Hvordan forbedre celluloseeterproduksjonen?

Kima Chemical Co., Ltd vil gjerne Introduser forbedring av celluloseeterproduksjonsprosess og utstyr de siste ti årene, og analyserer de forskjellige egenskapene til elleder og Coulter -reaktor i celluloseeterproduksjonsprosessen. Med den raske utviklingen av celluloseeterindustrien er produksjonskapasiteten til et enkelt sett med utstyr overgang fra hundrevis av tonn til flere tusen tonn. Det er en uunngåelig trend for nytt utstyr å erstatte gammelt utstyr.

Stikkord: celluloseeter; produksjonsutstyr; kneder; Coulter -reaktor

Når jeg ser tilbake på de siste ti årene av Kinas celluloseeterindustri, er det et strålende tiår for utviklingen av celluloseeterindustrien. Produksjonskapasiteten til celluloseeter har nådd mer enn 250 000 tonn. I 2007 var produksjonen av CMC 122 000 tonn, og utgangen av ikke-ionisk celluloseeter var 62 000 tonn. 10.000 tonn celluloseeter (i 1999, Kina's total celluloseeterproduksjon var bare 25 660 tonn), og utgjorde mer enn en fjerdedel av verden's utgang; En rekke virksomheter på tusen tonn har med hell kommet inn i rekkene på 10.000-ton-nivå foretak; Produktvarianter har økt betydelig, produktkvaliteten har blitt stadig forbedret; Bak alt dette er den videre modenheten til prosessteknologien og den ytterligere forbedringen av produksjonsutstyrsnivået. Sammenlignet med det utenlandske avanserte nivået, har gapet blitt betydelig innsnevret.

Denne artikkelen introduserer den siste utviklingen av produksjonsprosess og forbedring av innenlandsk celluloseeter og utstyrsforbedring de siste årene, og introduserer arbeidet som er utført av Zhejiang Chemical Industry Research Institute i forskning og utvikling av celluloseeterproduksjonsutstyr basert på teorien og tenkningen til grønn kjemisk industri. Forskningsarbeid om celluloseeteralkaliseringseterifiseringsreaktor.

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

Siden Shanghai Celluloid Factory utviklet vann-medium-prosessen i 1958, har den en-utstyrs løsningsprosessen med en egenutstyr blitt brukt til å produsere CMC. Innenlands brukes elleders hovedsakelig til eterifiseringsreaksjoner. På 1990-tallet var den årlige produksjonskapasiteten til et enkelt produksjonsanlegg CMC av de fleste produsenter 200-500 tonn, og mainstream-modellene for eterifiseringsreaksjon var 1,5m³ og 3m³ knadere. Imidlertid, når knaaderen brukes som reaksjonsutstyr, på grunn av den langsomme hastigheten på eltearmen, den lange eterifiseringsreaksjonstiden, den høye andelen av sidreaksjoner, den lave utnyttelseshastigheten til eterifiseringsmiddelet og den dårlige ensartetheten av Etherification Reaction Substituent Distribution, hovedreaksjonsbetingelsene for eksempel, kontrollerbarheten av badeforhold, alkalikonsentrasjon og elting av armhastigheten er dårlig, så det er vanskelig å realisere den omtrentlige homogeniteten til eterifiseringsreaksjon, og det er enda vanskeligere å utføre masseoverføring og gjennomsyringsforskning av dyp eterifiseringsreaksjon. Derfor har knederen visse begrensninger som reaksjonsutstyr til CMC, og det er flaskehalsen for utviklingen av celluloseeterindustrien. Manglene til mainstream -modellene for eterifiseringsreaksjon på 1990 -tallet kan oppsummeres med tre ord: liten (liten utgang av en enkelt enhet), lav (lav utnyttelsesgrad for eterifiseringsmiddel), dårlig (eterifiseringsreaksjon erstatter enhetligheten til basefordelingen er dårlig). Med tanke på defektene i strukturen til knaaderen, er det nødvendig å utvikle et reaksjonsutstyr som kan fremskynde eterifiseringsreaksjonen til materialet, og fordelingen av substituentene i eterifiseringsreaksjonen er mer jevn, slik at utnyttelsesgraden av eterifiseringsmiddelet er høyere. På slutten av 1990 -tallet håpet mange innenlandske celluloseeterbedrifter at Zhejiang Research Institute of Chemical Industry ville forske og utvikle produksjonsutstyr som hurtig trengs av celluloseeterindustrien. Zhejiang Research Institute of Chemical Industry begynte å engasjere seg i forskning 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 of Ministry of Public Security for å utvikle spesialutstyr for produksjon av Dry Powder, som vant den tredje prisen for Ministry of Public Security's Science and Technology Progress Award; På 1990-tallet undersøkte og utviklet vi solid-væske-blandingsteknologi og utstyr. Forskerne av de fremtidige utviklingsutsiktene til celluloseeterindustrien, begynte forskerne av Zhejiang Provincial Research Institute of Chemical Industry å forske og utvikle spesialproduksjonsutstyr for celluloseeter.

