Κατασκευαστής αντιδραστήρων λατέξ της Κίνας Παρέχοντας αξιόπιστα συστήματα αντίδρασης για βιομηχανικές εφαρμογές πολυμερών

Κατασκευαστής αντιδραστήρων λατέξ της Κίνας Παρέχοντας αξιόπιστα συστήματα αντίδρασης για βιομηχανικές εφαρμογές πολυμερών

Απαντώντας στην βασική ερώτηση:Τι προσφέρει ένας αντιδραστήρας λατέξ από την Shijiazhuang Zhengzhong Technology Co., Ltd για την βιομηχανική παραγωγή πολυμερών;Η εταιρεία Shijiazhuang Zhengzhong Technology Co., Ltd (Center Enamel) σχεδιάζει και κατασκευάζει αντιδραστήρες λατέξ για την πολυμερίωση με γαλακτωματοποιητικά συστήματα στυρενίου-βουταδιενίου, οξικού βινυλίου, ακρυλικού και στυρενίου-ακρυλικού,Η τεχνική πρόκληση είναι η απομάκρυνση της θερμότητας: η πολυμερισμός του στυρενίου απελευθερώνει 73 kJ ανά μολ και του οξικού βινυλίου 88 kJ ανά μολ.και η θερμότητα πρέπει να αφαιρείται αρκετά γρήγορα ώστε να διατηρείται η παρτίδα εντός ±1°C του σημείου ρύθμισης 50-90°C ή της κατανομής μεγέθους σωματιδίωνΟι αντιδραστήρες είναι κατασκευασμένοι από ανοξείδωτο χάλυβα 316L σύμφωνα με την ASME VIII Division 1, με ονομαστική ισχύ 1,0 MPa, με φινίρισμα επαφής προϊόντος σε Ra 0,4-0,8 μm.

1Μηχανική ενός αντιδραστήρα λατέξ για την πολυμερισμό εμουλσίας

Η πολυμερισμός ελαστικών είναι ιδιαίτερα απαιτητική, επειδή το προϊόν είναι μια κολοϊδική διασπορά που μπορεί να πήξει αμετάκλητα.Τρεις τομείς σχεδιασμού καθορίζουν εάν ένας αντιδραστήρας παράγει παρτίδα με παρτίδα λατέξ σύμφωνα με τις προδιαγραφές:

• Δυνατότητα απομάκρυνσης θερμότητας:Με στυρένιο σε 73 kJ/mol και τελική περιεκτικότητα σε στερεά υλικά 50%, μια παρτίδα 20.000 L απελευθερώνει περίπου 7.000 MJ κατά τη διάρκεια της περιόδου τροφοδοσίας, κατά μέσο όρο 200-400 kW και ένα υψηλότερο μέγιστο.Η απομάκρυνση της θερμότητας ακολουθεί Q = U·A·LMTD, και σε αντιδραστήρα λατέξ ο συντελεστής τοιχώματος υποβαθμίζεται καθώς αυξάνεται η ιξώδες και σχηματίζεται πολυμερές φύλλο στην επιφάνεια.Πρακτικά σχέδια συνδυάζουν ένα σακάκι ή μια περιστροφή μισού σωλήνα σε θερμοκρασία U 400-900 W/m2·K με έναν συμπυκνωτή ανάκλισης που απομακρύνει τη θερμότητα με εξατμισμό και συμπύκνωση μονομερίου και νερούΗ ψύξη με απόρροια είναι συχνά η κυρίαρχη οδός, επειδή απομακρύνει τη θερμότητα χωρίς καμία επιφάνεια τοιχώματος.
• Τροφή μονομερών και πυρήνα σωματιδίων:Ο σχηματισμός σωματιδίων από λάτεξ ακολουθεί τη θεωρία Smith-Ewart, στην οποία τα σωματίδια δημιουργούν πυρήνες σε επιφανειακά δραστικά μυκέλια κατά τη διάρκεια του αρχικού διαστήματος και στη συνέχεια μεγαλώνουν με διάχυση μονομερών από σταγονίδια.συνήθως 80-500 nm, ορίζεται νωρίς και διέπεται από τη συγκέντρωση επιφανειακά δραστικού σε σχέση με την κρίσιμη συγκέντρωση μυκέλου, από τον ρυθμό αποσύνθεσης του αρχιστήρα και από το προφίλ θερμοκρασίας.Επειδή ο αριθμός των σωματιδίων είναι σταθερός μέσα στο πρώτο 10-20% του κύκλουΗ ακριβής ρύθμιση του σταδίου σποράς και της ταχύτητας τροφοδοσίας του μονομερινού γαλακτωματοποιημένου σε διάστημα 3-8 ωρών είναι σημαντικότερη από οτιδήποτε συμβαίνει αργότερα.ένα καλά σχεδιασμένο σημείο τροφοδοσίας κάτω από την επιφάνεια του υγρού, και αυστηρός έλεγχος της θερμοκρασίας.
• Συγκρότηση και Έλεγχος Σφραγίδων:Το συσσωματωμένο πολυμερές, που ονομάζεται άμμος ή κοαγούλουμ, είναι το κύριο πρόβλημα ποιότητας και συντήρησης στην παραγωγή λατέξ.από κατάψυξη ή ηλεκτρολύτη σοκ, μέσω τοπικής συγκέντρωσης μονομερών όπου η τροφή διασκορπίζεται ελαττωματικά, και μέσω της συσσώρευσης πολυμερούς ταινίας στον τοίχο και τον τροχιά που στη συνέχεια απομακρύνεται.μηχανοκίνητα κινητήρες με χαμηλή κοπή, με ταχύτητες κορυφής 2-4 m/s, αντί για ακτινογενείς ανεμογεννήτριες, λίγες και στενές θόρυβες ή παραλείψεις υπέρ ενός μη κεντρικού ή γωνιακού στερέωσης, διανομή τροφοδοσίας κάτω από τον τροχιά για άμεση διασπορά και ομαλή ηλεκτροφωτισμένη επιφάνεια σε Ra 0.4 μm για την ελαχιστοποίηση της προσκόλλησης της ταινίαςΤο θραύσμα άνω του 0,05-0,5% κατά βάρος υποδεικνύει συνήθως μία από τις παραπάνω αιτίες.

