Hvad er produktionsprocessen for natriummethylsilikat, og hvad er optimeringsretningerne og udviklingstendenserne?

1. Introduktion
Som en vigtig organisk siliciumforbindelse, natriummethylsilicat er meget udbredt inden for mange områder såsom byggeri, tekstiler, landbrug og daglige kemikalier. Dens unikke kemiske struktur giver den fremragende vandtæt, anti-vejr- og anti-korrosionsegenskaber, hvilket gør den til en uundværlig nøgleingrediens i mange produkter. Kvaliteten af ​​dens ydeevne er tæt forbundet med produktionsprocessen. Udsøgte og optimerede produktionsprocesser kan producere højkvalitets og højtydende natriummethylsilikatprodukter for at imødekomme de stadigt strengere behov i forskellige industrier. Derfor er en dybtgående udforskning af produktionsprocessen for natriummethylsilikat af stor betydning for at forbedre produktkvaliteten, udvide anvendelsesområder og fremme udviklingen af ​​relaterede industrier.

2. Råmateriale grundlag for produktionsprocessen

2.1 Udvælgelse og karakteristika af natriumsilikat
Natriumsilikat er det vigtigste basisråmateriale til fremstilling af natriummethylsilicat. I industriel produktion har almindeligt natriumsilikat to former: fast og flydende. Fast natriumsilikat er for det meste farveløst, gennemsigtigt eller let farvet blokglas, mens flydende natriumsilikat præsenterer en farveløs eller let farvet gennemsigtig, tyktflydende væske. Dets modul (forholdet mellem mængden af ​​siliciumdioxid og natriumoxid) har en betydelig indflydelse på fremstillingen og ydeevnen af ​​natriummethylsilicat. Natriumsilicat med et lavere modul er relativt aktivt i reaktionen, hvilket er befordrende for methyleringsreaktionen, men kan føre til en relativ stigning i urenhedsindholdet i produktet; natriumsilikat med et højere modul kan få produktet til at have bedre stabilitet og vejrbestandighed, men reaktionens vanskelighed kan øges, og der kræves strengere reaktionsbetingelser for at fremme reaktionens fulde fremskridt. Når du vælger natriumsilicat, er det nødvendigt at overveje faktorer som dets modul, renhed og specifikke krav til produktionsprocessen grundigt for at sikre, at det kan give et godt grundlag for efterfølgende reaktioner. For eksempel vil natriumsilikat med et højere modul og en renhed, der opfylder standarden, være tilbøjelig til at blive udvalgt som råmateriale i nogle bygningsvandtætningsområder, der kræver ekstremt høj vejrbestandighed for produktet; mens i noget industriel produktion, der er mere følsom over for reaktionshastighed og omkostninger, kan natriumsilicat med et moderat modul og høj omkostningsydelse vælges i overensstemmelse med de faktiske forhold.
2.2 Methanolens rolle og kvalitetskrav
Methanol fungerer som et methyleringsmiddel i fremstillingsprocessen af natriummethylsilicat. Dens rolle er at tilvejebringe methylgrupper til reaktionen, så natriumsilicatmolekylerne kan methyleres og omdannes til natriummethylsilicat. Methanolens renhed er afgørende for reaktionen. Højren methanol kan sikre den høje effektivitet af reaktionen og produktets renhed. Hvis methanol indeholder flere urenheder, såsom vand, andre alkoholer eller organiske urenheder, kan det forårsage bivirkninger, reducere udbyttet af natriummethylsilicat og påvirke produktets kvalitet og ydeevne. For eksempel kan vandet i methanol forårsage, at hydrolysereaktionen af ​​natriumsilicat forekommer for tidligt, hvilket interfererer med den normale methyleringsreaktionsproces; andre urenheder kan reagere med reaktanter eller produkter for at generere biprodukter, der er svære at adskille, hvilket øger vanskeligheden ved efterfølgende produktoprensning. Derfor skal methanol, der anvendes til fremstilling af natriummethylsilicat, normalt have en renhed på mere end 99% og skal gennemgå streng kvalitetstest for at sikre, at det lever op til produktionskravene. Under opbevaring og transport skal man også sørge for at forhindre methanol i at absorbere vand og blande sig med andre urenheder for at sikre stabiliteten af ​​dets kvalitet.
