ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЛИНИЯ СТАБИЛИЗАЦИИ НИТРАТОВ ЦЕЛЛЮЛОЗЫ Российский патент 1999 года по МПК C08B5/08 

Изобретение относится к технологии производства нитратов целлюлозы (НЦ) и может быть использовано при изготовлении НЦ различного назначения: для порохов, лаков и красок, специальных пленок и других видов товаров народного потребления.

Известны технологические линии стабилизации нитратов целлюлозы различной степени замещения (В. И. Гиндич, Л. В.Забелин, Г.Н.Марченко. Производство нитратов целлюлоз. Технология и оборудование. М., ЦНИИНТИ и ТЭИ, 1984, стр. 204-277). Линии стабилизации НЦ включают в себя целый комплекс последовательно соединенных аппаратов для осуществления в них различных по характеру процессов, но целенаправленно организованных на освобождение нитратов целлюлозы от малостойких примесей и остаточных кислот (преимущественно серной кислоты) и доведение их физико-химических характеристик до требуемых значений. Например, для стабилизации высокоэтерифицированных НЦ (пироксилины) используется технологическая линия, состоящая из чанов горячей промывки, измельчительных машин и лаверов (там же, стр.205). Линия представлена на фиг. 1 - прототип.

В чанах горячей промывки 1 в производственных условиях ведется предварительная стабилизация нитратов целлюлозы, заключающаяся в последовательной обработке их при определенных температурах в кислой и щелочной средах. Для этого предусмотрено введение в чан нейтрализующего агента через специальный мерник 2. После предварительной стабилизации пироксилиновая суспензия массонасосом 3 перекачивается ажитатор 4 неизмельченного пироксилина, а затем через барабанный сгуститель 5 подается в дисковые мельницы Кузьмина (ДМК) для измельчения. Измельченный пироксилин собирается в сборнике 7 и массонасосом перекачивается в лаверы 8 для окончательной стабилизации.

Существующая технологическая линия стабилизации НЦ энергоемка и малопроизводительна. Условия физико-химического и механического воздействия на НЦ в аппаратах линии не обеспечивают получения равномерных по всей массе характеристик стабилизированного продукта. При предварительной стабилизации НЦ в чан горячей промывки поступают вода и концентрированный раствор нейтрализующего агента по самостоятельным трубопроводам, а необходимый технологический раствор образуется непосредственно в чане за счет рециркуляции жидкой фазы. При этом вследствие такого нерационально организованного процесса в местах первичных контактов нейтрализующего агента с НЦ идет локальная денитрация, внося в общую массу неравномерность по содержанию азота и следовательно, к снижению содержания азота. Последующий процесс стабилизации заключается в измельчении НЦ в мельнице ДМК. Целевой задачей этой операции является обеспечение полного извлечения из капилляров инклюдированных кислот и подготовка НЦ для переработки в целевой продукт, например, в порох, где одним из определяющих условий является однородность НЦ по размерам частиц. Но практика работы показывает, что при измельчении НЦ в мельнице ДМК требует однородность по размеру частиц достичь невозможно (там же, стр.266). Неоднородное измельчение заложено в принципе работы мельницы ДМК, конструкция которой допускает проскок (быстрый проход) массы через размалывающую гарнитуру. Технические меры в виде гидрозатвора на выходе массы, направленные на борьбу с ее быстрым проходом, вопроса полностью не решают. Мельница ДМК имеет сложную размалывающую гарнитуру и очень малый межремонтный период ножевого блока.

Указанные недостатки существующей технологической линии стабилизации НЦ преодолеваются на практике удлинением процессов и тщательным смешением частных порций в общую партию, что значительно снижает производительность всего производства НЦ.

Целью изобретения является создание технологической линии стабилизации НЦ, обладающей совокупностью функционально связанных аппаратов, позволяющих получить целевой продукт с необходимой технологичностью переработки при ресурсосберегающих режимах.

Поставленная цель достигается в технологической линии стабилизации НЦ, представленной на фиг.2.

