Hur kan man förbättra produktionen av cellulosaeter?

Kima Chemical Co., Ltd skulle vilja introducerar förbättringen av cellulosaeterproduktionsprocessen och utrustningen under de senaste tio åren, och analyserar de olika egenskaperna hos knådare och billreaktorer i cellulosaeterproduktionsprocessen. Med den snabba utvecklingen av cellulosaeterindustrin övergår produktionskapaciteten för en enda uppsättning utrustning från hundratals ton till flera tusen ton. Det är en oundviklig trend att ny utrustning ersätter gammal utrustning.

Nyckelord: cellulosaeter; produktionsutrustning; knådare; bill reaktor

När man ser tillbaka på de senaste tio åren av Kinas cellulosaeterindustri är det ett strålande decennium för utvecklingen av cellulosaeterindustrin. Produktionskapaciteten för cellulosaeter har nått mer än 250 000 ton. År 2007 var produktionen av CMC 122 000 ton och produktionen av nonjonisk cellulosaeter var 62 000 ton. 10 000 ton cellulosaeter (1999, Kina's totala produktion av cellulosaeter var endast 25 660 ton), vilket motsvarar mer än en fjärdedel av världen's utgång; ett antal företag på tusentonsnivå har framgångsrikt kommit in i raden av företag på 10 000 tonnivå; produktvarianterna har ökat avsevärt , Produktkvaliteten har stadigt förbättrats; bakom allt detta ligger processteknikens ytterligare mognad och ytterligare förbättring av produktionsutrustningsnivån. Jämfört med den utländska avancerade nivån har gapet minskat avsevärt.

Den här artikeln introducerar den senaste utvecklingen av inhemsk cellulosaeterproduktionsprocess och förbättring av utrustning under de senaste åren, och introducerar det arbete som gjorts av Zhejiang Chemical Industry Research Institute för att forska och utveckla produktionsutrustning för cellulosaeter baserad på teorin och tänkandet om grön kemisk industri. Forskningsarbete på alkaliseringsföretringsreaktor för cellulosaeter.

1. Produktionsteknik och utrustning för inhemsk cellulosaeter CMC på 1990-talet

Sedan Shanghai Celluloid Factory utvecklade vatten-medium-processen 1958, har den enkelutrustnings lågeffektlösningsmedelsprocessen och andra produktionsprocesser använts för att producera CMC. Inhemskt används knådare främst för företringsreaktioner. På 1990-talet var den årliga produktionskapaciteten för en enda produktionsanläggning CMC för de flesta tillverkare 200-500 ton, och de vanliga modellerna av företringsreaktion var 1,5 m³ och 3m³ knådare. Men när knådaren används som reaktionsutrustning, på grund av den låga hastigheten hos knådningsarmen, den långa företringsreaktionstiden, den höga andelen sidoreaktioner, den låga användningshastigheten för företringsmedlet och den dåliga likformigheten hos företringsreaktionens substituentfördelning, de huvudsakliga reaktionsförhållandena Till exempel är kontrollerbarheten av badförhållande, alkalikoncentration och knådningsarmshastighet dålig, så det är svårt att inse den ungefärliga homogeniteten av företringsreaktionen, och det är ännu svårare att utföra massöverföring och permeationsforskning av djup företringsreaktion. Därför har knådaren vissa begränsningar som reaktionsutrustning för CMC, och det är flaskhalsen i utvecklingen av cellulosaeterindustrin. Otillräckligheterna i de vanliga modellerna för företringsreaktion på 1990-talet kan sammanfattas i tre ord: liten (liten effekt av en enda enhet), låg (låg utnyttjandegrad av företringsreaktion), dålig (företringsreaktion ersätter enhetligheten i basfördelningen är dålig). Med tanke på defekterna i knådarens struktur är det nödvändigt att utveckla en reaktionsutrustning som kan påskynda företringsreaktionen av materialet, och fördelningen av substituenterna i företringsreaktionen är mer enhetlig, så att användningshastigheten av företringsmedlet är högre. I slutet av 1990-talet hoppades många inhemska cellulosaeterföretag att Zhejiang Research Institute of Chemical Industry skulle forska om och utveckla produktionsutrustning som behövs för cellulosaeterindustrin. Zhejiang Research Institute of Chemical Industry började engagera sig i forskningen om pulverblandningsprocess och utrustning på 1970-talet, bildade ett starkt FoU-team och uppnådde glädjande resultat. Många tekniker och utrustning har tilldelats av Ministry of Chemical Industry och Zhejiang Science and Technology Progress Award. På 1980-talet samarbetade vi med Tianjin Fire Research Institute vid ministeriet för allmän säkerhet för att utveckla specialutrustning för produktion av torrt pulver, som vann tredje priset av ministeriet för offentlig säkerhets Science and Technology Progress Award; på 1990-talet forskade och utvecklade vi teknik och utrustning för blandning av fast-vätskor. Medvetna om de framtida utvecklingsmöjligheterna för cellulosaeterindustrin började forskarna vid Zhejiang Provincial Research Institute of Chemical Industry forska och utveckla speciell produktionsutrustning för cellulosaeter.