2.3 Kategorier og funktioner af hjælpematerialer
Ud over de to hovedråmaterialer, natriumsilikat og methanol, kræver fremstillingen af natriummethylsilicat også en række hjælpematerialer, som hver især spiller en unik rolle i reaktionsprocessen. Katalysatorer er en vigtig kategori blandt dem, og forskellige typer katalysatorer har en betydelig effekt på reaktionshastigheden og produktselektiviteten. Sure katalysatorer såsom svovlsyre og saltsyre kan fremme methyleringsreaktionen mellem natriumsilicat og methanol, fremskynde reaktionshastigheden og forkorte reaktionstiden, men kan forårsage en vis korrosion på udstyret; alkaliske katalysatorer såsom natriumhydroxid og kaliumhydroxid kan også effektivt katalysere reaktionen i nogle reaktionssystemer og er relativt mindre ætsende for udstyret, men kan introducere yderligere alkaliske stoffer under reaktionen, hvilket kræver efterfølgende neutraliseringsbehandling. Inhibitorer bruges til at kontrollere intensiteten af ​​reaktionen, forhindre reaktionen i at blive for intens og forårsage kontroltab, sikre, at reaktionen kan udføres under milde og kontrollerbare forhold, og forbedre reaktionens sikkerhed og stabilitet. Derudover er der nogle tilsætningsstoffer som dispergeringsmidler og stabilisatorer. Dispergeringsmidler kan fordele reaktanterne jævnt i reaktionssystemet og forbedre ensartetheden af ​​reaktionen; stabilisatorer hjælper med at bevare produktets stabilitet og forhindrer det i at nedbrydes eller forringes under efterfølgende opbevaring og brug. I den faktiske produktion er det nødvendigt nøjagtigt at vælge og kontrollere typen og mængden af ​​hjælpematerialer i henhold til den specifikke reaktionsproces og produktkrav for at opnå den bedste reaktionseffekt og produktkvalitet.

3. Analyse af traditionel produktionsproces

3.1 Udarbejdelse af natriumsilikat
3.1.1 Smeltemetode
Smeltemetoden er en af de klassiske metoder til fremstilling af natriumsilikat. Denne metode blander først kvartssand og soda i en vis mængde og sætter derefter blandingen i en højtemperaturovn. Under påvirkning af høj temperatur (normalt 1300-1400 ℃), reagerer kvartssand (hovedkomponent siliciumdioxid) og soda (natriumcarbonat) kemisk for at producere natriumsilicat og kuldioxidgas. Reaktionsligningen er groft sagt: Na₂CO₃ SiO₂ = Na₂SiO3 CO₂↑. Efterhånden som reaktionen skrider frem, er det dannede natriumsilicat i smeltet tilstand, og det ledes ud af ovnen gennem en specifik udledningsanordning. Efter afkøling, knusning og andre efterfølgende behandlinger opnås et fast natriumsilikatprodukt. Hvis der skal fremstilles flydende natriumsilicat, skal det faste natriumsilicat yderligere opløses i en passende mængde vand, og opløsningsprocessen accelereres ved opvarmning, omrøring osv., og derefter fjernes de uopløselige urenheder ved filtrering for at opnå en klar og gennemsigtig flydende natriumsilicatopløsning. I processen med at fremstille natriumsilikat ved smeltemetoden er temperaturkontrol yderst kritisk. Hvis temperaturen er for lav, vil reaktionshastigheden være langsom, og det kan endda føre til ufuldstændig reaktion, hvilket påvirker udbyttet og kvaliteten af ​​natriumsilikat; hvis temperaturen er for høj, vil det øge energiforbruget og kan forårsage overdreven termisk erosion af udstyret, hvilket forkorter udstyrets levetid. Derudover vil forholdet mellem råstoffer også have en vigtig indflydelse på reaktionsresultaterne. Det passende forhold mellem kvartssand og soda kan sikre, at reaktionen udføres fuldt ud og producere natriumsilikatprodukter med ideelt modul.
