Hva er produksjonsprosessen for natriummetylsilikat og hva er optimaliseringsretningene og utviklingstrendene?

1. Introduksjon
Som en viktig organisk silisiumforbindelse, natriummetylsilikat er mye brukt i mange felt som konstruksjon, tekstiler, landbruk og daglige kjemikalier. Den unike kjemiske strukturen gir den utmerkede vanntette, anti-forvitrings- og anti-korrosjonsegenskaper, noe som gjør den til en uunnværlig nøkkelingrediens i mange produkter. Kvaliteten på ytelsen er nært knyttet til produksjonsprosessen. Utsøkte og optimaliserte produksjonsprosesser kan produsere høykvalitets og høyytelses natriummetylsilikatprodukter for å møte de stadig strengere behovene til forskjellige industrier. Derfor er en dyptgående utforskning av produksjonsprosessen av natriummetylsilikat av stor betydning for å forbedre produktkvaliteten, utvide bruksområder og fremme utviklingen av relaterte industrier.

2. Råvaregrunnlaget for produksjonsprosessen

2.1 Utvalg og egenskaper av natriumsilikat
Natriumsilikat er det viktigste grunnleggende råmaterialet for fremstilling av natriummetylsilikat. I industriell produksjon har vanlig natriumsilikat to former: fast og flytende. Fast natriumsilikat er stort sett fargeløst, gjennomsiktig eller svakt farget blokkglass, mens flytende natriumsilikat presenterer en fargeløs eller svakt farget gjennomsiktig viskøs væske. Modulen (forholdet mellom mengden silisiumdioksid og natriumoksid) har en betydelig innvirkning på fremstillingen og ytelsen til natriummetylsilikat. Natriumsilikat med lavere modul er relativt aktivt i reaksjonen, noe som bidrar til metyleringsreaksjonen, men kan føre til en relativ økning i urenhetsinnholdet i produktet; natriumsilikat med høyere modul kan gjøre at produktet har bedre stabilitet og værbestandighet, men vanskeligheten med reaksjonen kan øke, og det kreves strengere reaksjonsbetingelser for å fremme den fulle fremdriften av reaksjonen. Når du velger natriumsilikat, er det nødvendig å vurdere faktorer som modul, renhet og spesifikke krav til produksjonsprosessen grundig for å sikre at den kan gi et godt grunnlag for påfølgende reaksjoner. For eksempel, i noen vanntettingsfelt for bygninger som krever ekstremt høy værbestandighet for produkter, vil natriumsilikat med en høyere modul og renhet som oppfyller standarden ha en tendens til å bli valgt som råmateriale; mens i noen industriell produksjon som er mer følsom for reaksjonshastighet og kostnad, kan natriumsilikat med en moderat modul og høy kostnadsytelse velges i henhold til faktiske forhold.
2.2 Metanolens rolle og kvalitetskrav
Metanol fungerer som et metyleringsmiddel i produksjonsprosessen av natriummetylsilikat. Dens rolle er å gi metylgrupper for reaksjonen, slik at natriumsilikatmolekylene kan metyleres og omdannes til natriummetylsilikat. Renheten til metanol er avgjørende for reaksjonen. Metanol med høy renhet kan sikre høy effektivitet av reaksjonen og renheten til produktet. Hvis metanol inneholder flere urenheter, som vann, andre alkoholer eller organiske urenheter, kan det forårsake bivirkninger, redusere utbyttet av natriummetylsilikat og påvirke kvaliteten og ytelsen til produktet. For eksempel kan vannet i metanol føre til at hydrolysereaksjonen av natriumsilikat oppstår for tidlig, og forstyrrer den normale metyleringsreaksjonsprosessen; andre urenheter kan reagere med reaktanter eller produkter for å generere biprodukter som er vanskelige å separere, noe som øker vanskeligheten med påfølgende produktrensing. Derfor kreves det vanligvis at metanol som brukes til fremstilling av natriummetylsilikat har en renhet på mer enn 99 %, og må gjennomgå streng kvalitetstesting for å sikre at den oppfyller produksjonskravene. Under lagring og transport bør det også utvises forsiktighet for å forhindre at metanol absorberer vann og blandes med andre urenheter for å sikre stabiliteten til kvaliteten.
