Nhà sản xuất lò phản ứng cao su non Trung Quốc cung cấp hệ thống phản ứng đáng tin cậy cho các ứng dụng polymer công nghiệp

Nhà sản xuất lò phản ứng Latex Trung Quốc cung cấp hệ thống phản ứng đáng tin cậy cho các ứng dụng polymer công nghiệp

Trả lời câu hỏi chính:Một lò phản ứng latex từ Shijiazhuang Zhengzhong Technology Co., Ltd cung cấp cho sản xuất polymer công nghiệp?Shijiazhuang Zhengzhong Technology Co., Ltd (Center Enamel) thiết kế và sản xuất các lò phản ứng latex cho polymerization nhũ khí của các hệ thống styrene-butadiene, vinyl acetate, acrylic và styrene-acrylic,với khối lượng làm việc từ 2.000 đến 50.000 L. Thách thức kỹ thuật là loại bỏ nhiệt: polymerizing styrene giải phóng 73 kJ mỗi mol và vinyl acetate 88 kJ mỗi mol,và nhiệt phải được lấy ra đủ nhanh để giữ lô trong phạm vi ± 1 °C của điểm thiết lập 50-90 °C hoặc phân bố kích thước hạtCác lò phản ứng được xây dựng bằng thép không gỉ 316L theo ASME VIII Division 1, được đánh giá là 1,0 MPa, với kết thúc tiếp xúc sản phẩm ở Ra 0,4-0,8 μm.

1. Kỹ thuật một lò phản ứng Latex cho emulsion polymerization

Việc phân phân nhựa emulsion đòi hỏi đặc biệt bởi vì sản phẩm là một phân tán luồng có thể đông cứng không thể đảo ngược.Ba khu vực thiết kế xác định liệu một lò phản ứng có sản xuất lô latex theo tiêu chuẩn theo lô:

• Khả năng loại bỏ nhiệt:Với styren ở mức 73 kJ/mol và hàm lượng chất rắn cuối cùng là 50%, một lô 20.000 L giải phóng khoảng 7.000 MJ trong thời gian cho ăn, trung bình 200-400 kW và đỉnh cao hơn đáng kể.Loại bỏ nhiệt theo Q = U·A·LMTD, và trong lò phản ứng latex, hệ số tường xuống cấp khi độ nhớt tăng và hình thành màng polymer trên bề mặt.Các thiết kế thực tế kết hợp một chiếc áo khoác hoặc cuộn dây nửa ống ở U 400-900 W / m2 K với một bộ ngưng tụ trào ngược loại bỏ nhiệt bằng cách bốc hơi và ngưng tụ monomer và nước, cộng với một vòng lưu thông bên ngoài thông qua bộ trao đổi nhiệt trên các tàu lớn hơn.
• Chế độ thức ăn monomer và hạt nhân hóa hạt:Sự hình thành hạt latex theo lý thuyết Smith-Ewart, trong đó các hạt tạo hạt nhân trong các micel surfactant trong khoảng thời gian ban đầu và sau đó phát triển bằng cách khuếch tán monomer từ các giọt.thường là 80-500 nm, được thiết lập sớm và được điều chỉnh bởi nồng độ chất hoạt bề mặt tương đối với nồng độ micelle quan trọng, bởi tốc độ phân hủy khởi động và bởi hồ sơ nhiệt độ.Bởi vì số lượng hạt được cố định trong 10-20% đầu tiên của chu kỳ, kiểm soát chính xác của giai đoạn hạt giống và của tốc độ nạp nhũ khí monomer trong 3-8 giờ quan trọng hơn bất cứ điều gì xảy ra sau đó.một điểm cho ăn được thiết kế tốt bên dưới bề mặt chất lỏng, và kiểm soát nhiệt độ chặt chẽ.
• Sự đông máu và kiểm soát cát:Polymer đông cứng, được gọi là hạt hoặc đông cứng là vấn đề chất lượng và bảo trì chính trong sản xuất latex.thông qua đông tan hoặc sốc điện giải, thông qua việc tập hợp monomer địa phương nơi thức ăn phân tán kém, và thông qua sự tích tụ màng polymer trên tường và động cơ mà sau đó bị trượt.Máy xoay trục cắt thấp với tốc độ đầu 2-4 m/s thay vì tua-bin quang, các bộ đệm nhỏ và hẹp hoặc bỏ qua để hỗ trợ gắn ngoài trung tâm hoặc góc, phân phối thức ăn dưới bánh xoay để phân tán ngay lập tức và bề mặt điện đánh bóng mượt mà ở Ra 0.4 μm để giảm thiểu sự dính sợi phim- Grit trên 0,05-0,5% theo trọng lượng thường chỉ ra một trong những nguyên nhân này.

