Selüloz Eter Üretimi Nasıl Geliştirilir?

Kima Chemical Co, Ltd isterim Selüloz eter üretim prosesi ve ekipmanında son on yılda yapılan iyileştirmeleri tanıtmak ve selüloz eter üretim prosesindeki yoğurucu ve ekim reaktörünün farklı özelliklerini analiz etmek. Selüloz eter endüstrisinin hızla gelişmesiyle birlikte, tek bir ekipman setinin üretim kapasitesi yüzlerce tondan birkaç bin tona geçiş yapıyor. Eski ekipmanların yerini yeni ekipmanların alması kaçınılmaz bir trend.

Anahtar kelimeler: selüloz eter; üretim ekipmanı; yoğurucu; ekim reaktörü

Çin'in selüloz eter endüstrisinin son on yılına baktığımızda, selüloz eter endüstrisinin gelişimi açısından muhteşem bir on yıl olduğunu görüyoruz. Selüloz eter üretim kapasitesi 250.000 tonun üzerine çıkmıştır. 2007 yılında CMC'nin üretimi 122.000 ton, iyonik olmayan selüloz eter üretimi ise 62.000 tondu. 10.000 ton selüloz eter (1999'da Çin'Toplam selüloz eter üretimi yalnızca 25.660 tondu ve bu da dünyanın dörtte birinden fazlasını oluşturuyordu.'çıkışı; bin ton seviyesindeki bir dizi işletme, 10.000 ton seviyesindeki işletmelerin saflarına başarıyla girmiştir; ürün çeşitleri önemli ölçüde arttı, ürün kalitesi sürekli olarak iyileştirildi; Tüm bunların arkasında süreç teknolojisinin daha da olgunlaşması ve üretim ekipmanı seviyesinin daha da iyileştirilmesi yer alıyor. Yabancı ileri seviye ile karşılaştırıldığında aradaki fark önemli ölçüde daraldı.

Bu makale, son yıllarda yerli selüloz eter üretim süreci ve ekipman iyileştirmesindeki en son gelişmeleri tanıtmakta ve Zhejiang Kimya Endüstrisi Araştırma Enstitüsü tarafından yeşil kimya endüstrisi teorisi ve düşüncesine dayalı olarak selüloz eter üretim ekipmanının araştırılması ve geliştirilmesi konusunda yapılan çalışmaları tanıtmaktadır. Selüloz eter alkalileştirme eterleştirme reaktörü üzerinde araştırma çalışması.