2Διαμόρφωση αντιδραστήρα και στάδια κατωτέρω

Ένα εργοστάσιο λατέξ είναι κάτι παραπάνω από ένας αντιδραστήρας.

• Ημι-παρτίδα έναντι συνεχούς λειτουργίας:Τα περισσότερα ειδικά λατέξ παρασκευάζονται σε ημιπαρτίδα: το νερό, το επιφανειακά δραστικό και ένα μέρος του μονομερή φορτίζονται, σχηματίζεται ο σπόρος και το υπόλοιπο μονομερές γαλακτωματοποιητικό και το διάλυμα εκκίνησης τροφοδοτούνται για 3-8 ώρες.Αυτό δίνει τον μέγιστο έλεγχο του μεγέθους των σωματιδίων και της σύνθεσης και επιτρέπει σε ένα δοχείο να κάνει πολλά βαθμούςΤο λατέξ, το οποίο χρησιμοποιείται σε μεγάλες ποσότητες, όπως το στυρένιο-βουταδιένιο για την επίστρωση χαρτιού και χαρτιού, παράγεται συχνά συνεχώς σε μια σειρά από 6-12 δεξαμενές αναμειγνύσεως, με μονομερές και αρχιστήρες να τροφοδοτούνται σε διάφορα σημεία.δίνοντας σταθερή ποιότητα και πολύ υψηλότερη απόδοση του χωροχρόνου με κόστος την ευελιξία.
• Αφαίρεση υπολειμματικών μονομερών:Μετά την πολυμερίωση, το υπολειπόμενο μονομερές πρέπει να μειώνεται από συνήθως 0,5-2% σε λιγότερο από 100-1.000 ppm για να πληρούνται οι προδιαγραφές του προϊόντος και τα όρια εκπομπών.Η απομάκρυνση πραγματοποιείται στον αντιδραστήρα ή σε ειδικό δοχείο με απομάκρυνση με ατμό υπό κενό σε θερμοκρασία 40-70 °C.Η απομάκρυνση με ατμό απαιτεί ένα σύστημα κενού, έναν συμπυκνωτή για το απομακρυσμένο μονομερές και το νερό και την ικανότητα αντιφουσκώματος,επειδή το λάτεξ αφώνει πολύ κάτω από κενόΗ χημική απομάκρυνση είναι απλούστερη αλλά προσθέτει υπολειπόμενα θραύσματα που μπορεί να επηρεάσουν το χρώμα και τη μυρωδιά του προϊόντος.
• Υλικά, τελική κατασκευή και καθαρισμός:Ο ανοξείδωτος χάλυβας 316L με ηλεκτροφωτισμένες επιφάνειες σε Ra 0,4 μm είναι πρότυπος, επειδή κάθε πολυμερές φιλμ που προσκολλάται στον τοίχο τελικά αποσυνδέεται ως άμμος και μολύνει το προϊόν.Τα σκάφη προσδιορίζονται με κλίση βυθού, μια μεγάλη βαλβίδα με πλήρη διάτρηση που περνά τα οζώματα του πήγματος χωρίς να μπλοκάρει, και ένα σύστημα CIP υψηλής πίεσης ικανό να απομακρύνει το φιλμ με 0,5-1,0 MPa στους 60-90 °C.Μεταξύ εκστρατειών διαφορετικών τύπων πολυμερών, μπορεί να απαιτηθεί απόψυξη με διαλύτη ή καυστική, οπότε το δοχείο και οι σφραγίδες του πρέπει να έχουν βαθμολογηθεί για τη χημική κατάσταση και τη θερμοκρασία καθαρισμού.
• Έλεγχος, ασφάλεια και εκπομπές:Το οξικό βινύλιο, το βουταδιένιο και τα ακρυλικά μονομερή είναι εύφλεκτα και, στην περίπτωση του βουταδιένιου, μπορούν να σχηματίσουν υπεροξείδια και πολυμερές ποπκόρν σε νεκρούς χώρους.Οι αντιδραστήρες που τις χειρίζονται απαιτούν ταξινόμηση ATEX ή IECEx, αδιάλειπτο άζωτο, ελάφρυνση της πίεσης μεγέθους για μια απότομη πολυμετρία με τη μέθοδο DIERS, και ένα σύστημα ένεσης αναστολέα έκτακτης ανάγκης ως τελευταία γραμμή άμυνας.Οι έλεγχοι θα πρέπει να περιλαμβάνουν έλεγχο θερμοκρασίας καταρράκτης στο μπουφάν και την απόρροια, ταχύτητα τροφοδοσίας που συνδέεται με τη θερμοκρασία και την πίεση, και ένα καταγραφέα παρτίδας που καταγράφει το πλήρες προφίλ για κάθε καμπάνια, το οποίο είναι απαραίτητο για την αντιμετώπιση προβλημάτων των παρτίδων εκτός προδιαγραφών.

