Jak usprawnić produkcję eteru celulozy?

Kima Chemical Co., Ltd chciałbym wprowadzają ulepszenia procesu i sprzętu do produkcji eteru celulozy w ciągu ostatnich dziesięciu lat oraz analizują różne cechy reaktora ugniatającego i redlicowego w procesie produkcji eteru celulozy. Wraz z szybkim rozwojem przemysłu eteru celulozy zdolność produkcyjna pojedynczego zestawu urządzeń wzrasta z setek ton do kilku tysięcy ton. Nieuniknionym trendem jest zastępowanie starego sprzętu nowym.

Słowa kluczowe: eter celulozy; sprzęt produkcyjny; maszyna do mieszenia ciasta; reaktor redlicowy

Patrząc wstecz na ostatnie dziesięć lat chińskiego przemysłu eteru celulozy, jest to chwalebna dekada dla rozwoju przemysłu eteru celulozy. Zdolność produkcyjna eteru celulozy osiągnęła ponad 250 000 ton. W 2007 roku produkcja CMC wyniosła 122 000 ton, a niejonowego eteru celulozy 62 000 ton. ton eteru celulozy (w 1999 r., Chiny'całkowite wydobycie eteru celulozy wyniosło zaledwie 25 660 ton), co stanowi ponad jedną czwartą światowego'wyjście; szereg przedsiębiorstw o ​​masie tysiąca ton z sukcesem weszło w szeregi przedsiębiorstw o ​​wielkości 10 000 ton; odmiany produktów znacznie wzrosły. Jakość produktu stale się poprawia; kryje się za tym dalsza dojrzałość technologii procesowej i dalsze doskonalenie poziomu urządzeń produkcyjnych. W porównaniu z zagranicznym poziomem zaawansowanym różnica uległa znacznemu zmniejszeniu.

W artykule tym przedstawiono najnowsze osiągnięcia w zakresie krajowego procesu produkcji eteru celulozy i ulepszenia sprzętu w ostatnich latach, a także przedstawiono prace wykonane przez Instytut Badawczy Przemysłu Chemicznego Zhejiang w zakresie badań i rozwoju sprzętu do produkcji eteru celulozy w oparciu o teorię i myślenie o zielonym przemyśle chemicznym. Prace badawcze nad reaktorem do eteryfikacji alkalizacji eteru celulozy.