3.1.2 Løsningsmetode
Opløsningsmetoden til fremstilling af natriumsilicat opnås ved at omsætte natriumhydroxidopløsning med kvartssand under visse betingelser. Først tilsættes kvartssand af en vis partikelstørrelse til natriumhydroxidopløsningen for at danne en reaktionsblanding. Derefter opvarmes reaktionsblandingen i en specifik reaktor og omrøres på samme tid for at fremme fuld kontakt og reaktion mellem reaktanterne. Under reaktionen reagerer siliciumdioxidet i kvartssandet kemisk med natriumhydroxidet for at producere natriumsilicat og vand. Reaktionsligningen er: 2NaOH SiO2 = Na2SiO3 H2O. Efterhånden som reaktionen skrider frem, stiger koncentrationen af ​​natriumsilicat i opløsningen gradvist. Efter at reaktionen er afsluttet, fjernes de faste urenheder, såsom kvartssand, der ikke har reageret fuldstændigt, ved hjælp af en filtreringsanordning for at opnå en opløsning indeholdende natriumsilicat. For at opnå et natriumsilikatprodukt med den nødvendige koncentration og modul, skal opløsningen muligvis også koncentreres eller fortyndes og andre efterfølgende behandlinger. Sammenlignet med smeltemetoden har opløsningsmetoden relativt milde reaktionsbetingelser, lavere højtemperaturmodstandskrav til udstyret og relativt mindre energiforbrug. Opløsningsmetoden har dog også nogle mangler, såsom en relativt langsom reaktionshastighed, og på grund af brugen af ​​en stor mængde natriumhydroxidopløsning kan separation og rensningsprocessen af ​​efterfølgende produkter være mere kompliceret, og spildevandet skal behandles korrekt for at undgå miljøforurening. Ved fremstilling af natriumsilicat ved opløsningsmetoden vil faktorer som reaktionstemperatur, reaktionstid, koncentration af natriumhydroxidopløsning og partikelstørrelse af kvartssand påvirke reaktionen. Korrekt forøgelse af reaktionstemperaturen og forlængelse af reaktionstiden kan fremskynde reaktionen og øge udbyttet af natriumsilicat, men for høj temperatur og for lang tid kan forårsage bivirkninger og påvirke produktkvaliteten; en for høj koncentration af natriumhydroxidopløsning kan gøre reaktionen for voldsom og svær at kontrollere, mens en for lav koncentration vil reducere reaktionshastigheden og udbyttet; jo mindre partikelstørrelsen af ​​kvartssand er, jo større er dens specifikke overfladeareal og jo større kontaktareal med natriumhydroxidopløsningen, hvilket er medvirkende til at fremskynde reaktionen, men en for lille partikelstørrelse kan give problemer såsom vanskeligheder med filtrering.
3.2 Syntesereaktion af natriummethylsilicat
3.2.1 Forklaring af reaktionsprincip
Syntesen af ​​natriummethylsilicat er hovedsageligt baseret på methyleringsreaktionen af ​​natriumsilicat og methanol under påvirkning af en katalysator. Under reaktionen gennemgår methylgruppen (-CH3) i methanolmolekylet en substitutionsreaktion med silicationen i natriumsilicatmolekylet under aktivering af katalysatoren, hvorved methylgruppen indføres i silikatstrukturen for at danne natriummethylsilicat. Tager man natriumsilicat (Na2SiO3) og methanol (CH3OH) som et eksempel, kan hovedreaktionsligningen groft udtrykkes som: Na2SiO3 2CH3OH = (CH3O)2SiO22NaOH, og det dannede (CH2SiO30) yderligere hydroxide reagerer med (CH2SiO2) for at danne natriummethylsilicat (såsom Na [(CH3O) SiO3], etc.). I denne reaktionsproces spiller katalysatoren en nøglerolle i at reducere reaktionens aktiveringsenergi og accelerere reaktionshastigheden. Forskellige typer katalysatorer har forskellige katalytiske virkninger på reaktionen og produktselektiviteten. For eksempel kan sure katalysatorer fremme aktiveringen af ​​methanolmolekyler, hvilket gør dem mere modtagelige for methyleringsreaktioner, men kan forårsage nogle bireaktioner, såsom methanol-dehydreringsreaktioner; alkaliske katalysatorer kan også effektivt katalysere methyleringsreaktioner i nogle tilfælde, og selektiviteten af ​​produkterne kan være anderledes. Derudover vil faktorer som temperatur, tryk, koncentration af reaktanter og reaktionstid i reaktionssystemet have en vigtig indflydelse på reaktionens forløb og dannelsen af ​​produkter. Passende reaktionsbetingelser kan sikre, at reaktionen forløber i retning af dannelse af natriummethylsilicat, hvorved udbyttet og renheden af ​​produktet forbedres.
