Ako zlepšiť produkciu éteru celulózy?

Kima Chemical Co., Ltd chcel by som predstaviť zlepšenie procesu výroby éteru celulózy a zariadenia za posledných desať rokov a analyzovať rôzne charakteristiky miesiaceho a radlicového reaktora v procese výroby éteru celulózy. S rýchlym rozvojom priemyslu celulózových éterov sa výrobná kapacita jedného súboru zariadení mení zo stoviek ton na niekoľko tisíc ton. Je nevyhnutným trendom, aby nové zariadenia nahradili staré zariadenia.

kľúčové slová: éter celulózy; výrobné zariadenia; hnetač; radlicový reaktor

Keď sa pozrieme späť na posledných desať rokov čínskeho priemyslu celulózových éterov, je to slávna dekáda pre rozvoj priemyslu celulózového éteru. Výrobná kapacita éteru celulózy dosiahla viac ako 250 000 ton. V roku 2007 bola produkcia CMC 122 000 ton a produkcia neiónového éteru celulózy 62 000 ton. 10 000 ton éteru celulózy (v roku 1999, Čína'celková produkcia éteru celulózy bola iba 25 660 ton, čo predstavuje viac ako štvrtinu sveta's výstup; niekoľko tisíctonových podnikov úspešne vstúpilo medzi 10 000-tonové podniky; odrody produktov sa výrazne zvýšili , Kvalita produktu sa neustále zlepšuje; za tým všetkým je ďalšia vyspelosť technológie procesu a ďalšie zlepšovanie úrovne výrobných zariadení. V porovnaní so zahraničnou vyspelou úrovňou sa rozdiel výrazne zmenšil.

Tento článok predstavuje najnovší vývoj domáceho výrobného procesu celulózového éteru a zlepšovania zariadení v posledných rokoch a predstavuje prácu vykonanú Výskumným ústavom chemického priemyslu Zhejiang pri výskume a vývoji zariadení na výrobu celulózových éterov na základe teórie a myslenia zeleného chemického priemyslu. Výskumné práce na eterifikačnom reaktore na alkalizáciu éteru celulózy.

1. Technológia výroby a zariadenia domáceho éteru celulózy CMC v 90. rokoch 20. storočia

Odkedy Shanghai Celluloid Factory v roku 1958 vyvinula proces s vodným médiom, na výrobu CMC sa použil proces s nízkym výkonom rozpúšťadla s jedným zariadením a ďalšie výrobné procesy. V domácom prostredí sa miesiče používajú hlavne na eterifikačné reakcie. V deväťdesiatych rokoch bola ročná výrobná kapacita jedného výrobného závodu CMC väčšiny výrobcov 200 – 500 ton a hlavné modely eterifikačnej reakcie boli 1,5 m.³ a 3 m³ hnetače. Ak sa však ako reakčné zariadenie použije hnetač, v dôsledku nízkej rýchlosti hnetiaceho ramena, dlhého reakčného času eterifikácie, vysokého podielu vedľajších reakcií, nízkej rýchlosti využitia eterifikačného činidla a zlej rovnomernosti distribúcia substituentov eterifikačnej reakcie, hlavné reakčné podmienky Napríklad regulovateľnosť pomeru kúpeľa, koncentrácie alkálií a rýchlosti hnetacích ramien je slabá, takže je ťažké realizovať približnú homogenitu eterifikačnej reakcie a ešte ťažšie je uskutočniť prenos hmoty a permeačný výskum hlbokej eterifikačnej reakcie. Preto má hnetač určité obmedzenia ako reakčné zariadenie CMC a je prekážkou rozvoja priemyslu celulózových éterov. Nedostatky hlavných modelov eterifikačnej reakcie v 90. rokoch možno zhrnúť do troch slov: malý (malý výkon jedného zariadenia), nízky (nízka miera využitia eterifikačného činidla), slabý (eterifikačná reakcia nahrádza Rovnomernosť základnej distribúcie je chudobný). Vzhľadom na chyby v štruktúre miesiča je potrebné vyvinúť reakčné zariadenie, ktoré dokáže urýchliť eterifikačnú reakciu materiálu a distribúcia substituentov v eterifikačnej reakcii je rovnomernejšia, takže rýchlosť využitia éterifikačného činidla je vyšší. Koncom 90-tych rokov mnoho domácich podnikov s celulózovým éterom dúfalo, že Výskumný ústav chemického priemyslu Zhejiang bude skúmať a vyvíjať výrobné zariadenia, ktoré súrne potrebuje priemysel celulózových éterov. Výskumný ústav chemického priemyslu Zhejiang sa začal zapájať do výskumu procesu a zariadení na miešanie prášku v 70. rokoch minulého storočia, vytvoril silný tím výskumu a vývoja a dosiahol potešujúce výsledky. Mnohé technológie a zariadenia boli ocenené Ministerstvom chemického priemyslu a Cenou za pokrok v oblasti vedy a techniky v meste Zhejiang. V 80. rokoch sme spolupracovali s Výskumným ústavom požiarovosti Tianjin Ministerstva verejnej bezpečnosti na vývoji špeciálneho zariadenia na výrobu suchého prášku, ktoré získalo tretiu cenu Ceny Ministerstva verejnej bezpečnosti za pokrok vo vede a technike; v 90. rokoch sme skúmali a vyvíjali technológiu a zariadenia na miešanie tuhých látok a kvapalín. Vedci z Provinčného výskumného ústavu chemického priemyslu v provincii Zhejiang, vedomí si budúcich vyhliadok rozvoja priemyslu celulózových éterov, začali skúmať a vyvíjať špeciálne výrobné zariadenia pre celulózový éter.

