Як покращити виробництво ефіру целюлози?

Kima Chemical Co., Ltd хотів би представити вдосконалення процесу та обладнання виробництва ефіру целюлози за останні десять років, а також проаналізувати різні характеристики реактора змішування та сошника в процесі виробництва ефіру целюлози. Зі швидким розвитком промисловості ефіру целюлози виробнича потужність одного комплекту обладнання переходить від сотень тонн до кількох тисяч тонн. Це неминуча тенденція, коли нове обладнання замінює старе.

Ключові слова: ефір целюлози; виробниче обладнання; тістоміс; сошник реактор

Озираючись на минулі десять років китайської промисловості целюлозного ефіру, це славне десятиліття для розвитку промисловості целюлозного ефіру. Потужність виробництва ефіру целюлози досягла понад 250 000 тонн. У 2007 році випуск КМЦ склав 122 тис. тонн, а випуск неіонного ефіру целюлози – 62 тис. тонн. 10 000 тонн ефіру целюлози (1999 р., Китай'загальний обсяг виробництва целюлозного ефіру склав лише 25 660 тонн), що становить понад чверть світового виробництва.'s вихід; низка підприємств на рівні 10 000 тонн успішно увійшли до числа підприємств на рівні 10 000 тонн; сорти продукції значно зросли, якість продукції неухильно покращувалася; за всім цим стоїть подальша зрілість технології процесу та подальше вдосконалення рівня виробничого обладнання. Порівняно із закордонним просунутим рівнем розрив значно скоротився.

Ця стаття представляє останні розробки внутрішнього процесу виробництва ефіру целюлози та вдосконалення обладнання за останні роки, а також представляє роботу, виконану Науково-дослідним інститутом хімічної промисловості Чжецзяна з дослідження та розробки обладнання для виробництва ефіру целюлози на основі теорії та мислення екологічної хімічної промисловості. Дослідницька робота по реактору етерифікації підлужнення ефіру целюлози.

1. Технологія виробництва та обладнання вітчизняного ефіру целюлози КМЦ у 1990-х рр

З тих пір, як у 1958 році Шанхайська целулоїдна фабрика розробила процес у водному середовищі, для виробництва КМЦ використовувався процес з використанням розчинника з низьким енергоспоживанням з одним обладнанням та інші виробничі процеси. У вітчизняній практиці тістомісильні машини в основному використовуються для реакцій етерифікації. У 1990-х роках річна виробнича потужність однієї виробничої установки CMC більшості виробників становила 200-500 тонн, а основні моделі реакції етерифікації становили 1,5 м³ і 3м³ тістомісильні машини. Однак, коли місильна машина використовується як реакційне обладнання, через повільну швидкість місильної ланки, тривалий час реакції етерифікації, високу частку побічних реакцій, низьку швидкість використання агента етерифікації та погану однорідність розподіл замісників у реакції етерифікації, основні умови реакції. Наприклад, погана контрольованість співвідношення у ванні, концентрації лугу та швидкості місильної руки, тому важко реалізувати приблизну однорідність реакції етерифікації, а ще важче проводити масообмін та дослідження проникнення реакції глибокої етерифікації. Таким чином, змішувач має певні обмеження як реакційне обладнання CMC, і це вузьке місце розвитку промисловості ефіру целюлози. Недоліки основних моделей реакції етерифікації в 1990-х роках можна підсумувати трьома словами: малий (мала продуктивність одного пристрою), низький (низький рівень використання агента етерифікації), поганий (реакція етерифікації замінює рівномірність основного розподілу). бідний). Зважаючи на дефекти в структурі змішувача, необхідно розробити реакційне обладнання, яке може прискорити реакцію етерифікації матеріалу, а розподіл замісників у реакції етерифікації буде більш рівномірним, щоб коефіцієнт використання етерифікатора вище. Наприкінці 1990-х років багато вітчизняних підприємств, які займаються виробництвом ефіру целюлози, сподівалися, що Чжецзянський науково-дослідний інститут хімічної промисловості дослідить і розробить виробниче обладнання, яке терміново потребує промисловість виробництва ефіру целюлози. Науково-дослідний інститут хімічної промисловості Чжецзяна почав брати участь у дослідженні процесу змішування порошків і обладнання в 1970-х роках, сформував сильну команду досліджень і розробок і досяг чудових результатів. Багато технологій і обладнання були нагороджені Міністерством хімічної промисловості та Нагородою за науково-технічний прогрес Чжецзяна. У 1980-х роках ми співпрацювали з Тяньцзіньським науково-дослідним інститутом пожежної безпеки Міністерства громадської безпеки, щоб розробити спеціальне обладнання для виробництва сухого порошку, яке виграло третій приз Міністерства громадської безпеки за науково-технічний прогрес; у 1990-х роках ми досліджували та розробляли технологію та обладнання для змішування твердої та рідини. Усвідомлюючи майбутні перспективи розвитку промисловості ефіру целюлози, дослідники Науково-дослідного інституту хімічної промисловості провінції Чжецзян почали досліджувати та розробляти спеціальне виробниче обладнання для ефіру целюлози.