3.2.2 Kontrol af reaktionsbetingelser i traditionelle processer
I den traditionelle synteseproces af natriummethylsilicat er kontrollen af reaktionsbetingelserne relativt streng. Med hensyn til temperatur styres reaktionstemperaturen generelt inden for et vist område, sædvanligvis mellem 80 og 120°C. Hvis temperaturen er for lav, vil reaktionshastigheden være langsom, hvilket resulterer i lav produktionseffektivitet; hvis temperaturen er for høj, kan det forårsage bivirkninger, såsom overdreven fordampning og nedbrydning af methanol og yderligere polymerisering af produktet, hvilket påvirker kvaliteten og udbyttet af natriummethylsilicat. Trykforhold udføres normalt ved normalt tryk eller lidt over normalt tryk. Hvis trykket er for højt, vil kravene til udstyr blive kraftigt øget, hvilket øger udstyrsinvesteringer og driftsomkostninger; hvis trykket er for lavt, kan det påvirke reaktanternes flygtighed og reaktionsgraden. Reaktionstiden tager generelt flere timer, og den specifikke varighed afhænger af faktorer som reaktionens skala, koncentrationen af ​​reaktanterne og katalysatorens aktivitet. En længere reaktionstid er befordrende for det fulde forløb af reaktionen, men det vil øge produktionsomkostningerne; en for kort reaktionstid kan føre til ufuldstændig reaktion, og flere uomsatte råvarer vil blive tilbage i produktet. Med hensyn til reaktantkoncentration skal koncentrationen og forholdet mellem natriumsilicatopløsning og methanol kontrolleres nøjagtigt. Hvis koncentrationen af ​​natriumsilicatopløsning er for høj, kan reaktionssystemet være for viskøst, hvilket ikke er befordrende for blanding og masseoverførsel af reaktanter; hvis koncentrationen er for lav, vil reaktionshastigheden og produktionseffektiviteten af ​​udstyret blive reduceret. Mængden af ​​methanol skal generelt være lidt overdreven for at sikre, at natriumsilikat fuldt ud kan gennemgå methyleringsreaktion, men for meget overskud vil forårsage spild af råmaterialer og vanskeligheder ved efterfølgende adskillelse. I traditionelle processer er det også nødvendigt at være meget opmærksom på ændringerne i pH-værdien i reaktionssystemet. Da der dannes basiske stoffer som natriumhydroxid under reaktionen, vil pH-værdien gradvist stige. For høj pH-værdi kan påvirke reaktionens forløb og stabiliteten af ​​produktet, så det kan være nødvendigt at tilsætte en passende mængde sure stoffer i tide til neutralisering og justering for at holde reaktionssystemet inden for det passende pH-område.