2.3 Kategorier og funksjoner til hjelpemidler
I tillegg til de to hovedråstoffene, natriumsilikat og metanol, krever produksjonen av natriummetylsilikat også en rekke hjelpematerialer, som hver spiller en unik rolle i reaksjonsprosessen. Katalysatorer er en viktig kategori blant dem, og ulike typer katalysatorer har en betydelig effekt på reaksjonshastigheten og produktselektiviteten. Sure katalysatorer som svovelsyre og saltsyre kan fremme metyleringsreaksjonen mellom natriumsilikat og metanol, øke reaksjonshastigheten og forkorte reaksjonstiden, men kan forårsake viss korrosjon på utstyret; Alkaliske katalysatorer som natriumhydroksid og kaliumhydroksid kan også effektivt katalysere reaksjonen i noen reaksjonssystemer, og er relativt mindre korrosive for utstyret, men kan introdusere ytterligere alkaliske stoffer under reaksjonen, som krever påfølgende nøytraliseringsbehandling. Inhibitorer brukes til å kontrollere intensiteten av reaksjonen, forhindre at reaksjonen blir for intens og forårsaker tap av kontroll, sikre at reaksjonen kan utføres under milde og kontrollerbare forhold, og forbedre sikkerheten og stabiliteten til reaksjonen. I tillegg er det noen tilsetningsstoffer som dispergeringsmidler og stabilisatorer. Dispergeringsmidler kan jevnt dispergere reaktantene i reaksjonssystemet og forbedre ensartetheten av reaksjonen; stabilisatorer bidrar til å opprettholde stabiliteten til produktet og forhindrer at det brytes ned eller forringes under påfølgende lagring og bruk. I faktisk produksjon er det nødvendig å nøyaktig velge og kontrollere typen og mengden hjelpematerialer i henhold til den spesifikke reaksjonsprosessen og produktkravene for å oppnå den beste reaksjonseffekten og produktkvaliteten.

3. Analyse av tradisjonell produksjonsprosess

3.1 Utarbeidelse av natriumsilikat
3.1.1 Smeltemetode
Smeltemetoden er en av de klassiske metodene for fremstilling av natriumsilikat. Denne metoden blander først kvartssand og soda i en viss andel, og setter deretter blandingen inn i en høytemperaturovn. Under påvirkning av høy temperatur (vanligvis 1300-1400 ℃), reagerer kvartssand (hovedkomponent silisiumdioksid) og soda (natriumkarbonat) kjemisk for å produsere natriumsilikat og karbondioksidgass. Reaksjonsligningen er grovt sett: Na₂CO₃ SiO₂ = Na₂SiO3 CO₂↑. Når reaksjonen fortsetter, er det genererte natriumsilikatet i smeltet tilstand, og det ledes ut av ovnen gjennom en spesifikk utladningsanordning. Etter avkjøling, knusing og andre påfølgende behandlinger oppnås et fast natriumsilikatprodukt. Hvis flytende natriumsilikat skal tilberedes, må det faste natriumsilikatet oppløses ytterligere i en passende mengde vann, og oppløsningsprosessen akselereres ved oppvarming, omrøring osv., og deretter fjernes de uløselige urenhetene ved filtrering for å oppnå en klar og gjennomsiktig flytende natriumsilikatløsning. I prosessen med å fremstille natriumsilikat ved smeltemetode er temperaturkontroll ekstremt kritisk. Hvis temperaturen er for lav, vil reaksjonshastigheten være langsom, og det kan til og med føre til ufullstendig reaksjon, noe som påvirker utbyttet og kvaliteten på natriumsilikat; hvis temperaturen er for høy, vil det øke energiforbruket, og kan forårsake overdreven termisk erosjon av utstyret, noe som forkorter utstyrets levetid. I tillegg vil forholdet mellom råvarer også ha en viktig innvirkning på reaksjonsresultatene. Det passende forholdet mellom kvartssand og soda kan sikre at reaksjonen utføres fullstendig og produsere natriumsilikatprodukter med ideell modul.
