Cum să îmbunătățim producția de eter de celuloză?

Kima Chemical Co.,Ltd ar dori introduce îmbunătățirea procesului și echipamentelor de producție a eterului de celuloză în ultimii zece ani și analizează diferitele caracteristici ale reactorului de frământare și brăzdar în procesul de producție a eterului de celuloză. Odată cu dezvoltarea rapidă a industriei eterului de celuloză, capacitatea de producție a unui singur set de echipamente trece de la sute de tone la câteva mii de tone. Este o tendință inevitabilă ca echipamentele noi să înlocuiască echipamentele vechi.

Cuvinte cheie: eter de celuloză; echipamente de producție; framantator; reactor cu brăzdar

Privind înapoi la ultimii zece ani ai industriei eterului de celuloză din China, este un deceniu glorios pentru dezvoltarea industriei eterului de celuloză. Capacitatea de producție a eterului de celuloză a ajuns la peste 250.000 de tone. În 2007, producția de CMC a fost de 122.000 de tone, iar producția de eter de celuloză neionic a fost de 62.000 de tone. 10.000 de tone de eter de celuloză (în 1999, China'Producția totală de eter de celuloză a fost de numai 25.660 de tone), reprezentând mai mult de un sfert din lume.'s ieșire; un număr de întreprinderi de o mie de tone au intrat cu succes în rândurile întreprinderilor de la nivel de 10.000 de tone; soiurile de produse au crescut semnificativ, calitatea produsului a fost îmbunătățită constant; în spatele tuturor acestora se află maturizarea în continuare a tehnologiei de proces și îmbunătățirea în continuare a nivelului de echipamente de producție. În comparație cu nivelul avansat străin, decalajul sa redus semnificativ.

Acest articol prezintă cea mai recentă dezvoltare a procesului de producție internă de eter de celuloză și îmbunătățirea echipamentelor din ultimii ani și prezintă activitatea desfășurată de Institutul de Cercetare a Industriei Chimice din Zhejiang în cercetarea și dezvoltarea echipamentelor de producție a eterului de celuloză bazate pe teoria și gândirea industriei chimice ecologice. Lucrări de cercetare privind reactorul de eterificare cu alcalinizare a celulozei.

1. Tehnologia de producție și echipamentele eterului de celuloză domestic CMC în anii 1990

De când Shanghai Celluloid Factory a dezvoltat procesul de apă-mediu în 1958, procesul de solvenți cu un singur echipament de putere redusă și alte procese de producție au fost folosite pentru a produce CMC. Pe plan intern, frământatoarele sunt folosite în principal pentru reacțiile de eterificare. În anii 1990, capacitatea de producție anuală a unei singure fabrici de producție CMC a majorității producătorilor era de 200-500 de tone, iar modelele principale de reacție de eterificare erau de 1,5 m.³ si 3m³ framantatoare. Cu toate acestea, atunci când frământatul este utilizat ca echipament de reacție, din cauza vitezei lente a brațului de frământare, a timpului lung de reacție de eterificare, a proporției mari de reacții secundare, a ratei scăzute de utilizare a agentului de eterificare și a uniformității slabe a Distribuția substituenților reacției de eterificare, principalele condiții de reacție De exemplu, controlabilitatea raportului băii, concentrația alcaline și viteza brațului de frământare este slabă, deci este dificil să se realizeze omogenitatea aproximativă a reacției de eterificare și este și mai dificil să se efectueze transferul de masă și cercetarea de permeație a reacției de eterificare profundă. Prin urmare, frământatul are anumite limitări ca echipament de reacție al CMC și este blocajul dezvoltării industriei eterului de celuloză. Insuficiența modelelor principale de reacție de eterificare din anii 1990 poate fi rezumată în trei cuvinte: mic (producție mică a unui singur dispozitiv), scăzut (rata scăzută de utilizare a agentului de eterificare), slab (reacția de eterificare înlocuiește uniformitatea distribuției de bază). este sărac). Având în vedere defectele structurii frământării, este necesar să se dezvolte un echipament de reacție care să poată accelera reacția de eterificare a materialului, iar distribuția substituenților în reacția de eterificare este mai uniformă, astfel încât rata de utilizare. a agentului de eterificare este mai mare. La sfârșitul anilor 1990, multe întreprinderi interne de eter de celuloză sperau ca Institutul de Cercetare al Industriei Chimice din Zhejiang să cerceteze și să dezvolte echipamente de producție necesare urgent pentru industria eterului de celuloză. Institutul de Cercetare al Industriei Chimice din Zhejiang a început să se implice în cercetarea procesului și echipamentelor de amestecare a pulberii în anii 1970, a format o echipă puternică de cercetare și dezvoltare și a obținut rezultate satisfăcătoare. Multe tehnologii și echipamente au fost acordate de Ministerul Industriei Chimice și de către Zhejiang Science and Technology Progress Award. În anii 1980, am cooperat cu Institutul de Cercetare în domeniul incendiilor din Tianjin al Ministerului Securității Publice pentru a dezvolta echipamente speciale pentru producția de pulbere uscată, care a câștigat premiul III al Premiului pentru Progres în Știință și Tehnologie al Ministerului Securității Publice; în anii 1990, am cercetat și dezvoltat tehnologie și echipamente de amestecare solid-lichid. Conștienți de perspectivele de dezvoltare viitoare ale industriei eterului de celuloză, cercetătorii Institutului Provincial de Cercetare a Industriei Chimice din Zhejiang au început să cerceteze și să dezvolte echipamente speciale de producție pentru eterul de celuloză.