3.3 Adskillelses- og oprensningsmetoder for produkter
3.3.1 Trin til destillationsadskillelse
Destillation er en af de almindeligt anvendte metoder i separationsprocessen af natriummethylsilicatprodukter. I det blandede system efter reaktionen er der uomsat methanol, dannet natriummethylsilicat og en lille mængde mulige biprodukter. Da kogepunktet for methanol er relativt lavt (ca. 64,7 ℃ ved normalt tryk), mens kogepunktet for natriummethylsilicat er relativt højt, opvarmes reaktionsblandingen for at få methanol til at nå kogepunktet først og fordampe til damp. Dampen afkøles og gøres flydende gennem destillationsanordningens kondensator, og den opsamlede methanol kan genbruges og genbruges, hvorved produktionsomkostningerne reduceres. Efterhånden som destillationen skrider frem, falder methanolindholdet i reaktionsblandingen gradvist, og koncentrationen af ​​natriummethylsilicat stiger relativt. I destillationsprocessen er temperaturkontrol meget kritisk. Opvarmningstemperaturen skal kontrolleres nøjagtigt til at være lidt højere end kogepunktet for methanol for at sikre, at methanol kan fordampes og adskilles jævnt, men den bør ikke være for høj for at undgå nedbrydning eller andre sidereaktioner af natriummethylsilicat. Samtidig vil design og drift af destillationsanordningen også påvirke separationseffekten. For eksempel vil køleeffektiviteten af ​​kondensatoren, antallet af plader eller typen af ​​pakning af destillationstårnet påvirke separationsrenheden og genvindingshastigheden af ​​methanol. En effektiv kondensator kan hurtigt afkøle methanoldamp til væske og reducere udslip af methanoldamp; en passende destillationstårnstruktur kan forbedre separationseffektiviteten af ​​methanol og natriummethylsilicat, hvilket gør destillationsprocessen mere effektiv og stabil.
3.3.2 Krystallisations- og oprensningsproces
Krystallisation er et vigtigt middel til yderligere at oprense natriummethylsilicat. Efter den indledende adskillelse ved destillation kan natriummethylsilicatopløsningen stadig indeholde nogle urenheder, såsom uomsat natriumsilicat, katalysatorrester og andre biprodukter. Gennem krystallisationsprocessen kan natriummethylsilicat udfældes fra opløsningen i form af krystaller, mens urenhederne forbliver i moderluden, hvorved oprensningen af ​​natriummethylsilicat opnås. Almindelige krystallisationsmetoder omfatter afkølingskrystallisation og fordampningskrystallisation. Kølende krystallisation opnås ved at bruge forskellen i opløseligheden af ​​natriummethylsilicat ved forskellige temperaturer. Natriummethylsilicatopløsningen efter destillation afkøles langsomt. Efterhånden som temperaturen falder, falder opløseligheden af ​​natriummethylsilicat gradvist. Når dets opløselighed er lavere end den faktiske koncentration i opløsningen, vil natriummethylsilicat krystallisere ud af opløsningen. Under afkølingsprocessen skal afkølingshastigheden kontrolleres. Langsom afkøling er befordrende for dannelsen af ​​større og mere regelmæssige krystaller, hvilket er praktisk til efterfølgende filtrerings- og vaskeoperationer og kan også forbedre krystallernes renhed. Fordampningskrystallisation er at fordampe opløsningsmidlet (såsom vand) i opløsningen ved opvarmning, således at opløsningen gradvist koncentreres. Når opløsningen når en overmættet tilstand, begynder natriummethylsilicat at krystallisere. Under fordampnings- og krystallisationsprocessen skal man være opmærksom på at kontrollere fordampningstemperaturen og fordampningshastigheden for at undgå for høj temperatur, der får natriummethylsilicat til at nedbrydes eller forårsage andre bireaktioner. Samtidig skal fordampningshastigheden være moderat, så krystallisationsprocessen kan forløbe jævnt. Efter at krystallisationen er afsluttet, adskilles krystallerne fra moderluden ved hjælp af en filtreringsanordning, og derefter vaskes krystallerne med en passende mængde organisk opløsningsmiddel (såsom ethanol osv.) for yderligere at fjerne urenheder adsorberet på overfladen af ​​krystallerne. Efter at de vaskede krystaller er tørret, kan der opnås et natriummethylsilicatprodukt med høj renhed. Under krystallisations- og oprensningsprocessen vil faktorer som opløsningens koncentration, krystallisationstemperaturen, afkølings- eller fordampningshastigheden og omrøringsbetingelserne påvirke krystallisationseffekten. Passende opløsningskoncentration kan sikre dannelsen af ​​en passende mængde krystalkerner under krystallisationsprocessen, hvilket er befordrende for væksten af ​​krystaller; præcis kontrol af krystallisationstemperaturen og -hastigheden kan opnå den ideelle krystalform og renhed; passende omrøring kan gøre fordelingen af ​​det opløste stof i opløsningen mere ensartet og fremme krystallisationsprocessen, men for høj omrøringshastighed kan forårsage krystalbrud og påvirke produktkvaliteten.