3.1.2 Løsningsmetode
Løsningsmetoden for fremstilling av natriumsilikat oppnås ved å reagere natriumhydroksidløsning med kvartssand under visse forhold. Først tilsettes kvartssand av en viss partikkelstørrelse til natriumhydroksidløsningen for å danne en reaksjonsblanding. Deretter oppvarmes reaksjonsblandingen i en spesifikk reaktor og omrøres samtidig for å fremme full kontakt og reaksjon mellom reaktantene. Under reaksjonen reagerer silisiumdioksidet i kvartssanden kjemisk med natriumhydroksidet for å produsere natriumsilikat og vann. Reaksjonsligningen er: 2NaOH SiO2 = Na2SiO3 H2O. Ettersom reaksjonen fortsetter, øker konsentrasjonen av natriumsilikat i løsningen gradvis. Etter at reaksjonen er fullført, fjernes de faste urenhetene som kvartssand som ikke har reagert fullstendig med en filtreringsanordning for å oppnå en løsning som inneholder natriumsilikat. For å oppnå et natriumsilikatprodukt med nødvendig konsentrasjon og modul, kan det hende at løsningen også må konsentreres eller fortynnes og andre etterfølgende behandlinger. Sammenlignet med smeltemetoden har løsningsmetoden relativt milde reaksjonsforhold, lavere høytemperaturmotstandskrav for utstyret og relativt mindre energiforbruk. Imidlertid har løsningsmetoden også noen mangler, for eksempel en relativt langsom reaksjonshastighet, og på grunn av bruken av en stor mengde natriumhydroksidløsning, kan separasjons- og renseprosessen av påfølgende produkter være mer komplisert, og avløpsvannet må behandles riktig for å unngå miljøforurensning. Ved fremstilling av natriumsilikat ved løsningsmetoden vil faktorer som reaksjonstemperatur, reaksjonstid, konsentrasjon av natriumhydroksidløsning og partikkelstørrelse på kvartssand påvirke reaksjonen. Riktig økning av reaksjonstemperaturen og forlengelse av reaksjonstiden kan fremskynde reaksjonen og øke utbyttet av natriumsilikat, men for høy temperatur og for lang tid kan forårsake bivirkninger og påvirke produktkvaliteten; for høy konsentrasjon av natriumhydroksidløsning kan gjøre reaksjonen for voldsom og vanskelig å kontrollere, mens for lav konsentrasjon vil redusere reaksjonshastigheten og utbyttet; jo mindre partikkelstørrelsen på kvartssand er, desto større er dens spesifikke overflate og større kontaktflate med natriumhydroksidløsningen, noe som bidrar til å fremskynde reaksjonen, men for liten partikkelstørrelse kan forårsake problemer som vanskeligheter med filtrering.
3.2 Syntesereaksjon av natriummetylsilikat
3.2.1 Forklaring av reaksjonsprinsipp
Syntesen av natriummetylsilikat er hovedsakelig basert på metyleringsreaksjonen av natriumsilikat og metanol under påvirkning av en katalysator. Under reaksjonen gjennomgår metylgruppen (-CH3) i metanolmolekylet en substitusjonsreaksjon med silikationet i natriumsilikatmolekylet under aktivering av katalysatoren, og introduserer derved metylgruppen i silikatstrukturen for å generere natriummetylsilikat. Ved å ta natriumsilikat (Na₂SiO₃) og metanol (CH₃OH) som eksempel, kan hovedreaksjonsligningen grovt uttrykkes som: Na₂SiO₃ 2CH₃OH = (CH₃O)₂SiO₂ 2NaOH, og den genererte (CH₂3-hydroxide)₂SiOxide) for å generere natriummetylsilikat (slik som Na [(CH3O) SiO3], etc.). I denne reaksjonsprosessen spiller katalysatoren en nøkkelrolle i å redusere aktiveringsenergien til reaksjonen og akselerere reaksjonshastigheten. Ulike typer katalysatorer har forskjellige katalytiske effekter på reaksjonen og produktselektiviteten. For eksempel kan sure katalysatorer fremme aktiveringen av metanolmolekyler, noe som gjør dem mer utsatt for metyleringsreaksjoner, men kan forårsake noen bireaksjoner, for eksempel metanoldehydreringsreaksjoner; alkaliske katalysatorer kan også effektivt katalysere metyleringsreaksjoner i noen tilfeller, og selektiviteten til produktene kan være forskjellig. I tillegg vil faktorer som temperatur, trykk, konsentrasjon av reaktanter og reaksjonstid i reaksjonssystemet ha en viktig innvirkning på fremdriften av reaksjonen og dannelsen av produkter. Passende reaksjonsbetingelser kan sikre at reaksjonen fortsetter i retning av å generere natriummetylsilikat, og derved forbedre utbyttet og renheten til produktet.
