Hoe de productie van cellulose ether te verbeteren?

Kima Chemical Co., Ltd zou willen Introduceer de verbetering van de productieproces en apparatuur van cellulose -ether in de afgelopen tien jaar en analyseert de verschillende kenmerken van de kneader- en kouterreactor in het productieproces van cellulose -ether. Met de snelle ontwikkeling van de cellulose -ether -industrie, is de productiecapaciteit van een enkele set apparatuur overstap van honderden ton naar enkele duizenden ton. Het is een onvermijdelijke trend voor nieuwe apparatuur om oude apparatuur te vervangen.

Sleutelwoorden: cellulose ether; productieapparatuur; kneader; coulter reactor

Terugkijkend op de afgelopen tien jaar van de Chinese cellulose -etherindustrie, is het een glorieus decennium voor de ontwikkeling van de cellulose -etherindustrie. De productiecapaciteit van cellulose -ether heeft meer dan 250.000 ton bereikt. In 2007 was de output van CMC 122.000 ton en de output van niet-ionische celluloseether was 62.000 ton. 10.000 ton cellulose -ether (in 1999, China'S totale cellulose ether -output was slechts 25.660 ton), goed voor meer dan een kwart van de wereld'S Output; Een aantal ondernemingen op duizend ton niveau zijn met succes de gelederen van 10.000 ton-niveau ondernemingen ingevoerd; Productvariëteiten zijn aanzienlijk toegenomen, de productkwaliteit is gestaag verbeterd; Achter dit alles is de verdere volwassenheid van de procestechnologie en de verdere verbetering van het niveau van de productieapparatuur. In vergelijking met het buitenlandse geavanceerde niveau is de kloof aanzienlijk beperkt.

Dit artikel introduceert de nieuwste ontwikkeling van de productieproces van de binnenlandse cellulose -ether en de verbetering van de apparatuur in de afgelopen jaren en introduceert het werk van Zhejiang Chemical Industry Research Institute bij het onderzoeken en ontwikkelen van cellulose -etherproductieapparatuur op basis van de theorie en het denken aan de groene chemische industrie. Onderzoekswerk naar cellulose ether alkalisatie -etherificatie -reactor.