2. Процес розробки спеціального реактора для ефіру целюлози

2.1 Особливості сошникового змішувача

Принцип роботи сошникового змішувача полягає в тому, що під дією лемішної мішалки порошок у машині завихрюється вздовж стінки циліндра в окружному та радіальному напрямках з одного боку, а порошок розкидається вздовж двох сторін лемеша з іншого боку. Траєкторії руху перехрещуються і стикаються одна з одною, створюючи таким чином турбулентний вихор і формуючи повний спектр тривимірного просторового руху. Через відносно низьку текучість волокнистої реакційної сировини інші моделі не можуть керувати окружними, радіальними та осьовими рухами целюлози в циліндрі. Завдяки дослідженню процесу виробництва CMC та обладнання промисловості ефіру целюлози в країні та за кордоном, повною мірою використовуючи результати 30 років досліджень, змішувач сошників, розроблений у 1980-х роках, спочатку був обраний як базова модель для розробки целюлози. обладнання для реакції ефіру.

2.2 Процес розробки сошникового реактора

Випробовуючи невелику експериментальну машину, вона справді досягла кращого ефекту, ніж тістоміс. Однак, коли вони безпосередньо використовуються в промисловості целюлозного ефіру, все ще існують наступні проблеми: 1) У реакції етерифікації плинність волокнистої сировини реакції є відносно низькою, тому структура його сошника та летючого ножа не є достатній. Змушуйте целюлозу рухатися в окружному, радіальному та осьовому напрямках стовбура, тому змішування реагентів недостатнє, що призводить до низького використання реагентів і відносно невеликої кількості продуктів. 2) Через низьку жорсткість головного вала, що підтримується ребрами, легко спричинити ексцентриситет після роботи та проблему витоку ущільнення вала; тому зовнішнє повітря легко проникає в циліндр через ущільнення валу та впливає на роботу вакууму в циліндрі, що призводить до утворення порошку в циліндрі. Втеча. 3) Їх випускні клапани є заслінками або дисковими клапанами. Перший легко вдихати зовнішнє повітря через погану герметичність, а другий легко утримувати матеріали та спричиняти втрату реагентів. Тому ці проблеми потрібно вирішувати одну за одною.

Дослідники багато разів покращували конструкцію сошникового реактора та надавали його декільком підприємствам з виробництва целюлозного ефіру для пробного використання, а також поступово вдосконалювали конструкцію відповідно до відгуків. Завдяки зміні конструктивної форми сошників і шаховому розташуванню двох суміжних сошників по обидва боки від головного валу реагенти під дією сошників не тільки завихрюються в окружному і радіальному напрямках уздовж внутрішньої стінки циліндра, але також Розбризкуйте вздовж нормального напрямку обох сторін сошника, тому реагенти повністю змішуються, а реакції підлужнення та етерифікації, що завершуються в процесі змішування, є ретельними, швидкість використання реагентів є високою, швидкість реакції висока та споживання енергії низьке. Крім того, ущільнення валу та гнізда підшипників на обох кінцях циліндра кріпляться до торцевої пластини кронштейна через фланець, щоб збільшити жорсткість головного вала, тому робота є стабільною. У той же час можна забезпечити ефект ущільнення ущільнення валу, оскільки головний вал не згинається та не деформується, а порошок у циліндрі не витікає. Змінюючи структуру випускного клапана та збільшуючи діаметр випускного резервуару, можна не тільки ефективно запобігти утриманню матеріалів у випускному клапані, але й запобігти втраті порошку матеріалу під час вихлопу, таким чином ефективно зменшуючи втрату реакції продуктів. Конструкція нового реактора розумна. Він може не тільки забезпечити стабільне та надійне середовище підготовки для CMC ефіру целюлози, але й ефективно запобігати витоку порошку в циліндрі шляхом покращення герметичності ущільнення валу та випускного клапана. Екологічно чистий, реалізуючи ідею дизайну зеленої хімічної промисловості.