3.2.2 Kontroll av reaksjonsforhold i tradisjonelle prosesser
I den tradisjonelle synteseprosessen av natriummetylsilikat er kontrollen av reaksjonsforholdene relativt streng. Når det gjelder temperatur, er reaksjonstemperaturen generelt kontrollert innenfor et visst område, vanligvis mellom 80 og 120°C. Hvis temperaturen er for lav, vil reaksjonshastigheten være langsom, noe som resulterer i lav produksjonseffektivitet; hvis temperaturen er for høy, kan det forårsake bivirkninger, slik som overdreven fordampning og dekomponering av metanol og ytterligere polymerisering av produktet, noe som påvirker kvaliteten og utbyttet av natriummetylsilikat. Trykkforhold utføres vanligvis ved normalt trykk eller litt over normalt trykk. Hvis trykket er for høyt, vil kravene til utstyr økes kraftig, noe som øker utstyrsinvesteringer og driftskostnader; hvis trykket er for lavt, kan det påvirke reaktantenes flyktighet og reaksjonsgraden. Reaksjonstiden tar vanligvis flere timer, og den spesifikke varigheten avhenger av faktorer som reaksjonens omfang, konsentrasjonen av reaktantene og aktiviteten til katalysatoren. En lengre reaksjonstid bidrar til full fremdrift av reaksjonen, men det vil øke produksjonskostnadene; en for kort reaksjonstid kan føre til ufullstendig reaksjon, og mer ureagerte råvarer vil forbli i produktet. Når det gjelder reaktantkonsentrasjon, må konsentrasjonen og forholdet mellom natriumsilikatløsning og metanol kontrolleres nøyaktig. Hvis konsentrasjonen av natriumsilikatløsning er for høy, kan reaksjonssystemet være for viskøst, noe som ikke bidrar til blanding og masseoverføring av reaktanter; hvis konsentrasjonen er for lav, vil reaksjonshastigheten og produksjonseffektiviteten til utstyret reduseres. Mengden metanol må generelt være litt overdreven for å sikre at natriumsilikat fullstendig kan gjennomgå metyleringsreaksjon, men for mye overskudd vil føre til sløsing med råmaterialer og vanskeligheter ved etterfølgende separasjon. I tradisjonelle prosesser er det også nødvendig å følge nøye med på endringene i pH-verdien i reaksjonssystemet. Siden det produseres alkaliske stoffer som natriumhydroksid under reaksjonen, vil pH-verdien gradvis øke. For høy pH-verdi kan påvirke fremdriften av reaksjonen og stabiliteten til produktet, så det kan være nødvendig å tilsette en passende mengde sure stoffer i tide for nøytralisering og justering for å holde reaksjonssystemet innenfor det passende pH-området.