4. Nøglegennembrud inden for procesoptimering

4.1 Innovation og forbedring af katalysatorer
4.1.1 Forsknings- og udviklingsfremskridt for nye katalysatorer
I optimeringen af produktionsprocessen for natriummethylsilicat er forskning og udvikling af nye katalysatorer blevet en vigtig gennembrudsretning. Forskere udforsker og afprøver konstant nye stoffer som katalysatorer for at forbedre reaktionseffektiviteten og produktkvaliteten. For eksempel har nogle overgangsmetalkomplekser Katalysatorer gradvist tiltrukket sig opmærksomhed. Denne type katalysator har en unik elektronisk struktur og koordinationsmiljø, som mere effektivt kan aktivere reaktantmolekylerne og reducere reaktionens aktiveringsenergi og derved signifikant accelerere methyleringsreaktionens hastighed. Sammenlignet med traditionelle sure eller alkaliske katalysatorer har overgangsmetalkomplekskatalysatorer højere selektivitet, kan reducere forekomsten af ​​sidereaktioner og gøre reaktionen mere tilbøjelig til at producere målproduktet natriummethylsilicat. Derudover er der gjort fremskridt i forskning og udvikling af nogle understøttede katalysatorer. Ved at fylde de aktive katalytiske komponenter på en bærer med et højt specifikt overfladeareal, såsom aktivt kul, molekylsigter, etc., kan aktiviteten og stabiliteten af ​​katalysatoren forbedres, og separationen og recirkuleringen af ​​katalysatoren kan også lettes. Bærerens egenskaber og struktur har en vigtig indflydelse på katalysatorens ydeevne. Forskellige bærere kan tilvejebringe forskellige mikromiljøer for de aktive komponenter og derved regulere aktiviteten og selektiviteten af ​​katalysatoren. For eksempel har molekylsigtebæreren en regelmæssig porestruktur og sure steder, som kan screene og selektivt adsorbere reaktantmolekylerne, hvilket er fordelagtigt til at forbedre selektiviteten og den katalytiske effektivitet af reaktionen. I processen med at udvikle nye katalysatorer lægges der også vægt på at optimere fremstillingsmetoden for katalysatoren. Brugen af ​​avancerede synteseteknologier, såsom sol-gel-metoden og co-udfældningsmetoden, kan præcist styre sammensætningen, strukturen og partikelstørrelsen af ​​katalysatoren og derved forbedre ydeevnen af ​​katalysatoren yderligere. Gennem kontinuerlig forskning og innovation er ydeevnen af ​​nye katalysatorer løbende blevet forbedret, hvilket giver stærk støtte til optimering af produktionsprocessen for natriummethylsilicat.