2. Proces vývoja špeciálneho reaktora na éter celulózy

2.1 Vlastnosti radlicového miešadla

Princíp činnosti radlicového miešadla spočíva v tom, že pri pôsobení radlicového miešadla sa prášok v stroji víri pozdĺž steny valca v obvodovom a radiálnom smere na jednej strane a prášok sa vrhá po oboch stranách. na druhej strane radlice. Trajektórie pohybu sa križujú a narážajú do seba, čím vytvárajú turbulentný vír a tvoria celý rozsah trojrozmerného pohybu v priestore. Kvôli relatívne zlej tekutosti vláknitých reakčných surovín iné modely nedokážu poháňať obvodové, radiálne a axiálne pohyby celulózy vo valci. Prostredníctvom výskumu výrobného procesu CMC a zariadení v priemysle celulózových éterov doma a v zahraničí, s plným využitím 30-ročných výsledkov výskumu, bol radlicový miešač vyvinutý v 80. rokoch 20. storočia pôvodne vybraný ako základný model pre vývoj celulózy. zariadenie na reakciu éteru.

2.2 Proces vývoja radlicového reaktora

Prostredníctvom testu malého experimentálneho stroja skutočne dosiahol lepší účinok ako hnetač. Keď sa však priamo používajú v priemysle celulózových éterov, stále existujú nasledujúce problémy: 1) Pri eterifikačnej reakcii je tekutosť vláknitej reakčnej suroviny relatívne zlá, takže štruktúra jej radličky a lietajúceho noža nie je dostatočné. Poháňajte celulózu, aby sa pohybovala v obvodovom, radiálnom a axiálnom smere valca, takže miešanie reaktantov nie je dostatočné, čo vedie k nízkemu využitiu reaktantov a relatívne malému počtu produktov. 2) V dôsledku nízkej tuhosti hlavného hriadeľa podporovaného rebrami je ľahké po prevádzke spôsobiť excentricitu a problém s únikom tesnenia hriadeľa; preto vonkajší vzduch ľahko preniká do valca cez tesnenie hriadeľa a ovplyvňuje činnosť podtlaku vo valci, čo vedie k tomu, že prášok vo valci je. uniknúť. 3) Ich vypúšťacie ventily sú klapkové ventily alebo tanierové ventily. Pri prvom je ľahké vdychovať vonkajší vzduch v dôsledku slabého tesniaceho výkonu, zatiaľ čo pri druhom je ľahké zadržiavať materiály a spôsobiť stratu reaktantov. Preto sa tieto problémy musia riešiť jeden po druhom.