2. Utvecklingsprocessen av speciell reaktor för cellulosaeter

2.1 Funktioner hos billblandaren

Funktionsprincipen för billblandaren är att under verkan av den plogbillsformade omröraren är pulvret i maskinen turbulent längs cylinderväggen i periferiell och radiell riktning å ena sidan, och pulvret kastas längs de två sidorna. av plogbillen å andra sidan. Rörelsens banor är korsade och kolliderar med varandra, vilket genererar en turbulent virvel och bildar ett komplett utbud av tredimensionell rymdrörelse. På grund av den relativt dåliga flytbarheten hos de fibrösa reaktionsråmaterialen kan andra modeller inte driva de perifera, radiella och axiella rörelserna av cellulosan i cylindern. Genom forskningen om CMC-produktionsprocessen och utrustningen inom cellulosaeterindustrin hemma och utomlands, med full användning av dess 30 år av forskningsresultat, valdes billblandaren som utvecklades på 1980-talet till en början som grundmodell för utvecklingen av cellulosa eterreaktionsutrustning.

2.2 Utvecklingsprocess för billreaktor

Genom testet av en liten experimentmaskin har den verkligen fått bättre effekt än knådaren. Men när de används direkt i cellulosaeterindustrin finns det fortfarande följande problem: 1) I företringsreaktionen är flytbarheten hos det fibrösa reaktionsråmaterialet relativt dålig, så strukturen på dess bilbill och flygkniv är inte tillräcklig. Driv cellulosan att röra sig i cylinderns omkrets-, radiella och axiella riktningar, så att blandningen av reaktanterna inte är tillräcklig, vilket resulterar i lågt utnyttjande av reaktanterna och relativt få produkter. 2) På grund av den dåliga styvheten hos huvudaxeln som stöds av ribbor, är det lätt att orsaka excentricitet efter drift och problemet med läckage av axeltätningar; därför invaderar utomhusluften lätt cylindern genom axeltätningen och påverkar vakuumdriften i cylindern, vilket resulterar i pulver i cylindern. Fly. 3) Deras utloppsventiler är klaffventiler eller skivventiler. Den förra är lätt att andas in utomhus på grund av dålig tätningsprestanda, medan den senare är lätt att hålla kvar material och orsaka förlust av reaktanter. Därför måste dessa problem lösas ett efter ett.

Forskare har förbättrat utformningen av billreaktorn många gånger och tillhandahållit den till flera cellulosaeterföretag för provanvändning, och gradvis förbättrat designen enligt feedbacken. Genom att ändra billarnas strukturella form och det förskjutna arrangemanget av två intilliggande bill på båda sidor om huvudaxeln, kommer reaktanterna under billarnas verkan inte bara turbulens i omkrets- och radiellriktningarna längs cylinderns innervägg, utan Stänk också längs den normala riktningen på båda sidorna av bilbillen, så att reaktanterna är helt blandade, och alkaliserings- och företringsreaktionerna som fullbordas i blandningsprocessen är grundliga, reaktanternas utnyttjandehastighet är hög, reaktionshastigheten är snabb och energiförbrukningen är låg. Dessutom är axeltätningarna och lagersätena vid cylinderns båda ändar fästa vid ändplattan på fästet genom flänsen för att öka styvheten hos huvudaxeln, så att driften är stabil. Samtidigt kan tätningseffekten av axeltätningen säkerställas eftersom huvudaxeln inte böjs och deformeras, och pulvret i cylindern försvinner inte. Genom att ändra strukturen på utloppsventilen och öka diametern på avgastanken kan den inte bara effektivt förhindra kvarhållande av material i utloppsventilen, utan också förhindra förlust av materialpulver under avgaser, vilket effektivt minskar reaktionsförlusten. produkter. Strukturen på den nya reaktorn är rimlig. Det kan inte bara tillhandahålla en stabil och pålitlig beredningsmiljö för cellulosaeter CMC, utan också effektivt förhindra att pulvret i cylindern läcker ut genom att förbättra axeltätningens och utloppsventilens lufttäthet. Miljövänlig, förverkligande av designidén för grön kemisk industri.