4.1.2 Katalysatorer forbedrer reaktionseffektiviteten og kvaliteten
Anvendelsen af ​​nye katalysatorer har medført betydelige forbedringer af reaktionseffektiviteten og produktkvaliteten af ​​natriummethylsilicat. Med hensyn til reaktionseffektivitet, eftersom nye katalysatorer mere effektivt kan reducere reaktionens aktiveringsenergi, kan reaktionen forløbe hurtigt under mildere betingelser. For eksempel, efter brug af visse nye overgangsmetalkomplekskatalysatorer, kan reaktionstemperaturen reduceres med 10-20 ℃, men reaktionshastigheden kan øges flere gange eller endda snesevis af gange, hvilket i høj grad forkorter reaktionstiden og forbedrer produktionseffektiviteten. Dette reducerer ikke kun energiforbruget, men reducerer også produktionsomkostningerne. Med hensyn til produktkvalitet undertrykker den nye katalysators høje selektivitet effektivt sidereaktioner, og renheden af ​​natriummethylsilicat i produktet er væsentligt forbedret. I den traditionelle proces kan nogle urenheder dannes på grund af sidereaktioner, som kan påvirke ydeevnen af ​​natriummethylsilicat. Den nye katalysator kan dog få reaktionen til at forløbe mere præcist i retning af at generere natriummethylsilicat, hvilket reducerer dannelsen af ​​urenheder. Samtidig har katalysatorens stabilitet også en positiv indvirkning på stabiliteten af ​​produktkvaliteten. Stabile katalysatorer kan opretholde konsistensen af ​​deres katalytiske aktivitet og selektivitet under kontinuerlig produktion, hvilket sikrer, at hver batch af natriummethylsilikatprodukter har stabil kvalitet og ydeevne. For eksempel kan den understøttede katalysator på grund af sin stabile struktur stadig opretholde en høj katalytisk aktivitet efter gentagen brug, hvilket gør produktionsprocessen mere stabil og pålidelig og produktkvaliteten mere garanteret. Derudover kan den nye katalysator også påvirke den molekylære struktur og mikromorfologi af natriummethylsilicat og derved forbedre dens ydeevne. Nogle katalysatorer kan fremme dannelsen af ​​en mere regelmæssig struktur af natriummethylsilikatmolekyler, så den kan vise bedre ydeevne i applikationer som vandtætning og korrosionsbeskyttelse.
4.2 Innovation af reaktionsudstyr og teknologi
4.2.1 Designegenskaber for effektive reaktionsanordninger
For at imødekomme optimeringsbehovene for produktionsprocessen af natriummethylsilikat er designet af effektive reaktionsanordninger konstant innovativt. Den nye reaktionsanordning har mange karakteristika i struktur og funktion for at forbedre reaktionseffektiviteten og kvaliteten. For eksempel bruger nogle reaktorer et specielt omrøringsstrukturdesign. Traditionelle røreblade kan have problemer som ujævn omrøring og utilstrækkelig lokal reaktion, mens den nye rørestruktur kan opnå en mere effektiv blandingseffekt ved at optimere knivens form, vinkel og layout. Brugen af ​​flerlags vinger eller vinger med specielle former, såsom spiralvinger og turbinevinger, kan producere forskellige fluidmekaniske effekter i forskellige reaktionsområder, så reaktanterne kan blandes mere fuldstændigt og kontaktes i reaktoren, accelerere reaktionshastigheden og forbedre ensartetheden af ​​reaktionen. Samtidig er reaktorens materiale også blevet forbedret. Udvælgelsen af ​​materialer, der er korrosionsbestandige, højtemperaturbestandige og har god termisk ledningsevne, såsom speciallegeret stål og emaljematerialer, kan ikke kun opfylde de strenge krav til udstyret under reaktionsprocessen, forlænge udstyrets levetid, men også bedre kontrollere reaktionstemperaturen. God varmeledningsevne hjælper med at overføre varme jævnt i reaktoren, undgå forekomsten af ​​lokal overophedning eller overkøling og sikre, at reaktionen udføres under passende temperaturforhold. Derudover integrerer nogle reaktionsanordninger også avancerede temperatur-, tryk-, flow- og andre overvågnings- og kontrolsystemer. Sensorer bruges til at overvåge forskellige parametre i reaktionsprocessen i realtid og overføre dataene til kontrolsystemet. Kontrolsystemet justerer automatisk reaktionsbetingelserne i henhold til det forudindstillede parameterområde, såsom varme- eller køleanordningens effekt, strømningshastigheden af ​​fødepumpen osv., for at opnå præcis kontrol af reaktionsprocessen og forbedre stabiliteten af ​​produktionsprocessen og konsistensen af ​​produktkvaliteten.