peralatan baharu, dan menggabungkan ciri-ciri peralatan untuk menambah baik proses secara berterusan. Pengilang dan pengeluar peralatan telah mula bersama-sama membangunkan dan menggunakan peralatan baharu. Ini semua mencerminkan kemajuan industri eter selulosa negara saya. , pautan ini akan memberi impak penting kepada pembangunan industri. Dalam tahun-tahun kebelakangan ini, industri eter selulosa negara saya, berdasarkan teknologi dengan ciri-ciri Cina, telah sama ada menyerap pengalaman lanjutan antarabangsa, memperkenalkan peranti asing, atau menggunakan sepenuhnya peralatan domestik untuk melengkapkan transformasi daripada "kotor, kemas, miskin" asal. dan pengeluaran bengkel intensif buruh ke Peralihan mekanisasi dan automasi untuk mencapai lonjakan besar dalam kapasiti pengeluaran, kualiti dan kecekapan dalam industri eter selulosa telah menjadi matlamat bersama pengeluar eter selulosa negara saya.