Chiński producent reaktorów lateksowych dostarczający niezawodne systemy reakcji do zastosowań przemysłowych polimerów

Chiński producent reaktorów lateksowych dostarczający niezawodne systemy reakcji do zastosowań przemysłowych polimerów

Odpowiedź na podstawowe pytanie:Co daje reaktor lateksowy z Shijiazhuang Zhengzhong Technology Co., Ltd. do produkcji przemysłowych polimerów?Shijiazhuang Zhengzhong Technology Co., Ltd (Center Enamel) projektuje i produkuje reaktory lateksowe do polimeryzacji emulsji systemów styrenu-butadienu, octanu winylu, akrylu i styrenu-akrylu,z objętościami roboczymi od 2000 do 50 000 l. Wyzwaniem technicznym jest usuwanie ciepła: polimeryzacja styrenu uwalnia 73 kJ na mol i octan winylu 88 kJ na mol,i ciepło musi być wydobywane wystarczająco szybko, aby partia utrzymywała się w granicach ±1°C od punktu ustawienia 50-90°C lub rozkładu wielkości cząstekReaktory są zbudowane z stali nierdzewnej 316L według ASME VIII Division 1, o wartości 1,0 MPa, z wykończeniami kontaktowymi z produktem w zakresie Ra 0,4-0,8 μm.

1Inżynieria reaktora lateksowego do polimeryzacji emulsji

Polimeryzacja emulsji jest wyjątkowo wymagająca, ponieważ produkt jest dyspersją koloidalną, która może nieodwracalnie się zakrzepać.Trzy obszary projektowania określają, czy reaktor wytwarza partię po partii latexu zgodnego ze specyfikacją:

• Pojemność usuwania ciepła:Przy 73 kJ/mol styrenu i końcowej zawartości ciał stałych 50% partia o pojemności 20 000 l uwalnia około 7 000 MJ w okresie podawania, średnio 200-400 kW, a szczyt znacznie wyższy.Wykorzystanie ciepła następuje po Q = U·A·LMTD, a w reaktorze lateksowym współczynnik ściany ulega degradacji wraz ze wzrostem lepkości i tworzeniem folii polimerowej na powierzchni.Praktyczne projekty łączą w sobie cewkę lub cewkę półrury o temperaturze U 400-900 W/m2 K z kondensatorem refluksowym, który usuwa ciepło przez odparowanie i kondensację monomeru i wodyChłodzenie refluksowe jest często dominującą drogą, ponieważ usuwa ciepło bez powierzchni ściennej.
• Odżywianie monomerów i nukleacja cząstek:Formowanie się cząstek lateksowych opiera się na teorii Smitha-Ewarta, w której cząstki tworzą jądro w micelach powierzchniowo czynnych w początkowym interwale, a następnie rosną przez dyfuzję monomeru z kropel.zazwyczaj 80-500 nm, jest ustawiona wcześnie i zależy od stężenia powierzchniowo czynnego w stosunku do krytycznego stężenia miceli, od szybkości rozkładu inicjatora oraz od profilu temperatury.Ponieważ liczba cząstek jest ustalona w ciągu pierwszych 10-20% cyklu, dokładna kontrola etapu siewu i szybkości wprowadzania emulsji monomerowej w ciągu 3-8 godzin jest ważniejsza niż wszystko, co dzieje się później.dobrze zaprojektowany punkt podawania pod powierzchnią cieczy, i ścisłą kontrolę temperatury.
• Koagulacja i kontrolowanie cienkłości:Koagulowany polimer, zwany piaskiem lub koagulum, jest głównym problemem jakości i utrzymania w produkcji lateksu.poprzez zamrażanie-roztopienie lub wstrząs elektrolitów, poprzez lokalne połączenie monomerów, w których pasza jest słabo rozproszona, oraz poprzez nagromadzenie się folii polimerowej na ścianie i obrotowi, który później odpada.ruchomierze ośne o niskim cięciu przy prędkościach końcówki 2-4 m/s zamiast turbin promieniowych, z ograniczoną liczbą i wąską lub pominiętą rozciągłością w zamian za zwrotną z środka lub kątową, rozkładem podaży pod obręczykiem w celu natychmiastowego rozproszenia oraz gładką powierzchnią elektropolitykowaną w temperaturze Ra 0.4 μm w celu zminimalizowania przyczepności foliiGruntu powyżej 0,05-0,5% masy zwykle wskazuje na jedną z powyższych przyczyn.