1. Productietechnologie en apparatuur van binnenlandse cellulose -ether CMC in de jaren negentig

Sinds Shanghai Celluloid Factory het water-mediumproces in 1958 ontwikkelde, zijn het oplosmiddelproces met een lage vermogen van één afgestemden en andere productieprocessen gebruikt om CMC te produceren. In eigen land worden kneaders voornamelijk gebruikt voor ethergerificatiereacties. In de jaren negentig was de jaarlijkse productiecapaciteit van een enkele productie-fabriek CMC van de meeste fabrikanten 200-500 ton, en de reguliere modellen van de etherificatie-reactie waren 1,5 m³ en 3m³ kneaders. Wanneer de kneader echter wordt gebruikt als de reactieapparatuur, vanwege de lage snelheid van de kneedarm, de lange ethertherificatie -reactietijd, het hoge aandeel zijreacties, de lage gebruikssnelheid van het ethertheriveringsmiddel en de slechte uniformiteit van de Etherification -reactiesubstituentverdeling, de belangrijkste reactiecondities bijvoorbeeld, bijvoorbeeld de controleerbaarheid van de badverhouding, alkali -concentratie en kneedarmsnelheid is slecht, dus het is moeilijk om de geschatte homogeniteit van de etherificatiereactie te realiseren, en het is nog moeilijker om massale overdracht uit te voeren en permeatieonderzoek van diepe ethperificatiereactie. Daarom heeft de kneader bepaalde beperkingen als reactieapparatuur van CMC en het is het knelpunt van de ontwikkeling van de cellulose -etherindustrie. De tekortkomingen van de reguliere modellen van de etherificatiereactie in de jaren negentig kunnen worden samengevat in drie woorden: kleine (kleine output van een enkel apparaat), lage (lage gebruikssnelheid van ethertherificatie -middel), slechte (ethperificatiereactie vervangt de uniformiteit van de basisverdeling is slecht). Gezien de gebreken in de structuur van de kneader, is het noodzakelijk om een ​​reactieapparatuur te ontwikkelen die de onthemelreactie van het materiaal kan versnellen, en de verdeling van de substituenten in de ethperiatiereactie is uniformer, zodat het gebruikssnelheid van het ethateriveringsmiddel is hoger. In de late jaren negentig hoopten veel binnenlandse cellulose -ether -ondernemingen dat Zhejiang Research Institute of Chemical Industry productieapparatuur zou onderzoeken en ontwikkelen die dringend nodig is door de cellulose -etherindustrie. Zhejiang Research Institute of Chemical Industry begon in de jaren zeventig betrokken te raken bij het onderzoek naar het mengen van poedersmixen en apparatuur, vormde een sterk R & D -team en behaalde bevredigende resultaten. Veel technologieën en apparatuur zijn toegekend door het ministerie van de chemische industrie en de voortgangsprijs van de Wetenschap en Technologie van Zhejiang. In de jaren tachtig hebben we samengewerkt met het Tianjin Fire Research Institute van het ministerie van Openbare Veiligheid om speciale apparatuur te ontwikkelen voor de productie van droog poeder, dat de derde prijs won van de Wetenschap en Technology Progress Award van het ministerie van Openbare Veiligheid; In de jaren negentig hebben we onderzocht en ontwikkeld met vaste-vloeistof mengtechnologie en apparatuur. Zich bewust van de toekomstige ontwikkelingsperspectieven van de cellulose -etherindustrie, begonnen de onderzoekers van het Zhejiang Provincial Research Institute of Chemical Industry speciale productieapparatuur voor cellulose -ether te onderzoeken en te ontwikkelen.

2. Het ontwikkelingsproces van speciale reactor voor cellulose -ether

2.1 Kenmerken van Coulter Mixer

Het werkende principe van de Coulter-mixer is dat onder de werking van de ploegschaalvormige agitator het poeder in de machine turbulent is langs de cilinderwand in de omtrek- en radiale richtingen aan de ene kant en het poeder langs de twee kanten wordt gegooid van de ploegshare daarentegen. De trajecten van de beweging zijn doorkruist en botsen met elkaar, waardoor een turbulente draaikolk wordt gegenereerd en een volledig bereik van driedimensionale ruimtebewegingen wordt gevormd. Vanwege de relatief slechte vloeibaarheid van de vezelachtige reactie -grondstoffen kunnen andere modellen de omtrek-, radiale en axiale bewegingen van de cellulose in de cilinder niet aandrijven. Door het onderzoek naar het CMC -productieproces en apparatuur van de cellulose -etherindustrie in binnen- en buitenland, waardoor de 30 jaar onderzoeksresultaten volledig gebruik waren, werd de Coulter -mixer ontwikkeld in de jaren tachtig aanvankelijk geselecteerd als het basismodel voor de ontwikkeling van cellulose ether -reactieapparatuur.

2.2 Ontwikkelingsproces van Coulter -reactor

Door de test van een kleine experimentele machine heeft het inderdaad een beter effect verkregen dan de kneader. Wanneer ze echter direct worden gebruikt in de cellulose -ether -industrie, zijn er nog steeds de volgende problemen: 1) In de ettificatiereactie is de vloeibaarheid van de vezelachtige reactie -grondstof relatief slecht, dus de structuur van zijn coulter en vliegmes is dat niet voldoende. Drijf de cellulose aan om in de omtrek-, radiale en axiale richtingen van het vat te bewegen, dus het mengen van de reactanten is niet voldoende, wat resulteert in een laag gebruik van de reactanten en relatief weinig producten. 2) Vanwege de slechte stijfheid van de hoofdas ondersteund door ribben, is het gemakkelijk om excentriciteit na werking te veroorzaken en het probleem van lekkage van asafdichting; Daarom valt de buitenlucht gemakkelijk de cilinder binnen door de asafdichting en beïnvloedt de vacuümbewerking in de cilinder, wat resulteert in poeder in de cilinder. Ontsnappen. 3) Hun afvoerkleppen zijn flaperkleppen of schijfkleppen. De eerste is gemakkelijk om buitenlucht te inhaleren vanwege een slechte afdichtingsprestaties, terwijl de laatste gemakkelijk is om materialen te behouden en verlies van reactanten te veroorzaken. Daarom moeten deze problemen één voor één worden opgelost.

