Hvordan forbedre produksjonen av celluloseeter?

Kima Chemical Co.,Ltd vil gjerne introdusere forbedringen av produksjonsprosessen og utstyret for celluloseeter de siste ti årene, og analyserer de forskjellige egenskapene til elte- og skjærreaktoren i produksjonsprosessen for celluloseeter. Med den raske utviklingen av celluloseeterindustrien, går produksjonskapasiteten til et enkelt sett med utstyr fra hundrevis av tonn til flere tusen tonn. Det er en uunngåelig trend at nytt utstyr erstatter gammelt utstyr.

Stikkord: cellulose eter; produksjonsutstyr; elter; skjærreaktor

Ser vi tilbake på de siste ti årene med Kinas celluloseeterindustri, er det et strålende tiår for utviklingen av celluloseeterindustrien. Produksjonskapasiteten for celluloseeter har nådd mer enn 250 000 tonn. I 2007 var produksjonen av CMC 122 000 tonn, og produksjonen av ikke-ionisk celluloseeter var 62 000 tonn. 10 000 tonn celluloseeter (i 1999, Kina'den totale produksjonen av celluloseeter var bare 25 660 tonn), og utgjør mer enn en fjerdedel av verden's utgang; et antall bedrifter på tusentonn-nivå har kommet inn i rekkene av bedrifter på 10.000 tonn-nivå; produktvarianter har økt betydelig , Produktkvaliteten har blitt stadig forbedret; bak alt dette ligger den videre modenhet av prosessteknologien og ytterligere forbedring av produksjonsutstyrsnivået. Sammenlignet med det utenlandske avanserte nivået er gapet betydelig redusert.

Denne artikkelen introduserer den siste utviklingen av produksjonsprosessen for innenlandsk celluloseeter og forbedring av utstyr de siste årene, og introduserer arbeidet utført av Zhejiang Chemical Industry Research Institute med å forske på og utvikle produksjonsutstyr for celluloseeter basert på teorien og tenkningen til grønn kjemisk industri. Forskningsarbeid på celluloseeteralkaliseringsforetringsreaktor.

1. Produksjonsteknologi og utstyr av innenlandsk celluloseeter CMC på 1990-tallet

Siden Shanghai Celluloid Factory utviklet vann-medium-prosessen i 1958, har enkeltutstyrs laveffekt-løsningsmiddelprosessen og andre produksjonsprosesser blitt brukt til å produsere CMC. Innenlands brukes eltemaskiner hovedsakelig til foretringsreaksjoner. På 1990-tallet var den årlige produksjonskapasiteten til et enkelt produksjonsanlegg CMC for de fleste produsenter 200-500 tonn, og de vanlige modellene for foretringsreaksjon var 1,5m³ og 3m³ eltere. Men når elteren brukes som reaksjonsutstyr, på grunn av den lave hastigheten til eltearmen, den lange foretringsreaksjonstiden, den høye andelen bireaksjoner, den lave utnyttelseshastigheten til foretringsmidlet og den dårlige jevnheten til foretringsreaksjonssubstituentfordeling, hovedreaksjonsforholdene For eksempel er kontrollerbarheten av badforhold, alkalikonsentrasjon og eltearmhastighet dårlig, så det er vanskelig å innse den omtrentlige homogeniteten til foretringsreaksjonen, og det er enda vanskeligere å utføre masseoverføring og permeasjonsforskning av dyp foretringsreaksjon. Derfor har elteren visse begrensninger som reaksjonsutstyret til CMC, og det er flaskehalsen i utviklingen av celluloseeterindustrien. Utilstrekkelighetene til de vanlige modellene for foretringsreaksjon på 1990-tallet kan oppsummeres i tre ord: liten (liten effekt av en enkelt enhet), lav (lav utnyttelsesgrad av foretringsmiddel), dårlig (foretringsreaksjon erstatter jevnheten til basefordelingen er dårlig). I lys av defektene i strukturen til elteren er det nødvendig å utvikle et reaksjonsutstyr som kan fremskynde foretringsreaksjonen av materialet, og fordelingen av substituentene i foretringsreaksjonen er mer jevn, slik at utnyttelseshastigheten av foretringsmidlet er høyere. På slutten av 1990-tallet håpet mange innenlandske celluloseeterbedrifter at Zhejiang Research Institute of Chemical Industry ville forske på og utvikle produksjonsutstyr som celluloseeterindustrien trenger et presserende behov for. Zhejiang Research Institute of Chemical Industry begynte å bli involvert i forskningen av pulverblandingsprosess og utstyr på 1970-tallet, dannet et sterkt FoU-team og oppnådde gledelige resultater. Mange teknologier og utstyr har blitt tildelt av Ministry of Chemical Industry og Zhejiang Science and Technology Progress Award. På 1980-tallet samarbeidet vi med Tianjin Fire Research Institute i Ministry of Public Security for å utvikle spesialutstyr for produksjon av tørt pulver, som vant tredjeprisen til Ministry of Public Securitys Science and Technology Progress Award; på 1990-tallet forsket og utviklet vi fast-væske-blandingsteknologi og utstyr. Bevisst om de fremtidige utviklingsutsiktene til celluloseeterindustrien, begynte forskerne ved Zhejiang Provincial Research Institute of Chemical Industry å forske på og utvikle spesialproduksjonsutstyr for celluloseeter.