2Konfiguracja reaktora i kroki w dół

Wytwórnia lateksowa to coś więcej niż reaktor.

• Południowa partia w porównaniu z ciągłym działaniem:Większość specjalistycznego lateksu jest wytwarzana w półgromadzie: woda, czynnik powierzchniowy i część monomeru są ładowane, tworzy się nasiona, a pozostały emulsja monomeru i roztwór inicjatora są karmione przez 3-8 godzin.Daje to maksymalną kontrolę nad wielkością cząstek i składem i umożliwia jedno naczynie, aby wiele stopniLateks z dużymi ilościami, taki jak styren-butadien do powlekania dywanów i papieru, jest często wytwarzany w trybie ciągłym w pociągu 6-12 zbiorników mieszanych, z monomerem i inicjatorem podawanym w kilku punktach,Dając stałą jakość i znacznie wyższy wydajność przestrzeni czasowej kosztem elastyczności.
• Odstawianie monomerów pozostałych:Po polimeryzacji monomer pozostałości musi zostać zmniejszony z 0,5-2% do poniżej 100-1000 ppm, aby spełnić specyfikację produktu i limity emisji.Wykonywane jest w reaktorze lub specjalnym zbiorniku poprzez odciąganie parą pod próżnią w temperaturze 40-70 °C, lub poprzez chemiczne usunięcie z parą redoksową, która zużywa pozostały monomer.ponieważ lateks tworzy piankę pod próżniąOdcięcie chemiczne jest prostsze, ale dodaje pozostałe fragmenty inicjatora, które mogą wpływać na kolor i zapach produktu.
• Materiały, wykończenie i czyszczenie:Stal nierdzewna 316L z powierzchniami elektropolitykowanymi w temperaturze Ra 0,4 μm jest standardem, ponieważ każda folia polimerowa, która przylega do ściany, ostatecznie oddziela się jako piasek i zanieczyszcza produkt.Statki są określane z nachylonym dnem, duży zawór z płynem dolnym lub z pełnym otworem, który przepuszcza gruczoły koagulowe bez blokowania, oraz wysokiego ciśnienia system CIP zdolny do usuwania folii o temperaturze 60-90 °C.Między kampaniami różnych typów polimerów, może być wymagane wyciek rozpuszczalnika lub żółciowego, dlatego naczynie i jego uszczelki muszą być oceniane pod względem chemicznym czyszczenia i temperatury.
• Kontrola, bezpieczeństwo i emisje:Acetat winylu, butadien i monomery akrylowe są łatwopalne i w przypadku butadienu mogą tworzyć nadtlenki i polimer popcornu w martwych przestrzeniach.Reaktory obsługujące je wymagają klasyfikacji ATEX lub IECEx, inertujący azot, zmniejszający ciśnienie, dostosowany do polymeryzacji bezprzewodowej przy użyciu metodyki DIERS, oraz awaryjny system wtrysku inhibitora jako ostatnia linia obrony.Kontrole powinny obejmować kontrolę temperatury kaskadowej na płaszczu i refluksie, prędkość podawania połączona z temperaturą i ciśnieniem oraz rejestrator partii, który dokumentuje pełny profil każdej kampanii, co jest niezbędne do rozwiązywania problemów z partiami niezgodnymi ze specyfikacją.

Strategie usuwania ciepła z reaktora lateksowego

Często zadawane pytania (FAQ)

P: Czym reaktor z lateksu różni się od standardowego reaktora chemicznego?

Odpowiedź: cztery różnice. Wydalanie ciepła dominuje: entalpie polimeryzacyjne 73-88 kJ/mol w połączeniu ze wzrostem lepkości sprawiają, że chłodzenie, a nie mieszanie, jest czynnikiem ograniczającym, więc reaktory lateksowe łączą płaszcze,kondensatory refluksowe, oraz pętli zewnętrznych, w przypadku których w standardowym reaktorze używa się tylko płaszcza.więc obroty ośne z prędkością 2-4 m/s zastępują turbiny promieniowe z prędkością 5-7 m/sPowierzchnie muszą być bardzo gładkie: każda folia polimerowa, która buduje się na ścianie, ostatecznie odlewa się jako piasek, więc elektropolitykowany 316L przy Ra 0.4 μm jest bardziej standardowe niż opcjonalneProdukt nie może być filtrowany: skrzepany materiał nie może zostać usunięty w dół rzeki, więc jedyną dostępną kontrolą jakości jest zapobieganie w zbiorniku.