Στρατηγικές απομάκρυνσης θερμότητας από αντιδραστήρα λατέξ

Συχνές ερωτήσεις (FAQ)

Ε: Τι κάνει έναν αντιδραστήρα λατέξ διαφορετικό από έναν κανονικό χημικό αντιδραστήρα;

Α: Τέσσερις διαφορές. Η απομάκρυνση της θερμότητας κυριαρχεί: οι ενθαλπίες πολυμερισμού 73-88 kJ / mol σε συνδυασμό με την αύξηση της ιξώδους κάνουν την ψύξη, όχι τη ανάμειξη, τον περιοριστικό παράγοντα, έτσι ώστε οι αντιδραστήρες λατέξ να συνδυάζουν σακάκια,Συσσωρευτές ανάκλισηςΤο latex είναι μια κολλοειδής διασπορά και τα σωματίδια συσσωρεύονται με υψηλή ταχύτητα κοπής ή υψηλή ταχύτητα κοπής.Έτσι, οι αξιωματικοί τροχούς με ταχύτητα 2-4 m/s αντικαθιστούν τις ακτινογενείς τουρμπίνες με ταχύτητα 5-7 m/sΟι επιφάνειες πρέπει να είναι πολύ ομαλές: οποιοδήποτε πολυμερές φιλμ που χτίζεται στον τοίχο τελικά απομακρύνεται ως άμμος, έτσι ηλεκτροφωτιζόμενο 316L σε Ra 0.4 μm είναι πρότυπο και όχι προαιρετικόΤο προϊόν δεν μπορεί να φιλτραρισθεί: το συσσωματωμένο υλικό δεν μπορεί να αφαιρεθεί προς τα κάτω, οπότε η πρόληψη στο δοχείο είναι ο μόνος διαθέσιμος έλεγχος ποιότητας.