1. 1990'lı yıllarda yerli selüloz eter CMC'nin üretim teknolojisi ve ekipmanı

Şanghay Selüloit Fabrikası 1958'de su ortamı prosesini geliştirdiğinden beri, CMC üretmek için tek ekipmanlı düşük güçlü solvent prosesi ve diğer üretim prosesleri kullanıldı. Yurt içinde yoğurucular esas olarak eterleşme reaksiyonları için kullanılır. 1990'larda çoğu üreticinin tek bir CMC üretim tesisinin yıllık üretim kapasitesi 200-500 tondu ve eterifikasyon reaksiyonunun ana modelleri 1,5 milyon tondu.³ ve 3m³ yoğurucular. Bununla birlikte, reaksiyon ekipmanı olarak yoğurucu kullanıldığında, yoğurma kolunun yavaş hızı, uzun eterleşme reaksiyon süresi, yüksek oranda yan reaksiyonlar, eterleştirme maddesinin düşük kullanım oranı ve zayıf homojenlik nedeniyle. eterleşme reaksiyonu ikame edici dağılımı, ana reaksiyon koşulları Örneğin, banyo oranının, alkali konsantrasyonunun ve yoğurma kolu hızının kontrol edilebilirliği zayıftır, bu nedenle eterleşme reaksiyonunun yaklaşık homojenliğini gerçekleştirmek zordur ve kütle transferini gerçekleştirmek daha da zordur. ve derin eterleşme reaksiyonunun nüfuz araştırması. Bu nedenle yoğurucunun CMC'nin reaksiyon ekipmanı olarak belirli sınırlamaları vardır ve bu, selüloz eter endüstrisinin gelişmesinde bir darboğazdır. 1990'lardaki ana akım eterifikasyon reaksiyonu modellerinin yetersizlikleri üç kelimeyle özetlenebilir: küçük (tek bir cihazın çıkışının küçük olması), düşük (eterifikasyon ajanının düşük kullanım oranı), zayıf (eterifikasyon reaksiyonunun yerine geçmesi) Baz dağılımının tekdüzeliği fakirdir). Yoğurma makinesinin yapısındaki kusurlar göz önüne alındığında, malzemenin eterleşme reaksiyonunu hızlandırabilecek bir reaksiyon ekipmanının geliştirilmesi ve kullanım oranının sağlanması için eterleşme reaksiyonundaki ikame edicilerin dağılımının daha düzgün olması gerekmektedir. eterifikasyon maddesinin miktarı daha yüksektir. 1990'ların sonlarında birçok yerli selüloz eter işletmesi, Zhejiang Kimya Endüstrisi Araştırma Enstitüsü'nün selüloz eter endüstrisinin acilen ihtiyaç duyduğu üretim ekipmanlarını araştırıp geliştireceğini umuyordu. Zhejiang Kimya Endüstrisi Araştırma Enstitüsü, 1970'lerde toz karıştırma prosesi ve ekipmanı araştırmalarına dahil olmaya başladı, güçlü bir Ar-Ge ekibi oluşturdu ve memnuniyet verici sonuçlar elde etti. Birçok teknoloji ve ekipman, Kimya Endüstrisi Bakanlığı ve Zhejiang Bilim ve Teknoloji İlerleme Ödülü tarafından ödüllendirildi. 1980'li yıllarda Kamu Güvenliği Bakanlığı'nın Bilim ve Teknoloji İlerleme Ödülü'nde üçüncülük ödülünü kazanan kuru barut üretimine yönelik özel ekipmanlar geliştirmek üzere Kamu Güvenliği Bakanlığı'na bağlı Tianjin Yangın Araştırma Enstitüsü ile işbirliği yaptık; 1990'lı yıllarda katı-sıvı karıştırma teknolojisi ve ekipmanlarını araştırdık ve geliştirdik. Selüloz eter endüstrisinin gelecekteki gelişme beklentilerinin farkında olan Zhejiang Eyalet Kimya Endüstrisi Araştırma Enstitüsü araştırmacıları, selüloz eter için özel üretim ekipmanı araştırmaya ve geliştirmeye başladı.

2. Selüloz eter için özel reaktörün geliştirme süreci

2.1 Ekim mikserinin özellikleri

Pulluk karıştırıcının çalışma prensibi, pulluk şeklindeki karıştırıcının hareketi altında, makine içindeki tozun bir yandan silindir duvarı boyunca çevresel ve radyal yönlerde türbülans yapması ve tozun iki taraftan atılmasıdır. Öte yandan saban demirinin. Hareketin yörüngeleri çaprazdır ve birbirleriyle çarpışır, böylece türbülanslı bir girdap oluşur ve tam bir üç boyutlu uzay hareketi aralığı oluşur. Lifli reaksiyon hammaddelerinin nispeten zayıf akışkanlığı nedeniyle diğer modeller, silindir içindeki selülozun çevresel, radyal ve eksenel hareketlerini yönlendiremez. Yurt içi ve yurt dışındaki selüloz eter endüstrisinin CMC üretim prosesi ve ekipmanı üzerine yapılan araştırmalarla, 30 yıllık araştırma sonuçlarından tam olarak yararlanılarak, 1980'lerde geliştirilen ekim ayağı karıştırıcısı, başlangıçta selülozun geliştirilmesi için temel model olarak seçildi. eter reaksiyon ekipmanı.

2.2 Ekim reaktörünün geliştirme süreci

Küçük bir deneysel makinenin testiyle, gerçekten de yoğurucudan daha iyi bir etki elde edilmiştir. Ancak selüloz eter endüstrisinde doğrudan kullanıldıklarında hala aşağıdaki problemler vardır: 1) Eterleşme reaksiyonunda, lifli reaksiyon hammaddesinin akışkanlığı nispeten zayıftır, bu nedenle sürgüsü ve uçan bıçağın yapısı iyi değildir. yeterli. Selülozun varilin çevresel, radyal ve eksenel yönlerinde hareket etmesini sağlayın, böylece reaktanların karıştırılması yeterli olmaz, bu da reaktanların düşük kullanımına ve nispeten az sayıda ürüne neden olur. 2) Dişler tarafından desteklenen ana şaftın zayıf sertliği nedeniyle, çalışma sonrasında eksantrikliğe ve salmastra sızıntısı problemine neden olmak kolaydır; bu nedenle dışarıdaki hava, salmastra yoluyla kolayca silindire girer ve silindirdeki vakum çalışmasını etkileyerek silindirde toz oluşmasına neden olur. Kaçmak. 3) Basma vanaları flap vana veya disk vanadır. Birincisi zayıf sızdırmazlık performansından dolayı dış havayı solumak kolaydır, ikincisi ise malzemeleri tutmak kolaydır ve reaktan kaybına neden olur. Dolayısıyla bu sorunların tek tek çözülmesi gerekiyor.