3.3 Separasjon og rensemetoder av produkter
3.3.1 Destillasjonsseparasjonstrinn
Destillasjon er en av de mest brukte metodene i separasjonsprosessen av natriummetylsilikatprodukter. I det blandede systemet etter reaksjonen er det ureagert metanol, generert natriummetylsilikat og en liten mengde mulige biprodukter. Siden kokepunktet til metanol er relativt lavt (ca. 64,7 ℃ ved normalt trykk), mens kokepunktet for natriummetylsilikat er relativt høyt, varmes reaksjonsblandingen opp for å få metanol til å nå kokepunktet først og fordampe til damp. Dampen avkjøles og gjøres flytende gjennom kondensatoren til destillasjonsanordningen, og den oppsamlede metanolen kan resirkuleres og gjenbrukes, og reduserer dermed produksjonskostnadene. Ettersom destillasjonen fortsetter, avtar metanolinnholdet i reaksjonsblandingen gradvis, og konsentrasjonen av natriummetylsilikat øker relativt. I destillasjonsprosessen er temperaturkontroll svært kritisk. Oppvarmingstemperaturen må kontrolleres nøyaktig for å være litt høyere enn kokepunktet til metanol for å sikre at metanol kan fordampes og separeres jevnt, men den bør ikke være for høy for å unngå nedbrytning eller andre sidereaksjoner av natriummetylsilikat. Samtidig vil utformingen og driften av destillasjonsanordningen også påvirke separasjonseffekten. For eksempel vil kjøleeffektiviteten til kondensatoren, antall plater eller typen pakking av destillasjonstårnet påvirke separasjonsrenheten og gjenvinningshastigheten til metanol. En effektiv kondensator kan raskt avkjøle metanoldamp til væske og redusere utslipp av metanoldamp; en passende destillasjonstårnstruktur kan forbedre separasjonseffektiviteten til metanol og natriummetylsilikat, noe som gjør destillasjonsprosessen mer effektiv og stabil.
3.3.2 Krystalliserings- og renseprosess
Krystallisering er et viktig middel for ytterligere å rense natriummetylsilikat. Etter den første separasjonen ved destillasjon kan natriummetylsilikatløsningen fortsatt inneholde noen urenheter, slik som ureagert natriumsilikat, katalysatorrester og andre biprodukter. Gjennom krystalliseringsprosessen kan natriummetylsilikat utfelles fra løsningen i form av krystaller, mens urenhetene forblir i moderluten, og derved oppnå rensing av natriummetylsilikat. Vanlige krystalliseringsmetoder inkluderer avkjølende krystallisering og fordampningskrystallisering. Avkjølende krystallisering oppnås ved å bruke forskjellen i løseligheten til natriummetylsilikat ved forskjellige temperaturer. Natriummetylsilikatløsningen etter destillasjon avkjøles sakte. Når temperaturen synker, avtar løseligheten av natriummetylsilikat gradvis. Når løseligheten er lavere enn den faktiske konsentrasjonen i løsningen, vil natriummetylsilikat krystallisere ut av løsningen. Under kjøleprosessen må kjølehastigheten kontrolleres. Langsom avkjøling bidrar til dannelsen av større og mer regelmessige krystaller, noe som er praktisk for påfølgende filtrerings- og vaskeoperasjoner, og kan også forbedre renheten til krystallene. Fordampningskrystallisering er å fordampe løsningsmidlet (som vann) i løsningen ved oppvarming, slik at løsningen gradvis konsentreres. Når løsningen når en overmettet tilstand, begynner natriummetylsilikat å krystallisere. Under fordampnings- og krystalliseringsprosessen bør man være oppmerksom på å kontrollere fordampningstemperaturen og fordampningshastigheten for å unngå for høy temperatur som forårsaker at natriummetylsilikat brytes ned eller forårsaker andre bireaksjoner. Samtidig bør fordampningshastigheten være moderat slik at krystalliseringsprosessen kan forløpe jevnt. Etter at krystalliseringen er fullført, separeres krystallene fra moderluten ved hjelp av en filtreringsanordning, og deretter vaskes krystallene med en passende mengde organisk løsningsmiddel (som etanol, etc.) for ytterligere å fjerne urenheter adsorbert på overflaten av krystallene. Etter at de vaskede krystallene er tørket, kan et natriummetylsilikatprodukt med høy renhet oppnås. Under krystalliserings- og renseprosessen vil faktorer som konsentrasjonen av løsningen, krystalliseringstemperaturen, avkjølings- eller fordampningshastigheten og omrøringsforholdene påvirke krystalliseringseffekten. Passende løsningskonsentrasjon kan sikre dannelsen av en passende mengde krystallkjerner under krystalliseringsprosessen, noe som bidrar til veksten av krystaller; presis kontroll av krystalliseringstemperaturen og hastigheten kan oppnå den ideelle krystallformen og renheten; passende omrøring kan gjøre fordelingen av oppløst stoff i løsningen mer jevn og fremme krystalliseringsprosessen, men for høy rørehastighet kan forårsake krystallbrudd og påvirke produktkvaliteten.