2. Utviklingsprosessen for spesiell reaktor for celluloseeter

2.1 Funksjoner ved Coulter Mixer

Arbeidsprinsippet for Coulter-mikseren er at under virkningen av den plogshareformet omrøring, er pulveret i maskinen turbulent langs sylinderveggen i omkrets og radielle retninger på den ene siden, og pulveret blir kastet langs de to sidene av plogshare derimot. Bevegelsens baner er krysset og kolliderer med hverandre, og genererer dermed en turbulent virvel og danner et komplett spekter av tredimensjonal rombevegelse. På grunn av den relativt dårlige fluiditeten av de fibrøse reaksjonens råvarer, kan ikke andre modeller drive omkrets, radiale og aksiale bevegelser av cellulosen i sylinderen. Gjennom forskningen på CMC -produksjonsprosessen og utstyret til celluloseeterindustrien i inn- og utland, og utnyttet sine 30 års forskningsresultater, ble Coulter -mikseren utviklet på 1980 -tallet opprinnelig valgt som den grunnleggende modellen for utvikling av cellulose eter reaksjonsutstyr.

2.2 Utviklingsprosess for Coulter Reactor

Gjennom testen av en liten eksperimentell maskin har den faktisk fått en bedre effekt enn knederen. Imidlertid, når de brukes direkte i celluloseeterindustrien, er det fortsatt følgende problemer: 1) I eterifiseringsreaksjonen er fluiditeten til den fibrøse reaksjonen råstoff relativt dårlig, så strukturen til dens coulter og flygende kniv er ikke tilstrekkelig. Kjør cellulosen for å bevege deg i omkrets, radielle og aksiale retninger av tønnen, så blandingen av reaktantene er ikke tilstrekkelig, noe som resulterer i lav utnyttelse av reaktantene og relativt få produkter. 2) På grunn av den dårlige stivheten til hovedakselen som støttes av ribbeina, er det lett å forårsake eksentrisitet etter drift og problemet med lekkasje av akseltetning; Derfor invaderer ytterluften lett sylinderen gjennom akseltetningen og påvirker vakuumoperasjonen i sylinderen, noe som resulterer i pulver i sylinderen. Flykte. 3) Tilleggsventilene deres er klaffventiler eller skiveventiler. Førstnevnte er lett å inhalere uteluften på grunn av dårlig tetningsytelse, mens sistnevnte er lett å beholde materialer og forårsake tap av reaktanter. Derfor må disse problemene løses en etter en.

Forskere har forbedret utformingen av Coulter -reaktoren mange ganger, og gitt den til flere celluloseeterbedrifter for prøvebruk, og gradvis forbedret designet i henhold til tilbakemeldingene. Ved å endre den strukturelle formen på kulterne og det forskjøvne arrangementet av to tilstøtende kulter på begge sider av hovedakselen, reaktantene under handlingen av kulterne ikke bare turbulens i omkrets og radielle retninger langs sylinderens indre vegg, men spruter også langs normal retning på begge sider av kulteren, så reaktantene er fullstendig blandede, og alkaliserings- og eterifiseringsreaksjonene som er fullført i blandingsprosessen er grundig, brukshastigheten til reaktantene er høy, reaksjonshastigheten er rask og den Energiforbruket er lavt. Dessuten er akseletetningene og bæreseter i begge ender av sylinderen festet til endeplaten på braketten gjennom flensen for å øke stivheten til hovedakselen, så operasjonen er stabil. Samtidig kan tetningseffekten av akseltetningen sikres fordi hovedakselen ikke bøyer seg og deformeres, og pulveret i sylinderen slipper ikke ut. Ved å endre strukturen til utladningsventilen og utvide diameteren på eksosbeholderen, kan den ikke bare effektivt forhindre oppbevaring av materialer i utladningsventilen, men også forhindre tap av materialpulver under eksos, og dermed redusere reaksjonstapet effektivt Produkter. Strukturen til den nye reaktoren er rimelig. Det kan ikke bare gi et stabilt og pålitelig preparatmiljø for celluloseeter CMC, men også effektivt forhindre pulveret i sylinderen i å rømme ved å forbedre lufttettheten til akseltetningen og utløpsventilen. Miljøvennlig, og innser designideen om grønn kjemisk industri.