Araştırmacılar, ekim reaktörünün tasarımını birçok kez geliştirdiler ve bunu birkaç selüloz eter işletmesine deneme amaçlı sağladılar ve geri bildirimlere göre tasarımı kademeli olarak geliştirdiler. Sürgülerin yapısal şeklinin ve ana şaftın her iki tarafındaki iki bitişik sürgünün kademeli düzeninin değiştirilmesiyle, sürgülerin etkisi altındaki reaktanlar yalnızca silindirin iç duvarı boyunca çevresel ve radyal yönlerde türbülans sağlamakla kalmaz, aynı zamanda Ayrıca sürgünün her iki tarafının normal yönü boyunca sıçrama yapın, böylece reaktanlar tamamen karıştırılır ve karıştırma işleminde tamamlanan alkalizasyon ve eterifikasyon reaksiyonları eksiksizdir, reaktanların kullanım oranı yüksektir, reaksiyon hızı hızlıdır ve enerji tüketimi düşüktür. Ayrıca silindirin her iki ucundaki mil contaları ve yatak yuvaları, ana milin sağlamlığını arttırmak için flanş yoluyla braketin uç plakasına sabitlenir, böylece çalışma stabil olur. Aynı zamanda ana milin bükülmemesi ve deforme olmaması ve silindir içindeki tozun kaçmaması nedeniyle salmastranın sızdırmazlık etkisi sağlanabilir. Boşaltma valfinin yapısını değiştirerek ve egzoz tankının çapını büyüterek, yalnızca malzemelerin boşaltma valfinde tutulmasını etkili bir şekilde önlemekle kalmaz, aynı zamanda egzoz sırasında malzeme tozu kaybını da önleyerek reaksiyon kaybını etkili bir şekilde azaltır. ürünler. Yeni reaktörün yapısı makul. Selüloz eter CMC için yalnızca istikrarlı ve güvenilir bir hazırlama ortamı sağlamakla kalmaz, aynı zamanda salmastranın ve tahliye valfinin hava sızdırmazlığını artırarak silindirdeki tozun kaçmasını da etkili bir şekilde önler. Çevre dostu, yeşil kimya endüstrisinin tasarım fikrini hayata geçiriyor.

2.3 Ekim reaktörünün geliştirilmesi

Küçük, düşük ve zayıf yoğurucuların kusurları nedeniyle ekim reaktörü birçok yerli CMC üretim tesisine girmiştir ve ürünler 4m'lik altı model içermektedir.³, 6m³, 8m³, 10m³, 15m³ve 26m³. 2007 yılında ekim reaktörü ulusal Faydalı model patent yetkisini kazandı (patent yayın numarası: CN200957344). 2007 yılından sonra iyonik olmayan selüloz eter üretim hattı için özel bir reaktör (MC/HPMC gibi) geliştirildi. Şu anda CMC'nin yerli üretimi esas olarak solvent yöntemini benimsiyor.

Selüloz eter üreticilerinden gelen güncel geri bildirimlere göre, ekim reaktörlerinin kullanımı solvent kullanımını %20 ila %30 oranında azaltabilir ve üretim ekipmanlarındaki artışla birlikte solvent kullanımında daha da azalma potansiyeli vardır. Ekim reaktörü 15-26 m'ye ulaşabildiğinden³Eterifikasyon reaksiyonundaki ikame edici dağılımının tekdüzeliği, yoğurucununkinden çok daha iyidir.

3. Selüloz eterin diğer üretim ekipmanları

Son yıllarda selüloz eter alkalileştirme ve eterleştirme reaktörleri geliştirilirken diğer alternatif modeller de geliştirilme aşamasındadır.