1. Technologia i urządzenia do produkcji krajowego eteru celulozy CMC w latach 90-tych

Odkąd w 1958 r. w Szanghajskiej Fabryce Celuloidów opracowano proces wykorzystujący medium wodne, do produkcji CMC stosowano proces rozpuszczalnikowy o małej mocy przy użyciu jednego urządzenia oraz inne procesy produkcyjne. W kraju ugniatarki stosuje się głównie do reakcji eteryfikacji. W latach 90-tych roczna zdolność produkcyjna pojedynczego zakładu produkcyjnego CMC większości producentów wynosiła 200-500 ton, a główne modele reakcji eteryfikacji wynosiły 1,5 mln³ i 3 m³ ugniatacze. Jednakże, gdy ugniatarka jest używana jako sprzęt reakcyjny, ze względu na małą prędkość ramienia ugniatającego, długi czas reakcji eteryfikacji, wysoki udział reakcji ubocznych, niski stopień wykorzystania środka eteryfikującego i słabą jednorodność rozkład podstawników reakcji eteryfikacji, główne warunki reakcji Na przykład możliwość kontrolowania proporcji kąpieli, stężenia zasady i prędkości ramienia ugniatającego jest słaba, dlatego trudno jest uzyskać w przybliżeniu jednorodność reakcji eteryfikacji, a jeszcze trudniej jest przeprowadzić przenoszenie masy oraz badania przenikania reakcji głębokiej eteryfikacji. Dlatego ugniatarka jako urządzenie reakcyjne CMC ma pewne ograniczenia i stanowi wąskie gardło w rozwoju przemysłu eteru celulozy. Niedoskonałości głównych modeli reakcji eteryfikacji z lat 90. XX w. można streścić w trzech słowach: mała (mała wydajność pojedynczego urządzenia), niska (niski stopień wykorzystania czynnika eteryfikacji), słaba (reakcja eteryfikacji zastępuje równomierność rozkładu zasady jest biedny). Ze względu na wady konstrukcji ugniatarki konieczne jest opracowanie aparatu reakcyjnego, który będzie w stanie przyspieszyć reakcję eteryfikacji materiału, a rozkład podstawników w reakcji eteryfikacji będzie bardziej równomierny, tak aby stopień wykorzystania środka eteryfikującego jest wyższa. Pod koniec lat 90. wiele krajowych przedsiębiorstw zajmujących się eterem celulozy miało nadzieję, że Instytut Badawczy Przemysłu Chemicznego w Zhejiang przeprowadzi badania i rozwinie sprzęt produkcyjny pilnie potrzebny przemysłowi eteru celulozy. Instytut Badawczy Przemysłu Chemicznego Zhejiang zaczął angażować się w badania nad procesem i sprzętem do mieszania proszków w latach 70. XX wieku, utworzył silny zespół badawczo-rozwojowy i osiągnął satysfakcjonujące wyniki. Wiele technologii i sprzętu zostało wyróżnionych przez Ministerstwo Przemysłu Chemicznego oraz Nagrodę za Postęp Nauki i Technologii Zhejiang. W latach 80-tych współpracowaliśmy z Instytutem Badań nad Pożarami w Tianjin Ministerstwa Bezpieczeństwa Publicznego w celu opracowania specjalnego sprzętu do produkcji suchego proszku, który zdobył trzecią nagrodę Ministerstwa Bezpieczeństwa Publicznego za Postęp Nauki i Technologii; w latach 90. badaliśmy i opracowaliśmy technologię i sprzęt do mieszania ciał stałych i cieczy. Świadomi przyszłych perspektyw rozwoju przemysłu eteru celulozy, naukowcy z Prowincjonalnego Instytutu Badawczego Przemysłu Chemicznego w Zhejiang rozpoczęli badania i rozwój specjalnego sprzętu do produkcji eteru celulozy.

2. Proces opracowania specjalnego reaktora na eter celulozy

2.1 Cechy mieszalnika redlic

Zasada działania mieszalnika redlic polega na tym, że pod działaniem mieszadła w kształcie lemiesza proszek w maszynie z jednej strony ulega wzburzeniu wzdłuż ścianki cylindra w kierunku obwodowym i promieniowym, a proszek jest wyrzucany na obie strony z drugiej strony lemiesza. Trajektorie ruchu krzyżują się i zderzają ze sobą, tworząc w ten sposób turbulentny wir i tworząc pełen zakres trójwymiarowego ruchu przestrzennego. Ze względu na stosunkowo słabą płynność surowców reakcji włóknistej, inne modele nie mogą napędzać ruchów obwodowych, promieniowych i osiowych celulozy w cylindrze. Dzięki badaniom nad procesem produkcji CMC i wyposażeniem przemysłu eteru celulozy w kraju i za granicą, w pełni wykorzystując wyniki swoich 30-letnich badań, opracowany w latach 80-tych XX wieku, został początkowo wybrany jako podstawowy model do rozwoju celulozy, mieszalnik redlicowy sprzęt do reakcji eterowej.

2.2 Proces rozwoju reaktora redlicowego

Dzięki testom na małej eksperymentalnej maszynie rzeczywiście uzyskał lepszy efekt niż ugniatarka. Jednakże, gdy są one bezpośrednio stosowane w przemyśle eteru celulozy, nadal występują następujące problemy: 1) W reakcji eteryfikacji płynność włóknistego surowca reakcyjnego jest stosunkowo słaba, więc struktura jego redlicy i latającego noża nie jest wystarczający. Wprawiaj celulozę w ruch w kierunku obwodowym, promieniowym i osiowym cylindra, przez co mieszanie reagentów nie jest wystarczające, co skutkuje niskim wykorzystaniem reagentów i stosunkowo małą ilością produktów. 2) Ze względu na słabą sztywność wału głównego wspartego na żebrach, łatwo jest spowodować mimośrodowość po pracy i problem nieszczelności uszczelnienia wału; dlatego powietrze zewnętrzne łatwo przedostaje się do cylindra przez uszczelnienie wału i wpływa na działanie podciśnienia w cylindrze, powodując osadzanie się proszku w cylindrze. Ucieczka. 3) Ich zawory wylotowe to zawory klapowe lub zawory talerzowe. Ten pierwszy łatwo wdychać powietrze zewnętrzne ze względu na słabą szczelność, podczas gdy ten drugi łatwo zatrzymuje materiały i powoduje utratę reagentów. Dlatego problemy te należy rozwiązywać jeden po drugim.