2. Procesul de dezvoltare a reactorului special pentru eter de celuloză

2.1 Caracteristici ale mixerului cu brăzdar

Principiul de funcționare al mixerului cu brăzdar este că, sub acțiunea agitatorului în formă de plug, pulberea din mașină este turbulentă de-a lungul peretelui cilindrului în direcțiile circumferențiale și radiale, pe de o parte, iar pulberea este aruncată de-a lungul celor două părți. a plugului pe de altă parte. Traiectoriile mișcării sunt încrucișate și se ciocnesc între ele, generând astfel un vortex turbulent și formând o gamă completă de mișcări spațiale tridimensionale. Datorită fluidității relativ slabe a materiilor prime de reacție fibroasă, alte modele nu pot conduce mișcările circumferențiale, radiale și axiale ale celulozei din cilindru. Prin cercetarea procesului de producție CMC și a echipamentelor industriei eterului de celuloză în țară și în străinătate, folosindu-se pe deplin de rezultatele de 30 de ani de cercetare, malaxorul cu brăzdar dezvoltat în anii 1980 a fost inițial selectat ca model de bază pentru dezvoltarea celulozei. echipament de reacție cu eter .

2.2 Procesul de dezvoltare a reactorului cu brăzdar

Prin testarea unei mici mașini experimentale, a obținut într-adevăr un efect mai bun decât frământatul. Cu toate acestea, atunci când sunt utilizate direct în industria eterului de celuloză, există încă următoarele probleme: 1) În reacția de eterificare, fluiditatea materiei prime de reacție fibroasă este relativ slabă, astfel încât structura brăzdarului și a cuțitului zburător nu este suficient. Conduceți celuloza să se miște în direcțiile circumferențiale, radiale și axiale ale cilindrului, astfel încât amestecarea reactanților nu este suficientă, rezultând o utilizare scăzută a reactanților și relativ puțini produse. 2) Datorită rigidității slabe a arborelui principal susținut de nervuri, este ușor să provoace excentricitate după funcționare și problema scurgerii etanșării arborelui; prin urmare, aerul exterior invadează cu ușurință cilindrul prin etanșarea arborelui și afectează funcționarea vidului în cilindru, rezultând pulbere în cilindru. Evadare. 3) Supapele lor de refulare sunt supape cu clapete sau supape cu disc. Primul este ușor de inhalat aerul din exterior datorită performanței slabe de etanșare, în timp ce cel din urmă este ușor de reținut materiale și provoacă pierderi de reactanți. Prin urmare, aceste probleme trebuie rezolvate una câte una.

Cercetătorii au îmbunătățit de multe ori designul reactorului cu brăzdar și l-au furnizat mai multor întreprinderi cu eter de celuloză pentru utilizare de probă și au îmbunătățit treptat designul în funcție de feedback. Prin modificarea formei structurale a brăzdarelor și a aranjamentului eșalonat a două brăzdare adiacente pe ambele părți ale arborelui principal, reactanții sub acțiunea brăzdarelor nu numai că turbulențează în direcțiile circumferențiale și radiale de-a lungul peretelui interior al cilindrului, ci De asemenea, stropiți pe direcția normală a ambelor părți ale brăzdarului, astfel încât reactanții să fie complet amestecați, iar reacțiile de alcalinizare și eterificare finalizate în procesul de amestecare sunt minuțioase, rata de utilizare a reactanților este mare, viteza de reacție este rapidă și consumul de energie este redus. Mai mult, etanșările arborelui și scaunele lagărelor de la ambele capete ale cilindrului sunt fixate pe placa de capăt a suportului prin flanșă pentru a crește rigiditatea arborelui principal, astfel încât funcționarea este stabilă. În același timp, efectul de etanșare al etanșării arborelui poate fi asigurat deoarece arborele principal nu se îndoaie și nu se deformează, iar pulberea din cilindru nu scapă. Prin schimbarea structurii supapei de refulare și mărirea diametrului rezervorului de evacuare, nu numai că poate preveni în mod eficient reținerea materialelor în supapa de descărcare, dar poate preveni și pierderea de pulbere de material în timpul evacuarii, reducând astfel eficient pierderea de reacție. produse. Structura noului reactor este rezonabilă. Nu numai că poate oferi un mediu de pregătire stabil și de încredere pentru eterul de celuloză CMC, dar poate împiedica eficient scăparea pulberii din cilindru prin îmbunătățirea etanșeității etanșării arborelui și a supapei de descărcare. Ecologic, realizând ideea de design a industriei chimice ecologice.