Hava kaldırıcı (patent yayın numarası: CN200955897). Solvent yöntemi CMC üretim sürecinde, tırmık vakumlu kurutucu geçmişte esas olarak solvent geri kazanımı ve kurutma işleminde kullanıldı, ancak tırmık vakumlu kurutucu yalnızca aralıklı olarak çalıştırılabilirken, hava kaldırıcı sürekli çalışmayı gerçekleştirebilir. Hava kaldırıcı, ısı transfer yüzeyini arttırmak için silindirdeki sürgülerin ve uçan bıçakların hızlı dönüşü yoluyla CMC malzemesini ezer ve CMC malzemesinden etanolü tamamen uçucu hale getirmek ve geri kazanımı kolaylaştırmak için silindirin içine buhar püskürtür, böylece üretim maliyetini azaltır. CMC ve etanol kaynaklarından tasarruf edin ve aynı zamanda selüloz eter kurutma işleminin çalışmasını tamamlayın. Ürünün 6,2 m'lik iki modeli bulunmaktadır.³ve 8m³.

Granülatör (patent yayın numarası: CN200957347). Çözücü yöntemiyle selüloz eter üretme sürecinde, çift vidalı ekstrüzyon granülatörü, geçmişte esas olarak eterifikasyon reaksiyonu, yıkama ve kurutmadan sonra sodyum karboksimetil selüloz malzemesini granüle etmek için kullanıldı. ZLH tipi selüloz eter granülatörü, mevcut çift vidalı ekstrüzyon granülatörü gibi sürekli olarak granülasyon yapmakla kalmaz, aynı zamanda silindire hava besleyerek ve ceketin içine suyu soğutarak malzemeleri sürekli olarak çıkarabilir. Atık ısıyı reaksiyona sokar, böylece granülasyon kalitesini artırır ve elektrik tasarrufu sağlar, iş mili hızını artırarak ürün çıkış oranını artırabilir ve malzeme seviyesinin yüksekliğini proses gereksinimlerine göre ayarlayabilir. Ürünün 3.2m'lik iki modeli bulunmaktadır.³ve 4m³.

Hava akışlı karıştırıcı (patent yayın numarası: CN200939372). MQH tipi hava akışlı karıştırıcı, karıştırma kafasındaki nozül aracılığıyla karıştırma odasına basınçlı hava gönderir ve malzeme, akışkanlaştırılmış bir karıştırma durumu oluşturmak için sıkıştırılmış havayla birlikte silindir duvarı boyunca anında spiral olarak yükselir. Birkaç darbe üfleme ve duraklama aralığından sonra, malzemelerin tam hacimde hızlı ve düzgün bir şekilde karıştırılması gerçekleştirilebilir. Farklı ürün grupları arasındaki farklar harmanlama yoluyla bir araya getirilir. Şu anda beş çeşit ürün var: 15m³, 30m³, 50m³, 80m³ve 100m³.

Ülkemin selüloz eter üretim ekipmanları ile yurt dışı ileri seviyeleri arasındaki farkın daha da daralmasına rağmen, mevcut üretim ekipmanlarıyla uyumlu olmayan sorunların giderilmesi için proses seviyesinin daha da iyileştirilmesi ve daha fazla iyileştirme yapılması gerekmektedir.

4. Görünüm

ülkemin selüloz eter endüstrisi, yeni ekipmanların tasarımını ve işlenmesini aktif olarak geliştiriyor ve süreci sürekli iyileştirmek için ekipmanın özelliklerini birleştiriyor. Üreticiler ve ekipman üreticileri ortaklaşa yeni ekipmanlar geliştirmeye ve uygulamaya başladılar. Bunların hepsi ülkemin selüloz eter endüstrisinin gelişimini yansıtıyor. Bu bağlantının sektörün gelişimine önemli etkisi olacak. Son yıllarda, ülkemin Çin özelliklerine sahip teknolojiye dayanan selüloz eter endüstrisi, ya uluslararası ileri deneyimi özümsemiş, yabancı cihazları piyasaya sürmüş ya da orijinal "kirli, dağınık, fakir"den dönüşümü tamamlamak için yerli ekipmandan tam olarak yararlanmıştır. Selüloz eter sektöründe üretim kapasitesi, kalite ve verimlilikte büyük bir sıçrama sağlamak için mekanizasyon ve otomasyona geçiş, ülkemdeki selüloz eter üreticilerinin ortak hedefi haline gelmiştir.