Отличительными признаками предлагаемой технологической линии являются новые функциональные связи чана горячей промывки 1 со струйным смесителем 2, ажитатора 4 с лабиринтно-конической мельницей 5 первой ступени и лаверов 6, 8 с ЛКМ второй ступени 7.

Положительный эффект в заявляемой линии достигается за счет:
- установки перед чаном горячей промывки 1 струйного смесителя 2 для подготовки технологического раствора. Введение в чан горячей промывки технологического раствора вместо концентрированного раствора нейтрализующего агента и воды по самостоятельным трубопроводам устраняет локальную денитрацию и обеспечивает получение однородной массы по содержанию азота;
- применение для измельчения НЦ лабиринтно-конической мельницы первой ступени с новой функциональной связью ее с ажитатором 4, минуя барабанный сгуститель. Дозировка суспензии непосредственно из ажитатора в мельницу обеспечивает равномерность поступления массы, а ЛКМ первой ступени устраняет проскок массы через размалывающую гарнитуру и обеспечивает однородность частиц НЦ по размеру;
- применения лаверов 6, 8, связанных между собой лабиринтно-конической мельнице второй ступени 7, что позволяет быстро получить окончательно стабилизированную массу вследствие синхронного поступления в лаверы технологического раствора нейтрализующего агента.

Предлагаемая технологическая линия стабилизации НЦ работает следующим образом. Чан горячей промывки 1 заполняется НЦ, после этого транспортные воды сливаются в бассейн нейтрализации через фильтр-ловушку 9. Предварительная стабилизация начинается с момента поступления в чан технологического раствора из струйного смесителя 2: по заданному режиму ведутся сначала кислая, а затем щелочная варки при высоких температурах (97-100^oC). Для последующей стабилизации суспензия НЦ массонасосом 3 перекачивается в ажитатор 4, где ее концентрация доводится до 5% и лабиритно-конической мельницей 5 перекачивается в синхронный лавер-сборник 6. Концентрация суспензии в лавере 6 сводится до 7% и перекачивается лабиринтно-конической мельницей второй ступени 7 в лавер окончательной стабилизации 8. При этом лабиринтно-конические мельницы обеих ступеней измельчают НЦ, не допуская проскока массы. Одновременно в лаверы 6, 8 по мере поступления в них суспензий НЦ синхронно подается технологический раствор для нейтрализации кислот, в освобождающихся в результате волокон НЦ.

Измельчение НЦ в две ступени обусловлено тем, что при работе мельниц по одному режиму удлиняется время до достижения полного извлечения кислот из капилляров волокон, а это ведет к переизмельчению их и ухудшению технологичности НЦ при переработке. В лавере окончательной стабилизации суспензия НЦ доводится до концентрации 9% и направляется на формирование партий.

Предлагаемая линия позволяет получить стабилизированные НЦ с необходимым комплексным свойств при энергосберегающих режимах работы производства, что можно видеть из сравнительных показателей, приведенных в таблице.

Изобретение относится к технологии производства нитратов целлюлозы (НЦ) и может быть использовано при изготовлении НЦ различного назначения: для порохов, лаков и красок, специальных пленок и других видов товаров народного потребления. В технологической линии перед чаном горячей промывки и лаверами установлены струйные смесители для подготовки технологического раствора. Ажитатор соединен непосредственно с измельчительной машиной первой ступени, представляющей собой лабиринтно-коническую мельницу. Лаверы соединены между собой через лабиринтно-коническую мельницу второй ступени. Измельчение НЦ осуществляется в две ступени, что способствует сокращению длительности процесса и получению однородных по размеру частиц нитратов целлюлозы. 2 ил., 1 табл.

Технологическая линия стабилизации нитратов целлюлозы (НЦ), содержащая последовательно соединенные между собой массопроводами чан горячей промывки, ажитатор, сгуститель суспензии, дисковую измельчительную машину и лавер, отличающаяся тем, что перед чаном горячей промывки и лаверами установлены струйные смесители для подготовки технологического раствора, ажитатор соединен непосредственно с измельчительной машиной первой ступени, представляющей собой лабиринтно-коническую мельницу, а лаверы соединены между собой через лабиринтно-коническую мельницу второй ступени.