Výskumníci mnohokrát zlepšili dizajn radlicového reaktora a poskytli ho niekoľkým podnikom s éterom celulózy na skúšobné použitie a postupne vylepšovali dizajn podľa spätnej väzby. Zmenou konštrukčného tvaru radličiek a striedavým usporiadaním dvoch susedných radličiek na oboch stranách hlavného hriadeľa dochádza pri pôsobení radličiek k turbulencii nielen v obvodovom a radiálnom smere pozdĺž vnútornej steny valca, ale aj k turbulencii. tiež striekanie pozdĺž normálneho smeru oboch strán radličky, takže reaktanty sú úplne premiešané a alkalizačné a eterifikačné reakcie dokončené v procese miešania sú dôkladné, miera využitia reaktantov je vysoká, reakčná rýchlosť je rýchla a spotreba energie je nízka. Okrem toho sú tesnenia hriadeľa a ložiskové sedlá na oboch koncoch valca pripevnené ku koncovej doske konzoly cez prírubu, aby sa zvýšila tuhosť hlavného hriadeľa, takže prevádzka je stabilná. Súčasne je možné zabezpečiť tesniaci účinok tesnenia hriadeľa, pretože hlavný hriadeľ sa neohýba a nedeformuje a prášok vo valci neuniká. Zmenou konštrukcie vypúšťacieho ventilu a zväčšením priemeru výfukovej nádrže môže nielen účinne zabrániť zadržiavaniu materiálov vo vypúšťacom ventile, ale aj zabrániť strate prášku materiálu počas výfuku, čím sa účinne zníži strata reakcie. produktov. Štruktúra nového reaktora je rozumná. Môže poskytnúť nielen stabilné a spoľahlivé prostredie na prípravu éteru celulózy CMC, ale tiež účinne zabrániť úniku prášku z valca zlepšením vzduchotesnosti tesnenia hriadeľa a vypúšťacieho ventilu. Šetrné k životnému prostrediu, realizujúce dizajnovú myšlienku zeleného chemického priemyslu.

2.3 Vývoj radličkového reaktora

Kvôli chybám malých, nízkych a nekvalitných hnetačov sa radlicový reaktor dostal do mnohých domácich výrobných závodov CMC a produkty zahŕňajú šesť modelov 4m³, 6m³, 8m³, 10 m³, 15m³a 26 m³. V roku 2007 získal radlicový reaktor národné patentové povolenie na úžitkový vzor (číslo zverejnenia patentu: CN200957344). Po roku 2007 bol vyvinutý špeciálny reaktor pre linku na výrobu neiónových éterov celulózy (ako MC/HPMC). V súčasnosti domáca výroba CMC využíva hlavne rozpúšťadlovú metódu.

Podľa aktuálnej spätnej väzby od výrobcov éterov celulózy môže použitie radličkových reaktorov znížiť spotrebu rozpúšťadla o 20 % až 30 % a s nárastom výrobných zariadení existuje potenciál pre ďalšie zníženie spotreby rozpúšťadiel. Pretože radlicový reaktor môže dosiahnuť 15-26 m³Rovnomernosť distribúcie substituentov pri eterifikačnej reakcii je oveľa lepšia ako pri hnetači.

3. Ostatné zariadenia na výrobu éteru celulózy

V posledných rokoch, keď sa vyvíjajú reaktory na alkalizáciu a éterifikáciu éteru celulózy, sú vo vývoji aj ďalšie alternatívne modely.