Onderzoekers hebben het ontwerp van de Coulter -reactor vele malen verbeterd en het aan verschillende cellulose -ether -ondernemingen gegeven voor proefgebruik en het ontwerp geleidelijk verbeterd volgens de feedback. Door de structurele vorm van de coulters te veranderen en de gespreide opstelling van twee aangrenzende coulters aan beide zijden van de hoofdas, zijn de reactanten onder de werking van de coulters niet alleen turbulentie in de omtrek- en radiale richtingen langs de binnenwand van de cilinder, maar Spat ook langs de normale richting van beide zijden van de coulter, dus de reactanten zijn volledig gemengd, en de alkalisatie- en ethergie -reacties die in het mengproces worden voltooid, zijn grondig, de gebruiksnelheid van de reactanten is hoog, de reactiesnelheid is snel en het Energieverbruik is laag. Bovendien worden de asafdichtingen en lagerstoelen aan beide uiteinden van de cilinder bevestigd aan de eindplaat van de beugel door de flens om de stijfheid van de hoofdas te vergroten, dus de bewerking is stabiel. Tegelijkertijd kan het afdichtingseffect van de asafdichting worden gewaarborgd omdat de hoofdas niet buigt en vervormt, en het poeder in de cilinder niet ontsnapt. Door de structuur van de afvoerklep te veranderen en de diameter van de uitlaattank te vergroten, kan het niet alleen effectief het behoud van materialen in de afvoerklep voorkomen, maar ook het verlies van materiaalpoeder tijdens uitlaat voorkomen, waardoor het verlies van de reactie effectief wordt verminderd Producten. De structuur van de nieuwe reactor is redelijk. Het kan niet alleen een stabiele en betrouwbare bereidingomgeving bieden voor cellulose -ether CMC, maar voorkomen ook effectief dat het poeder in de cilinder ontsnapt door de luchtdichtheid van de asafdichting en de afvoerklep te verbeteren. Milieuvriendelijk en realiseert het ontwerpidee van de groene chemische industrie.

2.3 Ontwikkeling van Coulter -reactor

Vanwege de gebreken van kleine, lage en slechte kneaders, is de Coulter -reactor veel binnenlandse CMC -productie -fabrieken ingevoerd en de producten omvatten zes modellen van 4m³, 6m³, 8m³, 10m³, 15m³en 26m³. In 2007 won de Coulter -reactor het nationale hulpprogramma -model -patentautorisatie (octrooi publicatienummer: CN200957344). Na 2007 werd een speciale reactor voor niet-ionische cellulose ether productielijn (zoals MC/HPMC) ontwikkeld. Momenteel neemt de binnenlandse productie van CMC voornamelijk de oplosmiddelmethode over.

Volgens de huidige feedback van cellulose -etherfabrikanten kan het gebruik van Coulter -reactoren het gebruik van het oplosmiddel met 20% tot 30% verminderen, en met de toename van productieapparatuur is er een potentieel voor verdere vermindering van het gebruik van oplosmiddelen. Omdat de Coulter-reactor 15-26m kan bereiken³, de uniformiteit van substituentverdeling in de ethperiatiereactie is veel beter dan die van de kneader.

3. Andere productieapparatuur van cellulose -ether

In de afgelopen jaren, tijdens het ontwikkelen van cellulose -alkalisatie- en etherificatiereactoren, zijn andere alternatieve modellen ook in ontwikkeling.

