纤维素醚生产工艺和设备改进.pdfVIP

第 18卷第4期 纤 维 素 科 学 与 技 术 、，01．18 NO．4 2010年 l2月 JournalofCelluloseScienceandTechnology Dec．2O1O 文章编号：1004-8405(2010)04-0074—04 纤维素醚生产工艺和设备改进 章 耀， 郭 自明， 郑妙娟， 周清岭 (浙江省化工研究院有限公司，浙江 杭州310023) 摘 要：介绍了最近十年纤维素醚生产工艺及设备的改进工作，分析了捏合机与犁 刀反应器在纤维素醚生产工艺中的不同特点。伴随着纤维素醚产业的快速发展，单 套装置的生产能力正在从几百吨级向几千吨级过渡，新型装备代替老式装备是一种 必然趋势 。 关键词：纤维素醚；生产装备；捏合机：犁刀反应器 中图分类号：0636．11 文献标识码：A 回顾中国纤维素醚工业过去的十年，是纤维素醚产业发展辉煌的十年，纤维素醚的生产 能力达到了25万吨以上，2007年 CMC产量 12．2万吨，非离子纤维素醚产量 6．2万吨 (而 1999年中国纤维素醚产量总计只有2．566万吨)[1-2]，占世界产量的四分之一多3【4J；一批千 吨级企业成功地进入了万吨级企业的行列；产品品种大幅度增加，产品质量稳步提高；而在 这一切的背后起支撑作用的是工艺技术进一步成熟、生产装备水平进一步提高，与国外先进 水平相比较，差距明显缩小。 本文介绍国内纤维素醚生产工艺和设备改进在近几年的必威体育精装版发展状况，介绍浙江省化工 研究院依据绿色化工的理论和思维，在研究开发纤维素醚生产装备方面所做的工作，重点介 绍纤维素醚碱化醚化反应器的研究工作。 1 2O世纪9O年代国内纤维素醚CMC的生产工艺和装备 从 1958年上海赛璐珞厂开发出水媒法工艺开始，以后的单一设备低倍溶媒法等生产工 艺生产 CMC，国内主要采用捏合机进行醚化反应。在 20世纪9O年代，大多数厂家的单套 生产装置CMC年生产能力在200~500吨，醚化反应的主流机型是 1．5m 和 3m 的捏合机L5】。 但是以捏合机为反应设备时，因其捏合臂的转速慢、醚化反应时间长，副反应比例高、醚化 剂的利用率低，而且醚化反应取代基分布的均一性差，主要反应条件如浴比、碱浓度及捏合 臂转速的调控性很差，故难以实现醚化反应的近似均一性6【J，更难以进行深度醚化反应的过 程传质与渗透研究。因此捏合机作为CMC的反应设备存在一定的局限性，是纤维素醚行业 发展的瓶颈。20世纪90年代醚化反应的主流机型的不足之处可以用三个字来概括：小 (单 台设备的产量小)，低 (醚化剂的利用率低)，差 (醚化反应取代基分布的均一性差)。针对 收稿 日期：2010．07．16 作者简介：章 耀 (1951～)，男，浙江省杭卅I市人，高级工程师：主要从事化工传质与分离过程和设备的 研究。 第4期 章 耀等：纤维素醚生产】：艺和设备改进 75 捏合机结构上的缺陷，必须开发出一种使物料醚化反应的速度加快，并且醚化反应取代基的 分布较为均匀而使醚化剂的利用率较高的反应设备。2O世纪90年代末期，国内多家纤维素 醚企业希望浙江省化工研究院研究开发纤维素醚行业急需的生产装备。浙江省化工研究院在 20世纪70年代开始涉足粉体混合的工艺及设备研究，形成了一支强有力的研发团队，取得 了可喜的成绩，有多项技术和装备获得化工部和浙江省科技进步奖。20世纪80年代与公安 部天津消防研究所合作，开发出生产干粉的专用设备，获得公安部科技进步三等奖；20世 纪90年代研究开发固液混合的工艺及设备 。浙江省化工研究院的科研人员意识到纤维素醚 行业的未来发展前景，开始进行纤维素醚专用的生产装备的研发工作。 2 纤维素醚专用反应器的开发过程 2．1 犁刀混合机的特点 犁刀混合机的工作原理是机内粉料在犁铧形搅拌器的作用下，一方面沿筒壁作周向和径 向湍动，另一方面粉料又沿犁铧两侧抛洒，粉料的运动轨迹纵横交错，互相撞击，从而产生 汹涌涡流，形成全方位的三维空间运动f。由于纤维状反应原料的流动性比较差，其他机型 都无法带动纤维素在简体的周向、径向和轴向运动。通