Kako izboljšati proizvodnjo celuloznega etra?

Kima Chemical Co., Ltd bi rad predstavi izboljšanje postopka in opreme za proizvodnjo celuloznega etra v zadnjih desetih letih ter analizira različne značilnosti gnetilnega in lemežnega reaktorja v procesu proizvodnje celuloznega etra. S hitrim razvojem industrije celuloznega etra se proizvodna zmogljivost posameznega sklopa opreme spreminja iz več sto ton v več tisoč ton. Neizbežen trend je, da nova oprema nadomesti staro opremo.

Ključne besede: celulozni eter; proizvodna oprema; gnetilka; lemežni reaktor

Če pogledamo nazaj na zadnjih deset let kitajske industrije celuloznega etra, je to veličastno desetletje za razvoj industrije celuloznega etra. Proizvodna zmogljivost celuloznega etra je dosegla več kot 250.000 ton. V letu 2007 je bila proizvodnja CMC 122.000 ton, proizvodnja neionskega celuloznega etra pa 62.000 ton. 10.000 ton celuloznega etra (leta 1999, Kitajska'Skupna proizvodnja celuloznega etra je bila le 25.660 ton), kar predstavlja več kot četrtino svetovne's izhod; številna podjetja na ravni tisoč ton so se uspešno uvrstila na lestvico podjetij na ravni 10.000 ton; sorte izdelkov so se znatno povečale, kakovost izdelkov se nenehno izboljšuje; za vsem tem stoji nadaljnja zrelost procesne tehnologije in nadaljnje izboljševanje nivoja proizvodne opreme. V primerjavi s tujo višjo stopnjo se je razlika bistveno zmanjšala.

Ta članek predstavlja najnovejši razvoj domačega postopka proizvodnje celuloznega etra in izboljšave opreme v zadnjih letih ter predstavlja delo, ki ga je opravil Inštitut za raziskave kemijske industrije Zhejiang pri raziskovanju in razvoju opreme za proizvodnjo celuloznega etra, ki temelji na teoriji in razmišljanju zelene kemične industrije. Raziskovalno delo na reaktorju za alkalizacijo celuloznega etra za eteriranje.

1. Proizvodna tehnologija in oprema domačega celuloznega etra CMC v devetdesetih letih prejšnjega stoletja

Odkar je šanghajska tovarna celuloida leta 1958 razvila postopek z vodnim medijem, so za proizvodnjo CMC uporabljali postopek z nizko porabo topil z eno samo opremo in druge proizvodne postopke. Doma se gnetilci uporabljajo predvsem za reakcije eterifikacije. V devetdesetih letih prejšnjega stoletja je bila letna proizvodna zmogljivost posameznega proizvodnega obrata CMC večine proizvajalcev 200–500 ton, glavni modeli reakcije eterifikacije pa so bili 1,5 m³ in 3m³ gnetilniki. Ko pa se gnetilec uporablja kot reakcijska oprema, zaradi počasne hitrosti gnetelne roke, dolgega reakcijskega časa eterifikacije, velikega deleža stranskih reakcij, nizke stopnje izkoriščenosti sredstva za eteriranje in slabe enakomernosti porazdelitev substituentov v reakciji eterifikacije, glavni reakcijski pogoji Na primer, možnost nadzora razmerja kopeli, koncentracije alkalij in hitrosti gnetelne roke je slaba, zato je težko uresničiti približno homogenost reakcije eterifikacije, še težje pa je izvesti prenos mase in raziskave prepustnosti reakcije globoke eterifikacije. Zato ima gnetilnik določene omejitve kot reakcijska oprema CMC in je ozko grlo razvoja industrije celuloznega etra. Neustreznosti glavnih modelov reakcije eterifikacije v devetdesetih letih lahko povzamemo s tremi besedami: majhna (majhna proizvodnja ene same naprave), nizka (nizka stopnja izkoriščenosti sredstva za eterifikacijo), slaba (reakcija eterifikacije nadomešča enakomernost porazdelitve baze). je reven). Glede na napake v strukturi gnetilnika je treba razviti reakcijsko opremo, ki lahko pospeši reakcijo eterifikacije materiala, porazdelitev substituentov v reakciji eterifikacije pa je bolj enakomerna, tako da je stopnja izkoriščenosti sredstva za eteriranje je večja. V poznih devetdesetih letih prejšnjega stoletja so številna domača podjetja celuloznega etra upala, da bo raziskovalni inštitut za kemijsko industrijo Zhejiang raziskoval in razvil proizvodno opremo, ki jo industrija celuloznega etra nujno potrebuje. Raziskovalni inštitut za kemijsko industrijo Zhejiang se je začel vključevati v raziskave postopka in opreme za mešanje prahu v sedemdesetih letih prejšnjega stoletja, oblikoval močno ekipo za raziskave in razvoj ter dosegel razveseljive rezultate. Ministrstvo za kemično industrijo in Zhejiang Science and Technology Progress Award sta podelili številne tehnologije in opremo. V osemdesetih letih prejšnjega stoletja smo sodelovali z Inštitutom za raziskovanje požarov v Tianjinu Ministrstva za javno varnost pri razvoju posebne opreme za proizvodnjo suhega prahu, ki je prejela tretjo nagrado Ministrstva za javno varnost za znanstveni in tehnološki napredek; v devetdesetih letih prejšnjega stoletja smo raziskovali in razvijali tehnologijo in opremo za mešanje trdnega in tekočega. Zavedajoč se prihodnjih razvojnih možnosti industrije celuloznega etra, so raziskovalci raziskovalnega inštituta za kemijsko industrijo province Zhejiang začeli raziskovati in razvijati posebno proizvodno opremo za celulozni eter.