2.3 Utveckling av billreaktor

På grund av defekterna hos små, låga och dåliga knådare har billreaktorn kommit in i många inhemska CMC-produktionsanläggningar, och produkterna inkluderar sex modeller på 4m³, 6m³, 8m³, 10m³, 15m³och 26m³. 2007 vann billreaktorn det nationella patentet för nyttomodeller (patentpublikationsnummer: CN200957344). Efter 2007 utvecklades en speciell reaktor för produktionslinje för nonjonisk cellulosaeter (som MC/HPMC). För närvarande använder den inhemska produktionen av CMC huvudsakligen lösningsmedelsmetoden.

Enligt den aktuella feedbacken från cellulosaetertillverkare kan användningen av billreaktorer minska lösningsmedelsanvändningen med 20 % till 30 %, och med ökningen av produktionsutrustning finns det en potential för ytterligare minskning av lösningsmedelsanvändningen. Eftersom billreaktorn kan nå 15-26m³likformigheten i substituentfördelningen i företringsreaktionen är mycket bättre än den för knådaren.

3. Annan produktionsutrustning av cellulosaeter

Under de senaste åren, medan reaktorer för alkalisering och företring av cellulosaeter har utvecklats, är andra alternativa modeller också under utveckling.

Luftlyftare (patentpublikationsnummer: CN200955897). I CMC-produktionsprocessen för lösningsmedelsmetoden användes rake vakuumtorkaren huvudsakligen i lösningsmedelsåtervinnings- och torkningsprocessen tidigare, men rake vakuumtorken kan endast användas intermittent, medan luftlyftaren kan realisera kontinuerlig drift. Luftlyftaren krossar CMC-materialet genom den snabba rotationen av bilbillar och flygknivar i cylindern för att öka värmeöverföringsytan, och sprutar ånga in i cylindern för att helt förflyktiga etanol från CMC-materialet och underlätta återvinningen, och därigenom minska produktionskostnaden för CMC och spara etanolresurser och avsluta driften av cellulosaetertorkningsprocessen samtidigt. Produkten har två modeller på 6,2m³och 8m³.

Granulator (patentpublikationsnummer: CN200957347). I processen för framställning av cellulosaeter med lösningsmedelsmetod användes dubbelskruvsextruderingsgranulator huvudsakligen tidigare för att granulera natriumkarboximetylcellulosamaterialet efter företringsreaktion, tvättning och torkning. Cellulosaetergranulatorn av ZLH-typ kan inte bara granulera kontinuerligt som den befintliga extruderingsgranulatorn med två skruv, utan kan också kontinuerligt avlägsna material genom att mata in luft i cylindern och kylvatten in i manteln. Reagera spillvärme, och därigenom förbättra kvaliteten på granuleringen och spara elektricitet, och kan öka produktens uteffekt genom att öka spindelhastigheten och kan justera höjden på materialnivån enligt processkraven. Produkten har två modeller på 3,2m³och 4m³.

Luftflödesblandare (patentpublikationsnummer: CN200939372). Luftflödesblandare av MQH-typ skickar tryckluft in i blandningskammaren genom munstycket på blandningshuvudet, och materialet stiger omedelbart spiralformigt längs cylinderväggen med den komprimerade luften för att bilda ett fluidiserat blandningstillstånd. Efter flera pulsblåsningar och pausintervall kan den snabba och enhetliga blandningen av material i full volym uppnås. Skillnader mellan olika produktsatser sammanförs genom blandning. För närvarande finns det fem typer av produkter: 15m³, 30m³, 50m³, 80m³och 100m³.

Även om klyftan mellan mitt lands produktionsutrustning för cellulosaeter och utländska avancerade nivåer minskar ytterligare, är det fortfarande nödvändigt att förbättra processnivån ytterligare och göra ytterligare förbättringar för att ta itu med de problem som inte är kompatibla med den nuvarande produktionsutrustningen.

4. Utsikter

mitt lands cellulosaeterindustri utvecklar aktivt design och bearbetning av ny utrustning och kombinerar utrustningens egenskaper för att kontinuerligt förbättra processen. Tillverkare och utrustningstillverkare har börjat gemensamt utveckla och tillämpa ny utrustning. Dessa återspeglar alla framstegen i mitt lands cellulosaeterindustri. , kommer denna länk att ha en viktig inverkan på branschens utveckling. Under de senaste åren har mitt lands cellulosaeterindustri, baserad på tekniken med kinesiska särdrag, antingen absorberat internationell avancerad erfarenhet, introducerat utländska enheter eller utnyttjat inhemsk utrustning fullt ut för att fullborda förvandlingen från den ursprungliga "smutsiga, röriga, fattiga" och arbetsintensiv verkstadsproduktion till Övergången av mekanisering och automatisering för att uppnå ett stort språng i produktionskapacitet, kvalitet och effektivitet i cellulosaeterindustrin har blivit det gemensamma målet för mitt lands cellulosaetertillverkare.