Ε: Πώς ελέγχεται το μέγεθος των σωματιδίων στην πολυμερισμό με γαλακτωματοποιημένα έλατα;

Α: Ο αριθμός σωματιδίων καθορίζεται κατά τη διάρκεια του διαστήματος πυρήνασης, περίπου το πρώτο 5-20% του κύκλου,και διέπεται κυρίως από τη συγκέντρωση επιφανειακά δραστικού που υπερβαίνει την κρίσιμη συγκέντρωση μυκέλου και από το ποσοστό αποσύνθεσης του αρχιστή σε θερμοκρασία αντίδρασηςΟ υψηλότερος επιφανειακός δραστικός παράγοντας δίνει περισσότερα μυκέλια και συνεπώς περισσότερα, μικρότερα σωματίδια, ο υψηλότερος αρχιστής δίνει περισσότερα ρίζα και επίσης περισσότερα σωματίδια.η ποσότητα των σωματιδίων είναι ουσιαστικά σταθερή και η περαιτέρω τροφοδοσία με μονομερή απλώς αυξάνει τα υπάρχοντα σωματίδιαΟ πρακτικός έλεγχος επικεντρώνεται, επομένως, στο στάδιο των σπόρων: ακριβής φόρτιση επιφανειοδραστικού μέσα στο ± 2%, θερμοκρασία που διατηρείται μέσα στο ± 1 °C και συνεπής αναστάτωση κατά τη διάρκεια της πυρήνασης.Η προσθήκη λατέξ σπόρων από προηγούμενη παρτίδα είναι η τυποποιημένη βιομηχανική μέθοδος για την αναπαραγωγή του μεγέθους των σωματιδίων με ακρίβεια βαθμίδα με βαθμό.

Ε: Πώς αποτρέπεται η ξέφυση πολυμερισμού;

Α: Μέσα από στρωτή προστασία. Ο κύριος έλεγχος είναι ο έλεγχος θερμοκρασίας καταρράκτη που περιορίζει την ταχύτητα τροφοδοσίας μονομερών, δεδομένου ότι η τροφοδοσία είναι τόσο το αντιδραστήριο όσο και η πηγή θερμότητας.εάν η θερμοκρασία αυξηθεί πάνω από το σημείο αναφοράςΗ δευτερεύουσα προστασία είναι η μέγιστη ψυκτική ικανότητα, με μανδύα,και ψυγμένο νερό είναι όλα διαθέσιμα και ο συμπυκνωτής ανάδρασης μεγέθους για να αφαιρέσει το πλήρες μέγιστο θερμότητα φορτίο ανεξάρτηταΗ τριτοβάθμια προστασία είναι ένα κατάλληλο μέγεθος σύστημα έκτακτης ανάγκης που έχει σχεδιαστεί με τη μέθοδο DIERS για ένα αεριζόμενο καταφύγιο,διότι η πολυμερίωση είναι ένα σύστημα θέρμανσης ή υβριδικό σύστημα και όχι ένα απλό σύστημα ατμού-πίεσηςΤελική προστασία είναι ένα σύστημα ένεσης αναστολέα έκτακτης ανάγκης, συνήθως υδροκινόνη ή παρόμοιο παράγοντα σύντομης διακοπής, το οποίο χορηγείται από δοχείο υπό πίεση αζώτου με δική του πηγή ενέργειας,που σταματά τη χημική αντίδραση μέσα σε δευτερόλεπτα.

Ε: Τι προκαλεί το σχηματισμό χωματίου ή πήξης και πώς μειώνεται;

Α: Η σχάρα σχηματίζεται μέσω τεσσάρων μηχανισμών.μειωμένη με τη διατήρηση της ταχύτητας της άκρης σε 2-4 m/s και τη χρήση αντλιών χαμηλής κοπής σε κυκλώματα κυκλοφορίαςΤοπική συγκέντρωση μονομερών: η πρόσθετη τροφή στην επιφάνεια ή σε μια ζώνη με κακή ανάμειξη δημιουργεί περιοχές πλούσιες σε μονομερή, όπου συμβαίνει χύδης πολυμερισμός.σταθερή με τροφοδοσία κάτω από την επιφάνεια του υγρού, απευθείας κάτω από την τροχιά. Φόρμα τοίχου: το πολυμερές προσκολλάται σε τραχείς ή κακοψυχωμένες επιφάνειες και τελικά αποσυνδέεται, αποτρέποντας το αυτό με ηλεκτροφώτιση σε Ra 0,4 μm και διατηρώντας επαρκή ταχύτητα τοίχου.προσθήκη ηλεκτρολυτών, μετατόπιση του pH, ή κατάψυξη-ρίψιμο συμπιέζει το ηλεκτρικό διπλό στρώμα και καταρρέει την διασπορά,διαχειρίζεται με τον έλεγχο της σειράς προσθήκης και με το να μην επιτρέπεται ποτέ η κατάψυξη του λατέξ κατά την αποθήκευση ή τη μεταφορά.