2. Razvojni proces posebnega reaktorja za celulozni eter

2.1 Lastnosti mešalnika lemežev

Načelo delovanja mešalnika lemežev je, da se pod delovanjem mešala v obliki lemeža prah v stroju vrti vzdolž stene cilindra v obodni in radialni smeri na eni strani, prah pa se vrže vzdolž obeh strani lemeža na drugi strani. Trajektorije gibanja se križajo in trčijo druga ob drugo ter tako ustvarjajo turbulentni vrtinec in tvorijo celoten obseg tridimenzionalnega gibanja prostora. Zaradi relativno slabe fluidnosti vlaknatih reakcijskih surovin drugi modeli ne morejo poganjati obodnih, radialnih in aksialnih gibov celuloze v cilindru. Z raziskavami proizvodnega procesa CMC in opreme industrije celuloznega etra doma in v tujini, ob polni uporabi svojih 30-letnih raziskovalnih rezultatov, je bil mešalnik lemežev, razvit v osemdesetih letih, prvotno izbran kot osnovni model za razvoj celuloze. oprema za reakcijo etra.

2.2 Razvojni proces lemežnega reaktorja

S preizkusom majhnega eksperimentalnega stroja je res dosegel boljši učinek kot gnetilec. Ko pa se neposredno uporabljajo v industriji celuloznega etra, še vedno obstajajo naslednje težave: 1) Pri reakciji eterifikacije je fluidnost vlaknaste reakcijske surovine razmeroma slaba, zato struktura njenega lemeža in letečega noža ni dovolj. Poganjajte celulozo, da se premika v obodni, radialni in aksialni smeri cevi, tako da mešanje reaktantov ni zadostno, kar ima za posledico nizko izkoriščenost reaktantov in relativno malo produktov. 2) Zaradi slabe togosti glavne gredi, podprte z rebri, je po delovanju enostavno povzročiti ekscentričnost in problem puščanja tesnila gredi; zato zunanji zrak zlahka vdre v valj skozi tesnilo gredi in vpliva na vakuumsko delovanje v valju, kar povzroči prah v valju. Pobegniti. 3) Njihovi izpustni ventili so loputni ventili ali kolutni ventili. Prvega je enostavno vdihavati zunanji zrak zaradi slabega tesnjenja, medtem ko je pri drugem enostavno zadrževati materiale in povzročati izgubo reaktantov. Zato je treba te težave reševati enega za drugim.

Raziskovalci so večkrat izboljšali zasnovo lemežnega reaktorja in ga posredovali več podjetjem za celulozni eter za poskusno uporabo ter postopoma izboljševali zasnovo glede na povratne informacije. S spremembo strukturne oblike lemežev in zamaknjene razporeditve dveh sosednjih lemežev na obeh straneh glavne gredi reaktanti pod delovanjem lemežev ne povzročajo le turbulence v obodni in radialni smeri vzdolž notranje stene valja, ampak tudi Splash vzdolž normalne smeri obeh strani lemeža, tako da so reaktanti popolnoma premešani in da sta reakciji alkalizacije in eterifikacije, dokončani v procesu mešanja, temeljiti, stopnja izkoriščenosti reaktantov je visoka, hitrost reakcije je hitra in poraba energije je nizka. Poleg tega so tesnila gredi in sedeži ležajev na obeh koncih cilindra pritrjeni na končno ploščo nosilca skozi prirobnico, da se poveča togost glavne gredi, tako da je delovanje stabilno. Hkrati je mogoče zagotoviti tesnilni učinek tesnila gredi, ker se glavna gred ne upogne in deformira, prah v cilindru pa ne uhaja. S spremembo strukture izpustnega ventila in povečanjem premera izpušne posode ne more le učinkovito preprečiti zadrževanja materialov v izpustnem ventilu, temveč tudi preprečiti izgubo materiala v prahu med izpuhom, s čimer učinkovito zmanjša izgubo reakcije izdelkov. Struktura novega reaktorja je razumna. Ne samo, da lahko zagotovi stabilno in zanesljivo pripravljalno okolje za celulozni eter CMC, ampak tudi učinkovito prepreči uhajanje prahu v valju z izboljšanjem zrakotesnosti tesnila gredi in izpustnega ventila. Okolju prijazen, uresničuje oblikovalsko idejo zelene kemične industrije.