2.3 Utvikling av Coulter Reactor

På grunn av manglene til små, lave og dårlige knadere, har Coulter -reaktoren kommet inn i mange innenlandske CMC -produksjonsanlegg, og produktene inkluderer seks modeller på 4M³, 6m³, 8m³, 10m³, 15m³, og 26m³. I 2007 vant Coulter Reactor National Utility Model Patent Authorization (Patent Publication Number: CN200957344). Etter 2007 ble en spesiell reaktor for ikke-ionisk celluloseeterproduksjonslinje (som MC/HPMC) utviklet. For tiden vedtar den innenlandske produksjonen av CMC hovedsakelig løsningsmiddelmetoden.

I henhold til gjeldende tilbakemeldinger fra produsenter av celluloseeter, kan bruken av Coulter -reaktorer redusere bruk av løsningsmiddel med 20% til 30%, og med økningen i produksjonsutstyr er det et potensial for ytterligere reduksjon i løsningsmiddelbruk. Siden Coulter-reaktoren kan nå 15-26m³, Ensartetheten av substituent fordeling i eterifiseringsreaksjonen er mye bedre enn ellederens.

3. Annet produksjonsutstyr av celluloseeter

De siste årene, mens de utvikler celluloseeteralkalisering og eterifiseringsreaktorer, er andre alternative modeller også under utvikling.

Air Lifter (patentpublikasjonsnummer: CN200955897). I løsningsmiddelmetoden CMC -produksjonsprosessen ble rake -vakuumtørkeren hovedsakelig brukt i løsningsmiddelgjenvinning og tørkeprosess i det siste, men rakevakuumtørkeren kan bare betjenes periodisk, mens luftløfteren kan realisere kontinuerlig drift. Luftløfteren knuser CMC -materialet gjennom den raske rotasjonen av kulter og flygende kniver i sylinderen for å øke varmeoverføringsoverflaten, og sprayer damp inn i sylinderen for å fullstendig volatilisere etanol fra CMC -materialet og lette utvinning, og reduserer derved produksjonskostnadene for CMC og lagre etanolressurser, og fullfør driften av celluloseetertørkeprosessen samtidig. Produktet har to modeller på 6,2m³og 8m³.

Granulator (patentpublikasjonsnummer: CN200957347). I prosessen med å produsere celluloseeter ved løsningsmiddelmetode ble dobbeltskrue ekstruderingsgranulator hovedsakelig brukt tidligere for å granulere natriumkarboksymetylcellulosematerialet etter eterifiseringsreaksjon, vasking og tørking. Celluloseet-granulatoren fra ZLH-typen kan ikke bare granulerer kontinuerlig som den eksisterende tvillingskrue ekstruderingsgranulatoren, men kan også kontinuerlig fjerne materialer ved å mate luft inn i sylinderen og kjøle vann i jakken. Reagerer avfallsvarme, og forbedrer dermed kvaliteten på granulering og sparer strøm, og kan øke produktutgangshastigheten ved å øke spindelhastigheten, og kan justere høyden på materialnivået i henhold til prosesskravene. Produktet har to modeller på 3,2 millioner³og 4m³.

Airflow Mixer (patentpublikasjonsnummer: CN200939372). MQH -type luftstrømblander sender trykkluft inn i blandekammeret gjennom dysen på blandingshodet, og materialet stiger øyeblikkelig spiralt langs sylinderveggen med trykkluften for å danne en fluidisert blandetilstand. Etter flere pulsblåsing og pauseintervaller, kan den raske og ensartede blandingen av materialer i hele volumet realiseres. Forskjeller mellom forskjellige partier av produkt blir samlet ved blanding. For tiden er det fem typer produkter: 15m³, 30m³, 50m³, 80m³, og 100m³.

Selv om gapet mellom landets celluloseeterproduksjonsutstyr og utenlandske avanserte nivåer blir ytterligere innsnevret, er det fortsatt nødvendig å forbedre prosessnivået ytterligere og gjøre ytterligere forbedringer for å løse problemene som ikke er kompatible med det nåværende produksjonsutstyret.

4. Outlook

Mitt lands celluloseeterindustri utvikler aktivt design og prosessering av nytt utstyr, og kombinerer egenskapene til utstyret for kontinuerlig å forbedre prosessen. Produsenter og utstyrsprodusenter har begynt å utvikle og bruke nytt utstyr i fellesskap. Disse gjenspeiler fremdriften i mitt lands celluloseeterindustri. , Denne koblingen vil ha en viktig innvirkning på utviklingen av industrien. De siste årene har mitt lands celluloseeterindustri, basert på teknologien med kinesiske egenskaper, enten absorbert internasjonal avansert erfaring, introdusert utenlandske enheter eller utnyttet innenlandsk utstyr fullt ut for å fullføre transformasjonen fra den originale "Dirty, Messy, Poor" Og arbeidsintensiv workshopproduksjon til overgangen til 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.