Установка периодического действия для получения натриевой соли карбоксиметилцеллюлозы

Полезная модель относится к устройствам для получения высокомолекулярных веществ, а именно, натриевой соли карбоксиметилцеллюлозы (КМЦ). Технический результат: повышение производительности работы установки для получения КМЦ, снижение металлоемкости, снижение технологических потерь КМЦ. Установка периодического действия для получения КМЦ включает: смеситель периодического действия для получения щелочной целлюлозы с загрузочными люками для подачи целлюлозы и водного раствора гидроксида натрия, транспортирующий трубопровод и гребковую сушилку с загрузочными люками и выгрузочным люком. Целлюлоза и водный раствор гидроксида натрия загружаются в смеситель периодического действия для получения щелочной целлюлозы через загрузочные люки, где происходит получение щелочной целлюлозы. Щелочная целлюлоза посредством транспортирующего трубопровода поступает в гребковую сушилку через загрузочный люк, куда одновременно через другой загрузочный люк подается карбоксиметилирующий агент. Образовавшаяся реакционная смесь подвергается сушке при постоянном перемешивании. Наилучшие результаты при реализации заявляемой полезной модели могут быть получены при использовании вакуум-гребковой сушилки. Предусмотрен частный случай реализации, при котором карбоксиметилирующий агент подается непосредственно в смеситель для получения щелочной целлюлозы.

Заявляемая полезная модель относится к устройствам для получения высокомолекулярных веществ, а именно, натриевой соли карбоксиметилцеллюлозы (далее КМЦ) и может найти применение при создании и реконструкции современных химических производств.

В целом все известные установки для получения КМЦ в водных средах подразделяются на установки периодического действия и непрерывного действия и состоят из следующих конструкционно-технологических узлов: узел обработки целлюлозы щелочью, аппарат для карбоксиметилирования, сушилка, измельчитель и узел упаковки КМЦ (В.Я.Бытенский, Е.П.Кузнецова. Производство эфиров целлюлозы. Изд. «Химия», Л., 1974 г. с.161).

Известна установка периодического действия для получения КМЦ по авторскому свидетельству СССР №168118 (опубл. 1963 г.), включающая смеситель для обработки целлюлозы водным раствором гидроксида натрия, отжимной пресс, измельчитель щелочной целлюлозы, аппарат для смешения щелочной целлюлозы с карбоксиметилирующим агентом и сушилка, при этом последний смеситель и сушилка не связаны технологической линией транспортирования (выгрузка производится вручную). Недостатками известной установки являются: технологическая громоздкость, чрезвычайно высокая металлоемкость, высокие технологические потери при многочисленных ручных выгрузках.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому является установка периодического действия для получения КМЦ по свидетельству на полезную модель РФ №17919 (опубл. 2004 г.), включающая аппарат для рыхления целлюлозы, смеситель для получения щелочной целлюлозы, снабженный горизонтальной мешалкой, аппарат для частичного карбоксиметилирования,

снабженный горизонтальной мешалкой, и аэрофонтанная сушилка. Технической задачей решения по прототипу являлось повышение производительности установки и выхода целевого продукта. Недостатками установки по прототипу являются: высокая металлоемкость, недостаточная производительность и возможность технологических потерь КМЦ.

Суть полезной модели заключается в следующем.

Технической задачей, на решение которой направлено данное техническое решение, является разработка высокопроизводительной установки для получения КМЦ периодического действия.

Техническим результатом заявляемой полезной модели является повышение производительности работы установки для получения КМЦ, снижение металлоемкости установки, снижение технологических потерь получаемого продукта при сохранении эксплуатационных показателей КМЦ.

Установка периодического действия для получения КМЦ включает: смеситель периодического действия для получения щелочной целлюлозы 1 с загрузочными люками 2 и 3 для подачи целлюлозы и водного раствора гидроксида натрия; транспортирующий трубопровод 5 и гребковую сушилку 6 (преимущественно, вакуум-гребковую сушилку), снабженную перемешивающими органами 6 а (гребками), с загрузочными люками 7 и 8 и выгрузочным люком 9. При частном случае осуществления полезной модели смеситель для получения щелочной целлюлозы дополнительно снабжен загрузочным устройством 4 для подачи карбоксиметилирующего агента.

Исследования кинетики карбоксиметилирования при получении КМЦ, проведенные заявителем, показали, что основная фаза карбоксиметилирования протекает на стадии сушки. Исходя из этого, было установлено, что наличие в установке для получения КМЦ аппарата карбоксиметилирования, в котором происходит частичное карбоксиметилирование, не является обязательным при рациональном использовании сушилки. Совмещение конструкционных узлов карбоксиметилирования и сушки в один аппарат, снабженный

перемешивающим устройством, а именно, гребковую сушилку приводит к высокоэффективному и высокопроизводительному способу получения КМЦ, обеспечивающего как частичное, так и полное карбоксиметилирование. Возможность применения транспортирующего трубопровода между двумя конструкционными узлами: смесителем и сушилкой (пневмотранспорта, либо самотечного трубопровода при соответственном расположении аппаратов) сводит технологические потери получаемой КМЦ к практическому минимуму.

Установка периодического действия для получения КМЦ работает следующим образом. Целлюлоза и водный раствор гидроксида натрия загружаются в смеситель для получения щелочной целлюлозы 1 через загрузочные люки 2 и 3, где происходит интенсивное перемешивание и получение щелочной целлюлозы. Из смесителя 1 щелочная целлюлоза посредством транспортирующего трубопровода 5 поступает в гребковую сушилку 6 через загрузочный люк 7, куда одновременно подается карбоксиметилирующий агент через загрузочный люк 8. Образовавшаяся реакционная смесь подвергается сушке при постоянном перемешивании рабочих перемешивающих органов 6 а гребковой сушилки. Полученная КМЦ выгружается через выгрузочный люк 9.

Наилучшие результаты при реализации заявляемой полезной модели могут быть получены при использовании вакуум-гребковой сушилки.

При частном случае реализации полезной модели карбоксиметилирующий агент загружается в смеситель для получения щелочной целлюлозы 1 через загрузочное устройство 4; образующаяся смесь подается в гребковую сушилку через транспортирующий трубопровод 5 в гребковую сушилку.

Преимущество заявляемой полезной модели состоит в том, что возможность реализации заявляемой установки существенно повышает технологические возможности производства КМЦ, а именно: существенно снижает металлоемкость установки, увеличивает производительность, снижает

технологические потери, сохраняя, а в отдельных случаях, улучшая эксплуатационные показатели КМЦ.

Библиографические данные

1. В.Я.Бытенский, Е.П.Кузнецова. Производство эфиров целлюлозы. Изд. «Химия», 1974 г. с.161.

2. Авторское свидетельство СССР №168118 «Способ получения карбоксиметилцеллюлозы», опубл. 1963 г.

3. Полезная модель РФ №17919 «Установка периодического действия для получения карбоксиметилцеллюлозы», опубл. 2001 г.

1. Установка периодического действия для получения натриевой соли карбоксиметилцеллюлозы, включающая смеситель для получения щелочной целлюлозы и аппарат для карбоксиметилирования, отличающаяся тем, что аппарат для карбоксиметилирования представляет собой гребковую сушилку, а смеситель для получения щелочной целлюлозы и аппарат для карбоксиметилирования соединены транспортирующим трубопроводом.

2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что гребковая сушилка представляет собой вакуум-гребковую сушилку.

3. Установка по п.1, отличающаяся тем, что смеситель для получения щелочной целлюлозы дополнительно снабжен загрузочным устройством для подачи карбоксиметилирующего агента.