Naukowcy wielokrotnie udoskonalili konstrukcję reaktora redlicowego i dostarczyli go do próbnego użytku kilku przedsiębiorstwom zajmującym się eterem celulozowym, a następnie stopniowo ulepszali projekt zgodnie z opiniami. Zmieniając kształt konstrukcyjny redlic oraz naprzemienne ułożenie dwóch sąsiadujących ze sobą redlic po obu stronach wału głównego, reagenty pod działaniem redlic nie tylko powodują turbulencje w kierunku obwodowym i promieniowym wzdłuż wewnętrznej ścianki cylindra, ale Rozpryskuj się także wzdłuż normalnego kierunku po obu stronach redlicy, aby reagenty zostały całkowicie wymieszane, a reakcje alkalizacji i eteryfikacji zakończone w procesie mieszania były dokładne, stopień wykorzystania reagentów jest wysoki, szybkość reakcji jest duża, a zużycie energii jest niskie. Co więcej, uszczelnienia wału i gniazda łożysk na obu końcach cylindra są przymocowane do płyty końcowej wspornika poprzez kołnierz, aby zwiększyć sztywność wału głównego, dzięki czemu praca jest stabilna. Jednocześnie można zapewnić działanie uszczelniające uszczelnienia wału, ponieważ wał główny nie wygina się i nie odkształca, a proszek z cylindra nie ucieka. Zmieniając konstrukcję zaworu spustowego i zwiększając średnicę zbiornika wylotowego, można nie tylko skutecznie zapobiegać zatrzymywaniu się materiałów w zaworze wylotowym, ale także zapobiegać utracie proszku materiału podczas wydechu, skutecznie ograniczając w ten sposób utratę reakcji produkty. Konstrukcja nowego reaktora jest rozsądna. Może nie tylko zapewnić stabilne i niezawodne środowisko przygotowania eteru celulozy CMC, ale także skutecznie zapobiegać ucieczce proszku z cylindra, poprawiając szczelność uszczelnienia wału i zaworu wylotowego. Przyjazny dla środowiska, realizujący ideę projektową zielonego przemysłu chemicznego.

2.3 Rozwój reaktora redlicowego

W związku z wadami małych, niskich i kiepskich ugniatarek, reaktor redlicowy trafił do wielu krajowych zakładów produkcyjnych CMC, a w ofercie znajduje się sześć modeli o długości 4m³, 6 m³, 8m³, 10m³, 15m³i 26m³. W 2007 roku reaktor redlicowy uzyskał krajowe zezwolenie patentowe na wzór użytkowy (numer publikacji patentu: CN200957344). Po 2007 roku opracowano specjalny reaktor do linii do produkcji niejonowego eteru celulozy (takiego jak MC/HPMC). Obecnie krajowa produkcja CMC wykorzystuje głównie metodę rozpuszczalnikową.

Zgodnie z aktualnymi informacjami zwrotnymi od producentów eteru celulozy, zastosowanie reaktorów redlicowych może zmniejszyć zużycie rozpuszczalnika o 20–30%, a wraz ze wzrostem wyposażenia produkcyjnego istnieje potencjał dalszego ograniczenia zużycia rozpuszczalnika. Ponieważ reaktor redlicowy może osiągnąć 15-26 m³równomierność rozkładu podstawników w reakcji eteryfikacji jest znacznie lepsza niż w ugniatarce.

3. Inne urządzenia do produkcji eteru celulozy

W ostatnich latach, w trakcie opracowywania reaktorów do alkalizacji i eteryfikacji eteru celulozy, opracowywane są również inne alternatywne modele.