2Cấu hình lò phản ứng và các bước hạ lưu

Một nhà máy mủ cao su không chỉ là một lò phản ứng.

• Semi-Batch Versus Continuous Operation:Hầu hết các loại latex đặc biệt được sản xuất bán lô: nước, chất hoạt tính bề mặt và một phần monomer được nạp, hạt giống được hình thành và dung dịch monomer còn lại và dung dịch khởi tạo được cho ăn trong 3-8 giờ.Điều này cho phép kiểm soát tối đa về kích thước hạt và thành phần và cho phép một bình để làm cho nhiều lớp- Lạt-tơ hàng hóa có khối lượng lớn như styrene-butadiene cho lớp phủ thảm và giấy thường được sản xuất liên tục trong một đoàn 6-12 thùng hỗn hợp, với monomer và khởi tạo được cấp ở một số điểm,mang lại chất lượng ổn định và năng suất không-thời gian cao hơn nhiều với chi phí linh hoạt.
• Tải bỏ monomer còn lại:Sau khi phân phối, monomer dư thừa phải được giảm từ 0,5-2% xuống dưới 100-1.000 ppm để đáp ứng các thông số kỹ thuật sản phẩm và giới hạn phát thải.Việc loại bỏ được thực hiện trong lò phản ứng hoặc một bình chuyên dụng bằng cách loại bỏ hơi nước dưới chân không ở nhiệt độ 40-70 °C, hoặc bằng cách loại bỏ hóa học với một cặp redox tiêu thụ monomer còn lại.bởi vì latex bọt nặng dưới chân không- Phân loại hóa học đơn giản hơn nhưng thêm các mảnh khởi tạo dư thừa có thể ảnh hưởng đến màu sắc và mùi của sản phẩm.
• Vật liệu, kết thúc và làm sạch:Thép không gỉ 316L với bề mặt được sơn điện ở Ra 0,4 μm là tiêu chuẩn, bởi vì bất kỳ màng polyme nào dính vào tường cuối cùng sẽ tách ra như cát và gây ô nhiễm sản phẩm.Tàu được chỉ định với đáy nghiêng, một van phun đáy lớn hoặc đầy đủ lỗ mà đi qua khối đông máu mà không bị chặn, và một hệ thống CIP áp suất cao có khả năng 0,5-1,0 MPa ở 60-90 ° C để loại bỏ phim.Giữa các chiến dịch của các loại polymer khác nhau, một chất hòa tan hoặc gây ốc có thể được yêu cầu, do đó, thùng và các con dấu của nó phải được đánh giá về hóa học và nhiệt độ làm sạch.
• Kiểm soát, an toàn và khí thải:Vinyl acetate, butadiene và acrylic monomer dễ cháy và, trong trường hợp của butadiene, có thể tạo thành peroxide và polymer ngô bắp trong không gian chết.Các lò phản ứng xử lý chúng yêu cầu phân loại ATEX hoặc IECEx, làm trơ nitơ, giảm áp suất có kích thước cho một quá trình đa hóa chạy trốn bằng phương pháp DIERS, và một hệ thống tiêm chất ức chế khẩn cấp như là tuyến phòng thủ cuối cùng.Kiểm soát nên bao gồm kiểm soát nhiệt độ cascade trên áo khoác và trào ngược, tốc độ cấp dữ liệu liên kết với nhiệt độ và áp suất, và một bộ ghi lô ghi lại hồ sơ đầy đủ cho mỗi chiến dịch, điều này rất cần thiết để khắc phục sự cố của các lô không theo tiêu chuẩn.

Chiến lược loại bỏ nhiệt từ lò phản ứng latex

Câu hỏi thường gặp (FAQ)

Q: Điều gì làm cho một lò phản ứng latex khác với một lò phản ứng hóa học tiêu chuẩn?

Đáp: Bốn sự khác biệt. Việc loại bỏ nhiệt chiếm ưu thế: độ ốc độ phân phối của 73-88 kJ / mol kết hợp với độ nhớt tăng làm cho làm mát, không pha trộn, là yếu tố hạn chế, vì vậy các lò phản ứng latex kết hợp áo khoác,Máy nén ngược, và các vòng bên ngoài khi một lò phản ứng tiêu chuẩn chỉ sử dụng một chiếc áo khoác.vì vậy các động cơ trục ở tốc độ 2-4 m/s thay thế các tua-bin quang ở tốc độ 5-7 m/sCác bề mặt phải rất mượt mà: bất kỳ màng polyme nào xây dựng trên tường cuối cùng sẽ bị trượt như cát, vì vậy 316L được điện đánh bóng ở Ra 0.4 μm là tiêu chuẩn thay vì tùy chọnVà sản phẩm không thể được lọc: vật liệu đông cứng không thể được loại bỏ xuống dòng, vì vậy phòng ngừa trong thùng là kiểm soát chất lượng duy nhất có sẵn.