P: Jak kontrolowany jest rozmiar cząstek w polimeryzacji emulsji?

A: Liczba cząstek jest ustalana w czasie przedziału nukleacji, w przybliżeniu pierwszych 5-20% cyklu,i zależy głównie od stężenia powierzchniowo czynnego powyżej krytycznego stężenia miceli oraz od szybkości rozkładu inicjatora w temperaturze reakcjiWyższy czynnik powierzchniowy daje więcej miceli, a tym samym więcej mniejszych cząstek; wyższy inicjator daje więcej rodników, a także więcej cząstek.liczba cząstek jest zasadniczo stała, a dalsze podawanie monomerów po prostu zwiększa istniejące cząstkiPraktyczna kontrola koncentruje się zatem na etapie nasienia: dokładny ładunek powierzchniowo czynnego w zakresie ± 2%, temperatura utrzymywana w zakresie ± 1 °C i stałe poruszanie podczas nukleacji.Dodawanie latexu z poprzedniej partii jest standardową metodą przemysłową do dokładnego odtworzenia wielkości cząstek stopień po stopień.

P: Jak zapobiega się polymeryzacji?

A: poprzez warstwę ochrony. Podstawową kontrolą jest kontrola temperatury kaskadowej, która ogranicza szybkość podawania monomeru, ponieważ podawanie jest zarówno substancją reagującą, jak i źródłem ciepła;jeśli temperatura wzrośnie powyżej wartości ustalonejW dodatku, w przypadku, gdy urządzenie jest podłączone do urządzenia, wprowadza się automatyczne zatrzymanie.i wody chłodnej wszystkie dostępne i kondensator refluks rozmiarów do usuwania całego szczytowego obciążenia cieplnego niezależnieOchrona trzecia to odpowiednio rozmieszczony system ratunkowy zaprojektowany z wykorzystaniem metody DIERS dla wylotowego wylotowego,ponieważ polimeryzacja jest raczej systemem hartowania lub hybrydowym niż prostym systemem pary i ciśnieniaOstateczna ochrona to awaryjny system wstrzykiwań inhibitora, zwykle hydrochinonu lub podobnego czynnika krótko zatrzymującego, dawkowany z zbiornika pod ciśnieniem azotu z własnym źródłem zasilania,który zatrzymuje reakcję chemiczną w ciągu sekund.

P: Co powoduje tworzenie się gruzu lub koagulu i jak go zmniejszyć?

Odpowiedź: Grunt powstaje poprzez cztery mechanizmy: mechaniczne obcięcie: nadmierna prędkość końcówki obrotowej lub pompa o wysokim obcięciu w zewnętrznej pętli zderza się z rosnącymi cząstkami i łączy je,zmniejszone poprzez utrzymanie prędkości końcówki na 2-4 m/s i wykorzystanie pomp o niskim obcięciu w pętlach cyrkulacyjnychLokalne połączenie monomerów: pasza dodana na powierzchni lub w strefie słabo zmieszanej tworzy obszary bogate w monomery, w których występuje masowa polimeryzacja,zestawione poprzez podawanie pod powierzchnią płynu bezpośrednio pod obrotowym. Folia ścienna: polimer przylega do szorstkich lub słabo schłodzonych powierzchni i ostatecznie oddziela się, zapobiegając temu elektropolitykowaniu do Ra 0,4 μm i utrzymując odpowiednią prędkość ściany. Niestabilność chemiczna:dodanie elektrolitów, przesunięcie pH lub zamrażanie roztopu sprężają podwójną warstwę elektryczną i załamują dyspersję,zarządzane poprzez kontrolowanie porządku dodawania i nigdy nie pozwalając lateksowi na zamarzanie podczas przechowywania lub transportu.

/Tags:Reaktor ze stali nierdzewnej,System reaktora chemicznego,Reaktor chemiczny przemysłowy