2.3 Razvoj lemežnega reaktorja

Zaradi napak majhnih, nizkih in slabih gnetilnikov je lemežni reaktor vstopil v številne domače proizvodne obrate CMC, izdelki pa vključujejo šest modelov 4m³, 6m³, 8m³, 10m³, 15m³in 26m³. Leta 2007 je lemežni reaktor pridobil nacionalno avtorizacijo patenta za uporabni model (številka objave patenta: CN200957344). Po letu 2007 je bil razvit poseben reaktor za linijo za proizvodnjo neionskega celuloznega etra (kot je MC/HPMC). Trenutno domača proizvodnja CMC večinoma uporablja metodo topil.

Glede na trenutne povratne informacije proizvajalcev celuloznega etra lahko uporaba lemežnih reaktorjev zmanjša porabo topil za 20 % do 30 %, s povečanjem proizvodne opreme pa obstaja možnost nadaljnjega zmanjšanja porabe topil. Ker lahko reaktor lemeža doseže 15-26 m³, je enakomernost porazdelitve substituentov v reakciji eterifikacije veliko boljša kot pri gnetilniku.

3. Druga oprema za proizvodnjo celuloznega etra

V zadnjih letih se med razvojem reaktorjev za alkalizacijo in eterifikacijo celuloznega etra razvijajo tudi drugi alternativni modeli.

Dvigalo zraka (številka objave patenta: CN200955897). V proizvodnem procesu CMC s topilno metodo se je vakuumski sušilnik z grabljami v preteklosti večinoma uporabljal v procesu pridobivanja topil in sušenja, vendar lahko vakuumski sušilnik z grabljami deluje le občasno, medtem ko lahko dvigalo zraka izvaja neprekinjeno delovanje. Zračni dvigalnik zdrobi material CMC s hitrim vrtenjem lemežev in letečih nožev v valju, da poveča površino za prenos toplote, in razprši paro v valj, da popolnoma izhlapi etanol iz materiala CMC in olajša predelavo, s čimer se zmanjšajo proizvodni stroški CMC in prihranite vire etanola ter hkrati dokončajte postopek sušenja celuloznega etra. Izdelek ima dva modela po 6,2 m³in 8m³.

Granulator (številka objave patenta: CN200957347). V procesu proizvodnje celuloznega etra po metodi s topilom se je v preteklosti za granulacijo materiala natrijeve karboksimetil celuloze po reakciji eterifikacije, pranju in sušenju uporabljal predvsem dvovijačni ekstrudijski granulator. Granulator celuloznega etra tipa ZLH lahko ne le neprekinjeno granulira kot obstoječi ekstruzijski granulator z dvojnim polžem, ampak lahko tudi neprekinjeno odstranjuje materiale z dovajanjem zraka v valj in hladilno vodo v plašč. Reagirajte na odpadno toploto, s čimer izboljšate kakovost granulacije in prihranite električno energijo ter lahko povečate stopnjo proizvodnje izdelka s povečanjem hitrosti vretena in lahko prilagodite višino nivoja materiala glede na zahteve procesa. Izdelek ima dva modela po 3,2 m³in 4m³.

Mešalnik pretoka zraka (številka objave patenta: CN200939372). Mešalnik s pretokom zraka tipa MQH pošlje stisnjen zrak v mešalno komoro skozi šobo na mešalni glavi, material pa se v hipu spiralno dvigne vzdolž stene cilindra s stisnjenim zrakom, da tvori fluidizirano mešalno stanje. Po več intervalih pulznega pihanja in premora je mogoče doseči hitro in enakomerno mešanje materialov v polni prostornini. Razlike med različnimi serijami izdelka se združijo z mešanjem. Trenutno obstaja pet vrst izdelkov: 15m³, 30m³, 50m³, 80m³, in 100m³.

Čeprav se razlika med opremo za proizvodnjo celuloznega etra v moji državi in ​​tujimi naprednimi ravnmi še zmanjšuje, je še vedno treba dodatno izboljšati procesno raven in opraviti nadaljnje izboljšave za reševanje težav, ki niso združljive s trenutno proizvodno opremo.

4. Outlook

industrija celuloznega etra v moji državi aktivno razvija načrtovanje in predelavo nove opreme ter združuje značilnosti opreme za nenehno izboljševanje postopka. Proizvajalci in proizvajalci opreme so začeli skupaj razvijati in uporabljati novo opremo. Vse to odraža napredek industrije celuloznega etra v moji državi. , bo ta povezava pomembno vplivala na razvoj industrije. V zadnjih letih je industrija celuloznega etra v moji državi, ki temelji na tehnologiji s kitajskimi značilnostmi, bodisi absorbirala mednarodne napredne izkušnje, uvedla tuje naprave ali v celoti uporabila domačo opremo za dokončanje preobrazbe iz prvotnega »umazanega, neurejenega, revnega« in delovno intenzivno delavniško proizvodnjo na Prehod mehanizacije in avtomatizacije za doseganje velikega preskoka v proizvodni zmogljivosti, kakovosti in učinkovitosti v industriji celuloznega etra je postal skupni cilj proizvajalcev celuloznega etra v moji državi.