AIR LIFTER (PATENT Publicatienummer: CN200955897). In het productieproces van de oplosmiddelmethode werd de vacuümdroger van de hark voornamelijk gebruikt in het herstel- en droogproces van het oplosmiddel in het verleden, maar de vacuümdroger van de hark kan alleen met tussenpozen worden bediend, terwijl de luchtlifter continue werking kan realiseren. De luchtlifter verplettert het CMC -materiaal door de snelle rotatie van coulters en vliegende messen in de cilinder om het warmteoverdrachtoppervlak te vergroten en stoom in de cilinder te spagen om ethanol volledig te vervluchtigen CMC en bewaar ethanolbronnen en voltooi tegelijkertijd de werking van het cellulose -ether droogproces. Het product heeft twee modellen van 6,2 m³en 8m³.

Granulator (octrooi publicatienummer: CN200957347). In het proces van het produceren van cellulose-ether door oplosmiddelmethode werd in het verleden een tweelingschroefgranulator voornamelijk gebruikt om het natriumcarboxymethylcellulosemateriaal te granuleren na de ontsteking van de ethaterivering, wassen en drogen. De ZLH-type cellulose ether granulator kan niet alleen continu granuleren zoals de bestaande extrusiegranulator met dubbele schroef, maar kan ook continu materialen verwijderen door lucht in de cilinder te voeren en water in de jas te koelen. React afvalwarmte, waardoor de kwaliteit van de granulatie wordt verbeterd en elektriciteit wordt bespaard, en de productuitgangssnelheid kan verhogen door de spindelsnelheid te verhogen en kan de hoogte van het materiaalniveau aanpassen volgens de procesvereisten. Het product heeft twee modellen van 3,2 m³en 4m³.

Luchtstroommixer (octrooi publicatienummer: CN200939372). MQH -type luchtstroommixer stuurt gecomprimeerde lucht in de mengkamer door het mondstuk op de mengkop, en het materiaal stijgt onmiddellijk spiraalvormig langs de cilinderwand met de perslucht om een ​​gefluïdiseerde mengstaat te vormen. Na verschillende pulsblaas- en pauzere intervallen kan de snelle en uniforme menging van materialen in het volledige volume worden gerealiseerd. Verschillen tussen verschillende batches van product worden samengebracht door blending. Momenteel zijn er vijf soorten producten: 15m³, 30m³, 50m³, 80m³en 100m³.

Hoewel de kloof tussen de productieapparatuur van cellulose -ether van mijn land en buitenlandse geavanceerde niveaus verder wordt beperkt, is het nog steeds noodzakelijk om het procesniveau verder te verbeteren en verdere verbeteringen aan te brengen om de problemen aan te pakken die niet compatibel zijn met de huidige productieapparatuur.

4. Outlook

De cellulose -etherindustrie van mijn land ontwikkelt actief het ontwerp en de verwerking van nieuwe apparatuur en het combineren van de kenmerken van de apparatuur om het proces continu te verbeteren. Fabrikanten en fabrikanten van apparatuur zijn begonnen met het ontwikkelen en toepassen van nieuwe apparatuur. Deze weerspiegelen allemaal de voortgang van de cellulose -etherindustrie van mijn land. , deze link zal een belangrijke impact hebben op de ontwikkeling van de industrie. In de afgelopen jaren heeft de cellulose -etherindustrie van mijn land, gebaseerd op de technologie met Chinese kenmerken, ofwel internationale geavanceerde ervaring opgenomen, buitenlandse apparaten geïntroduceerd of volledig gebruik gemaakt van binnenlandse apparatuur om de transformatie te voltooien van de oorspronkelijke "vuile, rommelige, arm" en arbeidsintensieve workshopproductie naar de overgang van mechanisatie en automatisering om een ​​grote sprong te maken in productiecapaciteit, kwaliteit en efficiëntie in de cellulose-etherindustrie is het gemeenschappelijke doel geworden van de cellulose-etherfabrikanten van mijn land.