4. Viktige gjennombrudd i prosessoptimalisering

4.1 Innovasjon og forbedring av katalysatorer
4.1.1 Forskning og utvikling av nye katalysatorer
I optimaliseringen av produksjonsprosessen av natriummetylsilikat har forskning og utvikling av nye katalysatorer blitt en viktig gjennombruddsretning. Forskere utforsker og prøver stadig nye stoffer som katalysatorer for å forbedre reaksjonseffektiviteten og produktkvaliteten. For eksempel har noen overgangsmetallkomplekser Katalysatorer gradvis tiltrukket seg oppmerksomhet. Denne typen katalysator har en unik elektronisk struktur og koordinasjonsmiljø, som mer effektivt kan aktivere reaktantmolekylene og redusere aktiveringsenergien til reaksjonen, og dermed akselerere hastigheten på metyleringsreaksjonen betydelig. Sammenlignet med tradisjonelle sure eller alkaliske katalysatorer har overgangsmetallkomplekskatalysatorer høyere selektivitet, kan redusere forekomsten av bireaksjoner og gjøre reaksjonen mer tilbøyelig til å produsere målproduktet natriummetylsilikat. I tillegg er det gjort fremskritt i forskning og utvikling av noen støttede katalysatorer. Ved å laste de aktive katalytiske komponentene på en bærer med et høyt spesifikt overflateareal, slik som aktivert karbon, molekylsikter, etc., kan aktiviteten og stabiliteten til katalysatoren forbedres, og separasjonen og resirkuleringen av katalysatoren kan også forenkles. Egenskapene og strukturen til bæreren har en viktig innflytelse på ytelsen til katalysatoren. Ulike bærere kan gi forskjellige mikromiljøer for de aktive komponentene, og derved regulere aktiviteten og selektiviteten til katalysatoren. For eksempel har molekylsiktbæreren en vanlig porestruktur og sure steder, som kan screene og selektivt adsorbere reaktantmolekylene, noe som er fordelaktig for å forbedre selektiviteten og katalytisk effektivitet av reaksjonen. I prosessen med å utvikle nye katalysatorer er det også lagt vekt på å optimalisere fremstillingsmetoden for katalysatoren. Bruken av avanserte synteseteknologier, som sol-gel-metoden og samutfellingsmetoden, kan nøyaktig kontrollere sammensetningen, strukturen og partikkelstørrelsen til katalysatoren, og dermed forbedre ytelsen til katalysatoren ytterligere. Gjennom kontinuerlig forskning og innovasjon har ytelsen til nye katalysatorer blitt kontinuerlig forbedret, noe som gir sterk støtte for optimalisering av produksjonsprosessen av natriummetylsilikat.