2. Utviklingsprosessen av spesialreaktor for celluloseeter

2.1 Egenskaper til skjærblander

Arbeidsprinsippet til skjærblanderen er at under påvirkning av den plogskjærformede røremaskinen er pulveret i maskinen turbulent langs sylinderveggen i omkrets- og radialretningene på den ene siden, og pulveret kastes langs de to sidene. av plogskjæret derimot. Bevegelsens baner er på kryss og tvers og kolliderer med hverandre, og genererer dermed en turbulent virvel og danner et komplett spekter av tredimensjonale rombevegelser. På grunn av den relativt dårlige fluiditeten til de fibrøse reaksjonsråmaterialene, kan ikke andre modeller drive de periferiske, radielle og aksiale bevegelsene til cellulosen i sylinderen. Gjennom forskning på CMC-produksjonsprosessen og utstyret til celluloseeterindustrien i inn- og utland, og utnyttet sine 30 års forskningsresultater fullt ut, ble skjærblanderen utviklet på 1980-tallet først valgt som den grunnleggende modellen for utviklingen av cellulose eterreaksjonsutstyr.

2.2 Utviklingsprosess av skjærreaktor

Gjennom testen av en liten eksperimentell maskin har den faktisk fått en bedre effekt enn elteren. Men når de brukes direkte i celluloseeterindustrien, er det fortsatt følgende problemer: 1) I foretringsreaksjonen er fluiditeten til det fibrøse reaksjonsråmaterialet relativt dårlig, så strukturen til skjæret og den flyvende kniven er ikke tilstrekkelig. Drive cellulosen til å bevege seg i omkrets-, radial- og aksialretningene til tønnen, slik at blandingen av reaktantene ikke er tilstrekkelig, noe som resulterer i lav utnyttelse av reaktantene og relativt få produkter. 2) På grunn av den dårlige stivheten til hovedakselen støttet av ribber, er det lett å forårsake eksentrisitet etter drift og problemet med akseltetningslekkasje; derfor invaderer luften utenfor sylinderen gjennom akseltetningen og påvirker vakuumoperasjonen i sylinderen, noe som resulterer i pulver i sylinderen. Flykte. 3) Utløpsventilene deres er klaffventiler eller skiveventiler. Førstnevnte er lett å inhalere uteluft på grunn av dårlig tetningsevne, mens sistnevnte er lett å holde på materialer og forårsake tap av reaktanter. Derfor må disse problemene løses én etter én.

Forskere har forbedret utformingen av skjærreaktoren mange ganger, og levert den til flere celluloseeterbedrifter for prøvebruk, og gradvis forbedret designet i henhold til tilbakemeldingene. Ved å endre den strukturelle formen til skjærene og det forskjøvede arrangementet av to tilstøtende skjær på begge sider av hovedakselen, vil reaktantene under påvirkning av skjærene ikke bare turbulens i omkrets- og radialretningene langs sylinderens indre vegg, men Sprut også langs normal retning på begge sider av skjæret, slik at reaktantene er fullstendig blandet, og alkaliserings- og foretringsreaksjonene som er fullført i blandeprosessen er grundige, utnyttelseshastigheten til reaktantene er høy, reaksjonshastigheten er rask og energiforbruket er lavt. Dessuten er akseltetningene og lagersetene i begge ender av sylinderen festet til endeplaten til braketten gjennom flensen for å øke stivheten til hovedakselen, slik at driften er stabil. Samtidig kan tetningseffekten til akseltetningen sikres fordi hovedakselen ikke bøyer og deformeres, og pulveret i sylinderen slipper ikke ut. Ved å endre strukturen til utløpsventilen og forstørre diameteren til eksostanken, kan den ikke bare effektivt forhindre oppbevaring av materialer i utløpsventilen, men også forhindre tap av materialpulver under eksos, og dermed effektivt redusere reaksjonstapet. produkter. Strukturen til den nye reaktoren er rimelig. Det kan ikke bare gi et stabilt og pålitelig forberedelsesmiljø for celluloseeter CMC, men også effektivt forhindre at pulveret i sylinderen slipper ut ved å forbedre lufttettheten til akseltetningen og utløpsventilen. Miljøvennlig, realiserer designideen til grønn kjemisk industri.