Podnośnik pneumatyczny (numer publikacji patentu: CN200955897). W procesie produkcyjnym CMC metodą rozpuszczalnikową, w przeszłości suszarka próżniowa zgrabowa była używana głównie w procesie odzyskiwania rozpuszczalnika i suszenia, ale suszarka próżniowa zgrabowa może pracować tylko w sposób przerywany, podczas gdy podnośnik pneumatyczny może pracować w sposób ciągły. Podnośnik pneumatyczny kruszy materiał CMC poprzez szybki obrót redlic i latających noży w cylindrze, aby zwiększyć powierzchnię wymiany ciepła, i wtryskuje parę do cylindra, aby całkowicie odparować etanol z materiału CMC i ułatwić odzysk, zmniejszając w ten sposób koszty produkcji CMC i oszczędzaj zasoby etanolu, a jednocześnie zakończ proces suszenia eteru celulozy. W produkcie dostępne są dwa modele o długości 6,2m³i 8 m³.

Granulator (numer publikacji patentu: CN200957347). W procesie wytwarzania eteru celulozy metodą rozpuszczalnikową dwuślimakowy granulator wytłaczający był w przeszłości stosowany głównie do granulowania materiału karboksymetylocelulozy sodowej po reakcji eteryfikacji, przemyciu i wysuszeniu. Granulator eteru celulozy typu ZLH może nie tylko granulować w sposób ciągły, podobnie jak istniejący granulator wytłaczający dwuślimakowy, ale także może w sposób ciągły usuwać materiały poprzez dostarczanie powietrza do cylindra i chłodzenie wody do płaszcza. Reaguj na ciepło odpadowe, poprawiając w ten sposób jakość granulacji i oszczędzając energię elektryczną, a także możesz zwiększyć wydajność produktu poprzez zwiększenie prędkości wrzeciona i dostosować wysokość poziomu materiału zgodnie z wymaganiami procesu. W produkcie dostępne są dwa modele o długości 3,2 m³i 4 m³.

Mikser przepływu powietrza (numer publikacji patentu: CN200939372). Mieszalnik przepływu powietrza typu MQH wysyła sprężone powietrze do komory mieszania przez dyszę na głowicy mieszającej, a materiał natychmiast unosi się spiralnie wzdłuż ścianki cylindra wraz ze sprężonym powietrzem, tworząc stan fluidalnego mieszania. Po kilku przerwach wdmuchu pulsacyjnego i przerwach można uzyskać szybkie i równomierne mieszanie materiałów w pełnej objętości. Różnice pomiędzy różnymi partiami produktu są łączone poprzez mieszanie. Obecnie istnieje pięć rodzajów produktów: 15m³, 30m³, 50m³, 80m³i 100m³.

Chociaż różnica pomiędzy urządzeniami do produkcji eteru celulozy w moim kraju a zaawansowanymi urządzeniami za granicą ulega dalszemu zawężeniu, nadal konieczne jest dalsze doskonalenie poziomu procesu i wprowadzanie dalszych ulepszeń, aby rozwiązać problemy, które nie są kompatybilne z obecnym sprzętem produkcyjnym.

4. Perspektywy

Przemysł eteru celulozy w moim kraju aktywnie rozwija projektowanie i przetwarzanie nowego sprzętu oraz łączy cechy sprzętu w celu ciągłego doskonalenia procesu. Producenci i producenci sprzętu zaczęli wspólnie opracowywać i stosować nowy sprzęt. Wszystko to odzwierciedla postęp przemysłu eteru celulozy w moim kraju. , powiązanie to będzie miało istotny wpływ na rozwój branży. W ostatnich latach przemysł eteru celulozy w moim kraju, oparty na technologii o chińskiej charakterystyce, albo wchłonął zaawansowane międzynarodowe doświadczenia, wprowadził zagraniczne urządzenia, albo w pełni wykorzystał sprzęt domowy, aby dokończyć transformację z pierwotnego „brudnego, niechlujnego, biednego” i pracochłonna produkcja warsztatowa do Przejście mechanizacji i automatyzacji w celu osiągnięcia wielkiego skoku w zakresie zdolności produkcyjnej, jakości i wydajności w przemyśle eteru celulozy stało się wspólnym celem producentów eteru celulozy w moim kraju.