2.3 Розробка сошникового реактора

Через дефекти малих, низьких і поганих замішувачів сошниковий реактор увійшов у багато вітчизняних заводів з виробництва КМЦ, а продукція включає шість моделей по 4 м.³, 6м³, 8м³, 10м³, 15м³, і 26м³. У 2007 році сошник-реактор отримав національний патент на корисну модель (номер публікації патенту: CN200957344). Після 2007 року був розроблений спеціальний реактор для лінії виробництва неіонного ефіру целюлози (наприклад, MC/HPMC). В даний час вітчизняне виробництво CMC в основному використовує метод розчинника.

Відповідно до поточних відгуків виробників целюлозного ефіру, використання реакторів сошника може зменшити використання розчинника на 20–30%, а зі збільшенням виробничого обладнання існує потенціал для подальшого зменшення використання розчинника. Оскільки реактор сошника може досягати 15-26 м³, рівномірність розподілу замісників у реакції етерифікації набагато краща, ніж у змішувачі.

3. Інше обладнання для виробництва ефіру целюлози

В останні роки під час розробки реакторів підлужнення та етерифікації ефіру целюлози розробляються й інші альтернативні моделі.

Повітряний підйомник (номер публікації патенту: CN200955897). У процесі виробництва CMC методом розчинника вакуумна сушарка з граблями в основному використовувалася в процесі відновлення розчинника та сушіння в минулому, але вакуумна сушарка з граблями може працювати лише з перервами, тоді як повітропідйомник може працювати безперервно. Повітряний підйомник подрібнює матеріал КМЦ завдяки швидкому обертанню сошників і летючих ножів у циліндрі, щоб збільшити поверхню теплообміну, і розпилює пару в циліндр, щоб повністю випарувати етанол із матеріалу КМЦ і полегшити відновлення, тим самим зменшуючи витрати на виробництво CMC і заощадити ресурси етанолу, а також завершити процес сушіння ефіру целюлози одночасно. Виріб має дві моделі по 6,2м³і 8м³.

Гранулятор (номер публікації патенту: CN200957347). У процесі виробництва ефіру целюлози методом розчинника двошнековий екструзійний гранулятор в основному використовувався в минулому для гранулювання натрійкарбоксиметилцелюлозного матеріалу після реакції етерифікації, промивання та сушіння. Гранулятор ефіру целюлози типу ZLH може не тільки безперервно гранулювати, як існуючий двошнековий екструзійний гранулятор, але також може безперервно видаляти матеріали, подаючи повітря в циліндр і охолоджуючи воду в сорочку. Реагує відпрацьоване тепло, тим самим покращуючи якість гранулювання та економлячи електроенергію, а також може збільшити швидкість виходу продукту за рахунок збільшення швидкості шпинделя та може регулювати висоту рівня матеріалу відповідно до вимог процесу. Виріб має дві моделі по 3,2м³і 4м³.

Змішувач повітряного потоку (номер публікації патенту: CN200939372). Повітряний змішувач типу MQH надсилає стиснене повітря в змішувальну камеру через сопло на змішувальній головці, і матеріал миттєво спірально піднімається вздовж стінки циліндра разом зі стисненим повітрям, утворюючи псевдозріджений стан змішування. Після кількох імпульсів продування та інтервалів пауз можна здійснити швидке та рівномірне змішування матеріалів у повному об’ємі. Відмінності між різними партіями продукту об’єднуються шляхом змішування. На даний момент існує п'ять видів продукції: 15м³, 30м³, 50м³, 80м³, і 100м³.

Незважаючи на те, що розрив між обладнанням для виробництва целюлозного ефіру в моїй країні та зарубіжними передовими рівнями ще більше скорочується, все ще необхідно вдосконалювати рівень процесу та вносити подальші вдосконалення для вирішення проблем, які несумісні з поточним виробничим обладнанням.

4. Перспектива

Промисловість целюлозного ефіру моєї країни активно розробляє дизайн і обробку нового обладнання, а також поєднує характеристики обладнання для постійного вдосконалення процесу. Виробники та виробники обладнання почали спільно розробляти та впроваджувати нове обладнання. Усе це відображає прогрес промисловості целюлозного ефіру моєї країни. , ця ланка матиме важливий вплив на розвиток галузі. Останніми роками промисловість целюлозного ефіру моєї країни, заснована на технології з китайською специфікою, або поглинула передовий міжнародний досвід, представила іноземні пристрої, або повністю використала вітчизняне обладнання для завершення трансформації від оригінального «брудного, брудного, бідного» і трудомістке цехове виробництво до Перехід до механізації та автоматизації для досягнення великого стрибка у виробничих потужностях, якості та ефективності в промисловості целюлозного ефіру став спільною метою виробників целюлозного ефіру моєї країни.