2.3 Utbygging av skjærreaktor

På grunn av defektene til små, lave og dårlige eltere, har skjærreaktoren gått inn i mange innenlandske CMC-produksjonsanlegg, og produktene inkluderer seks modeller på 4m³, 6m³, 8m³, 10m³, 15m³og 26m³. I 2007 vant skjærreaktoren den nasjonale bruksmodellpatentautorisasjonen (patentpublikasjonsnummer: CN200957344). Etter 2007 ble en spesiell reaktor for produksjonslinje for ikke-ionisk celluloseeter (som MC/HPMC) utviklet. For tiden bruker den innenlandske produksjonen av CMC hovedsakelig løsningsmiddelmetoden.

I følge de nåværende tilbakemeldingene fra celluloseeterprodusenter kan bruk av skjærreaktorer redusere bruken av løsemidler med 20 % til 30 %, og med økningen i produksjonsutstyr er det et potensial for ytterligere reduksjon i bruken av løsemiddel. Siden skjærreaktoren kan nå 15-26m³, er ensartetheten av substituentfordelingen i foretringsreaksjonen mye bedre enn den for elteren.

3. Annet produksjonsutstyr av celluloseeter

De siste årene, mens man har utviklet celluloseeteralkaliserings- og foretringsreaktorer, er andre alternative modeller også under utvikling.

Luftløfter (patentpublikasjonsnummer: CN200955897). I løsningsmiddelmetoden CMC-produksjonsprosessen ble rake-vakuumtørkeren hovedsakelig brukt i løsemiddelgjenvinnings- og tørkeprosessen tidligere, men rake-vakuumtørkeren kan bare brukes periodisk, mens luftløfteren kan realisere kontinuerlig drift. Luftløfteren knuser CMC-materialet gjennom den raske rotasjonen av skjær og flygende kniver i sylinderen for å øke varmeoverføringsoverflaten, og sprayer damp inn i sylinderen for å fullstendig fordampe etanol fra CMC-materialet og lette utvinningen, og dermed redusere produksjonskostnadene for CMC og spar etanolressurser, og fullfør operasjonen av tørkeprosessen for celluloseeter på samme tid. Produktet har to modeller på 6,2m³og 8m³.

Granulator (patentpublikasjonsnummer: CN200957347). I prosessen med å produsere celluloseeter ved løsningsmiddelmetode, ble dobbeltskrue ekstruderingsgranulator hovedsakelig brukt i det siste for å granulere natriumkarboksymetylcellulosematerialet etter foretringsreaksjon, vasking og tørking. ZLH-type celluloseetergranulatoren kan ikke bare granulere kontinuerlig som den eksisterende ekstruderingsgranulatoren med to skruer, men kan også kontinuerlig fjerne materialer ved å føre luft inn i sylinderen og kjølevann inn i kappen. Reager spillvarme, og forbedrer dermed kvaliteten på granulering og sparer elektrisitet, og kan øke produktets produksjonshastighet ved å øke spindelhastigheten, og kan justere høyden på materialnivået i henhold til prosesskravene. Produktet har to modeller på 3,2m³og 4m³.

Luftstrømsblander (patentpublikasjonsnummer: CN200939372). MQH-type luftstrømsblander sender komprimert luft inn i blandekammeret gjennom munnstykket på blandehodet, og materialet stiger øyeblikkelig spiral langs sylinderveggen med komprimert luft for å danne en fluidisert blandetilstand. Etter flere pulsblåsing og pauseintervaller kan den raske og jevne blandingen av materialer i hele volumet realiseres. Forskjeller mellom ulike produktpartier bringes sammen ved å blande. For tiden er det fem typer produkter: 15m³, 30m³, 50m³, 80m³og 100m³.

Selv om gapet mellom mitt lands produksjonsutstyr for celluloseeter og utenlandske avanserte nivåer blir ytterligere redusert, er det fortsatt nødvendig å forbedre prosessnivået ytterligere og gjøre ytterligere forbedringer for å løse problemene som ikke er kompatible med dagens produksjonsutstyr.

4. Utsikter

Mitt lands celluloseeterindustri utvikler aktivt design og prosessering av nytt utstyr, og kombinerer egenskapene til utstyret for å kontinuerlig forbedre prosessen. Produsenter og utstyrsprodusenter har begynt å utvikle og ta i bruk nytt utstyr i fellesskap. Disse gjenspeiler alle fremgangen i mitt lands celluloseeterindustri. , vil denne koblingen ha en viktig innvirkning på utviklingen av bransjen. De siste årene har mitt lands celluloseeterindustri, basert på teknologien med kinesiske kjennetegn, enten absorbert internasjonal avansert erfaring, introdusert utenlandske enheter eller gjort full bruk av innenlandsk utstyr for å fullføre transformasjonen fra den opprinnelige "skitne, rotete, dårlige" og arbeidsintensiv verkstedproduksjon til Overgangen av mekanisering og automatisering for å oppnå et stort sprang i produksjonskapasitet, kvalitet og effektivitet i celluloseeterindustrien har blitt det felles målet for mitt lands celluloseeterprodusenter.