Vzduchový zdvihák (číslo zverejnenia patentu: CN200955897). Vo výrobnom procese CMC metódou rozpúšťadla sa vákuová sušiareň s hrablemi v minulosti používala hlavne v procese regenerácie rozpúšťadla a sušenia, ale vákuová sušiareň s hrable môže byť prevádzkovaná len prerušovane, zatiaľ čo vzduchový zdvihák môže vykonávať nepretržitú prevádzku. Vzduchový zdvihák rozdrví materiál CMC prostredníctvom rýchlej rotácie radličiek a lietajúcich nožov vo valci, aby sa zväčšila plocha na prenos tepla, a rozprašuje paru do valca, aby sa úplne odparil etanol z materiálu CMC a uľahčila sa regenerácia, čím sa znížia výrobné náklady CMC a šetrite zdroje etanolu a súčasne dokončite prevádzku procesu sušenia éteru celulózy. Produkt má dva modely po 6,2 m³a 8m³.

Granulátor (číslo zverejnenia patentu: CN200957347). V procese výroby éteru celulózy rozpúšťadlovou metódou sa v minulosti používal najmä dvojzávitovkový extrúzny granulátor na granuláciu materiálu karboxymetylcelulózy sodnej po eterifikačnej reakcii, premytí a sušení. Granulátor celulózového éteru typu ZLH môže nielen kontinuálne granulovať ako existujúci dvojzávitovkový vytláčací granulátor, ale môže tiež kontinuálne odstraňovať materiály privádzaním vzduchu do valca a chladiacej vody do plášťa. Reagujte odpadové teplo, čím sa zlepšuje kvalita granulácie a šetrí elektrina a môže sa zvýšiť rýchlosť výstupu produktu zvýšením rýchlosti vretena a môže sa nastaviť výška úrovne materiálu podľa požiadaviek procesu. Produkt má dva modely po 3,2 m³a 4 m³.

Zmiešavač prúdu vzduchu (číslo zverejnenia patentu: CN200939372). Zmiešavač vzduchu typu MQH posiela stlačený vzduch do zmiešavacej komory cez dýzu na miešacej hlave a materiál okamžite špirálovito stúpa pozdĺž steny valca so stlačeným vzduchom, aby vytvoril fluidný stav miešania. Po niekoľkých intervaloch pulzného fúkania a pauzy je možné realizovať rýchle a rovnomerné premiešanie materiálov v plnom objeme. Rozdiely medzi rôznymi šaržami produktu sa spájajú zmiešaním. V súčasnosti existuje päť druhov výrobkov: 15m³, 30 m³, 50 m³, 80 m³a 100 m³.

Hoci sa priepasť medzi zariadením na výrobu éteru celulózy v mojej krajine a zahraničnými pokročilými úrovňami ďalej zmenšuje, stále je potrebné ďalej zlepšovať úroveň procesov a robiť ďalšie zlepšenia, aby sa riešili problémy, ktoré nie sú kompatibilné so súčasným výrobným zariadením.

4. Výhľad

Priemysel celulózového éteru v mojej krajine aktívne vyvíja dizajn a spracovanie nových zariadení a kombinuje vlastnosti zariadení s cieľom neustále zlepšovať proces. Výrobcovia a výrobcovia zariadení začali spoločne vyvíjať a používať nové zariadenia. To všetko odzrkadľuje pokrok v odvetví výroby celulózových éterov v mojej krajine. , bude mať toto prepojenie dôležitý vplyv na rozvoj odvetvia. V posledných rokoch priemysel celulózového éteru v mojej krajine, založený na technológii s čínskymi charakteristikami, buď absorboval medzinárodné pokročilé skúsenosti, predstavil zahraničné zariadenia alebo plne využil domáce vybavenie na dokončenie transformácie z pôvodného „špinavého, chaotického, chudobného“ a dielenská výroba náročná na prácu do roku Prechod mechanizácie a automatizácie s cieľom dosiahnuť veľký skok vo výrobnej kapacite, kvalite a efektívnosti v priemysle celulózových éterov sa stal spoločným cieľom výrobcov celulózových éterov v mojej krajine.