4.1.2 Katalysatorer forbedrer reaksjonseffektiviteten og kvaliteten
Anvendelsen av nye katalysatorer har gitt betydelige forbedringer i reaksjonseffektiviteten og produktkvaliteten til natriummetylsilikat. Når det gjelder reaksjonseffektivitet, siden nye katalysatorer mer effektivt kan redusere aktiveringsenergien til reaksjonen, kan reaksjonen fortsette raskt under mildere forhold. For eksempel, etter bruk av visse nye overgangsmetallkomplekskatalysatorer, kan reaksjonstemperaturen reduseres med 10-20 ℃, men reaksjonshastigheten kan økes med flere ganger eller til og med dusinvis av ganger, noe som i stor grad forkorter reaksjonstiden og forbedrer produksjonseffektiviteten. Dette reduserer ikke bare energiforbruket, men reduserer også produksjonskostnadene. Når det gjelder produktkvalitet, undertrykker den høye selektiviteten til den nye katalysatoren bireaksjoner effektivt, og renheten til natriummetylsilikat i produktet er betydelig forbedret. I den tradisjonelle prosessen kan noen urenheter genereres på grunn av bireaksjoner, som kan påvirke ytelsen til natriummetylsilikat. Imidlertid kan den nye katalysatoren få reaksjonen til å forløpe mer nøyaktig i retning av å generere natriummetylsilikat, noe som reduserer dannelsen av urenheter. Samtidig har stabiliteten til katalysatoren også en positiv innvirkning på stabiliteten til produktkvaliteten. Stabile katalysatorer kan opprettholde konsistensen av deres katalytiske aktivitet og selektivitet under kontinuerlig produksjon, og sikrer at hver batch av natriummetylsilikatprodukter har stabil kvalitet og ytelse. For eksempel, på grunn av sin stabile struktur, kan den støttede katalysatoren fortsatt opprettholde en høy katalytisk aktivitet etter gjentatt bruk, noe som gjør produksjonsprosessen mer stabil og pålitelig, og produktkvaliteten mer garantert. I tillegg kan den nye katalysatoren også påvirke molekylstrukturen og mikromorfologien til natriummetylsilikat, og dermed forbedre ytelsen. Noen katalysatorer kan fremme dannelsen av en mer regelmessig struktur av natriummetylsilikatmolekyler, slik at den kan vise bedre ytelse i applikasjoner som vanntetting og korrosjonsbeskyttelse.
4.2 Innovasjon av reaksjonsutstyr og teknologi
4.2.1 Designfunksjoner for effektive reaksjonsanordninger
For å imøtekomme optimaliseringsbehovene til produksjonsprosessen av natriummetylsilikat, er utformingen av effektive reaksjonsenheter stadig nyskapende. Den nye reaksjonsanordningen har mange egenskaper i struktur og funksjon for å forbedre reaksjonseffektiviteten og kvaliteten. For eksempel bruker noen reaktorer en spesiell rørestrukturdesign. Tradisjonelle røreblader kan ha problemer som ujevn omrøring og utilstrekkelig lokal reaksjon, mens den nye rørestrukturen kan oppnå en mer effektiv blandeeffekt ved å optimalisere bladform, vinkel og layout. Bruken av flerlags blader eller blader med spesielle former, som spiralblader og turbinblader, kan gi forskjellige fluidmekaniske effekter i forskjellige reaksjonsområder, slik at reaktantene kan blandes mer fullstendig og kontaktes i reaktoren, akselerere reaksjonshastigheten og forbedre ensartetheten av reaksjonen. Samtidig er materialet i reaktoren også forbedret. Valget av materialer som er korrosjonsbestandige, høytemperaturbestandige og har god varmeledningsevne, for eksempel spesiallegert stål og emaljematerialer, kan ikke bare oppfylle de strenge kravene til utstyret under reaksjonsprosessen, forlenge levetiden til utstyret, men også bedre kontrollere reaksjonstemperaturen. God varmeledningsevne bidrar til å overføre varme jevnt i reaktoren, unngå forekomst av lokal overoppheting eller overkjøling, og sikre at reaksjonen utføres under passende temperaturforhold. I tillegg integrerer noen reaksjonsenheter også avanserte temperatur-, trykk-, strømnings- og andre overvåkings- og kontrollsystemer. Sensorer brukes til å overvåke ulike parametere i reaksjonsprosessen i sanntid og overføre dataene til kontrollsystemet. Kontrollsystemet justerer automatisk reaksjonsbetingelsene i henhold til det forhåndsinnstilte parameterområdet, slik som kraften til varme- eller kjøleanordningen, strømningshastigheten til matepumpen, etc., for å oppnå presis kontroll av reaksjonsprosessen og forbedre stabiliteten til produksjonsprosessen og konsistensen av produktkvalitet.