2.3 Dezvoltarea reactorului cu brăzdar

Datorită defectelor frământatoarelor mici, joase și slabe, reactorul cu brăzdar a intrat în multe fabrici interne de producție CMC, iar produsele includ șase modele de 4m.³, 6m³, 8m³, 10m³, 15m³, și 26m³. În 2007, reactorul cu brăzdar a câștigat autorizația națională de brevet de model de utilitate (numărul publicației de brevet: CN200957344). După 2007, a fost dezvoltat un reactor special pentru linia de producție a eterului de celuloză neionică (cum ar fi MC/HPMC). În prezent, producția internă de CMC adoptă în principal metoda solventului.

Conform feedback-ului curent de la producătorii de eter de celuloză, utilizarea reactoarelor cu brăzdar poate reduce utilizarea solvenților cu 20% până la 30%, iar odată cu creșterea echipamentelor de producție, există un potențial pentru o reducere suplimentară a utilizării solvenților. Deoarece reactorul brăzdar poate ajunge la 15-26m³, uniformitatea distribuției substituenților în reacția de eterificare este mult mai bună decât cea a malaxorului.

3. Alte echipamente de producție de eter de celuloză

În ultimii ani, în timpul dezvoltării reactoarelor de alcalinizare și eterificare cu eter de celuloză, sunt în curs de dezvoltare și alte modele alternative.

Airlifter (număr publicație de brevet: CN200955897). În procesul de producție CMC cu metoda solventului, uscătorul cu vid cu greblă a fost folosit în principal în procesul de recuperare și uscare a solvenților în trecut, dar uscătorul cu vid cu greblă poate fi acționat doar intermitent, în timp ce dispozitivul de ridicare cu aer poate realiza funcționare continuă. Aerul de ridicare zdrobește materialul CMC prin rotația rapidă a brăzdarelor și a cuțitelor zburătoare în cilindru pentru a crește suprafața de transfer de căldură și pulverizează abur în cilindru pentru a volatiliza complet etanolul din materialul CMC și a facilita recuperarea, reducând astfel costul de producție al CMC și economisiți resursele de etanol și finalizați operarea procesului de uscare a eterului de celuloză în același timp. Produsul are doua modele de 6.2m³și 8m³.

Granulator (numărul publicației de brevet: CN200957347). În procesul de producere a eterului de celuloză prin metoda solventului, granulatorul de extrudare cu două șuruburi a fost utilizat în principal în trecut pentru a granula materialul carboximetil celuloză de sodiu după reacția de eterificare, spălare și uscare. Granulatorul de eter de celuloză de tip ZLH nu numai că poate granula continuu ca și granulatorul de extrudare cu două șuruburi existente, dar poate și îndepărta continuu materiale prin alimentarea cu aer în cilindru și cu apă de răcire în manta. Reacționează căldura reziduală, îmbunătățind astfel calitatea granulării și economisind energie electrică și poate crește rata de ieșire a produsului prin creșterea vitezei axului și poate regla înălțimea nivelului materialului în funcție de cerințele procesului. Produsul are doua modele de 3.2m³si 4m³.

Mixer cu flux de aer (număr publicație de brevet: CN200939372). Mixerul cu flux de aer de tip MQH trimite aer comprimat în camera de amestec prin duza de pe capul de amestecare, iar materialul se ridică instantaneu în spirală de-a lungul peretelui cilindrului cu aerul comprimat pentru a forma o stare de amestecare fluidizată. După câteva intervale de suflare și pauză, se poate realiza amestecarea rapidă și uniformă a materialelor în volumul complet. Diferențele dintre diferite loturi de produs sunt reunite prin amestecare. În prezent, există cinci tipuri de produse: 15m³, 30m³, 50m³, 80m³, și 100 m³.

Deși diferența dintre echipamentele de producție de eter de celuloză din țara mea și nivelurile avansate străine este în continuare restrânsă, este totuși necesar să se îmbunătățească în continuare nivelul procesului și să se facă îmbunătățiri suplimentare pentru a aborda problemele care nu sunt compatibile cu echipamentele de producție actuale.

4. Outlook

industria de eter de celuloză din țara mea dezvoltă în mod activ proiectarea și procesarea de noi echipamente și combină caracteristicile echipamentului pentru a îmbunătăți continuu procesul. Producătorii și producătorii de echipamente au început să dezvolte și să aplice împreună echipamente noi. Toate acestea reflectă progresul industriei eterului de celuloză din țara mea. , această legătură va avea un impact important asupra dezvoltării industriei. În ultimii ani, industria de eter de celuloză din țara mea, bazată pe tehnologia cu caracteristici chinezești, fie a absorbit experiența internațională avansată, a introdus dispozitive străine, fie a folosit pe deplin echipamentele casnice pentru a finaliza transformarea de la originalul „murdar, dezordonat, sărac”. și producția intensivă în atelier pentru a Tranziția mecanizării și automatizării pentru a realiza un salt mare în capacitatea de producție, calitate și eficiență în industria eterului de celuloză a devenit obiectivul comun al producătorilor de eter de celuloză din țara mea.