Hỏi: Kích thước hạt được kiểm soát như thế nào trong polymerization emulsion?

A: Số hạt được thiết lập trong khoảng thời gian hạt nhân hóa, khoảng 5-20% đầu tiên của chu kỳ,và chủ yếu được điều chỉnh bởi nồng độ chất hoạt bề mặt trên nồng độ micel quan trọng và bởi tốc độ phân hủy khởi động tại nhiệt độ phản ứng. chất hoạt tính bề mặt cao hơn cung cấp nhiều micel và do đó nhiều hơn, các hạt nhỏ hơn; khởi động cao hơn cung cấp nhiều gốc và cũng nhiều hạt hơn.số lượng hạt về cơ bản là cố định và tiếp tục monomer thức ăn chỉ đơn giản là phát triển các hạt hiện cóVì vậy, kiểm soát thực tế tập trung vào giai đoạn hạt giống: điện tích hoạt chất bề mặt chính xác trong ± 2%, nhiệt độ giữ trong ± 1 ° C và khuấy động liên tục trong quá trình hạt nhân hóa.Thêm latex hạt giống từ một lô trước đó là phương pháp công nghiệp tiêu chuẩn để tái tạo kích thước hạt chính xác lớp sau lớp.

Hỏi: Làm thế nào để ngăn chặn quá trình đa hợp chất?

A: Thông qua bảo vệ nhiều lớp. Kiểm soát chính là kiểm soát nhiệt độ cascade hạn chế tốc độ cung cấp monomer, vì nguồn cung cấp là cả chất phản ứng và nguồn nhiệt;nếu nhiệt độ tăng trên điểm thiết lậpBảo vệ thứ cấp là công suất làm mát tối đa, với áo khoác, reflux,và nước lạnh tất cả có sẵn và tụ tụ ngược có kích thước để loại bỏ toàn bộ tải trọng nhiệt đỉnh độc lậpBảo vệ thứ cấp là một hệ thống cứu trợ khẩn cấp có kích thước phù hợp được thiết kế bằng phương pháp DIERS cho một lối thoát khí,bởi vì polymerization là một hệ thống làm nóng hoặc lai hơn là một hệ thống hơi nước đơn giản và áp suất. Bảo vệ cuối cùng là một hệ thống tiêm chất ức chế khẩn cấp, thường là hydroquinone hoặc chất dừng ngắn tương tự, được dùng từ một bình áp suất nitơ với nguồn cung cấp điện riêng của nó,ngăn chặn phản ứng hóa học trong vòng vài giây.

Hỏi: Điều gì gây ra sự hình thành cát hoặc đông máu và làm thế nào để giảm nó?

A: Grit hình thành thông qua bốn cơ chế. Cắt cơ học: tốc độ đầu bánh xe quá nhanh hoặc một máy bơm cắt cao trong một vòng lặp bên ngoài va chạm các hạt đang phát triển và kết nối chúng,giảm bằng cách giữ tốc độ đầu ở 2-4 m/s và sử dụng máy bơm cắt thấp trong vòng lưu thông- Lưu trữ monomer địa phương: thức ăn được thêm vào bề mặt hoặc trong khu vực trộn kém tạo ra các vùng giàu monomer, nơi xảy ra polymerization hàng loạt,được cố định bằng cách cho ăn bên dưới bề mặt chất lỏng trực tiếp dưới bánh xoay. Màn hình tường: polymer dính vào bề mặt thô hoặc không được làm mát tốt và cuối cùng tách ra, ngăn chặn bằng cách điện đúc đến Ra 0,4 μm và duy trì vận tốc tường đầy đủ.bổ sung chất điện giải, thay đổi pH, hoặc đông tan nén lớp kép điện và sụp đổ phân tán,quản lý bằng cách kiểm soát thứ tự bổ sung và không bao giờ cho phép latex đóng băng trong quá trình lưu trữ hoặc vận chuyển.

Tags:Các lò phản ứng thép không gỉ,Hệ thống lò phản ứng hóa học,Các lò phản ứng hóa học công nghiệp