Quel est le processus de production de méthylsilicate de sodium et quelles sont les orientations d’optimisation et les tendances de développement ?

1. Présentation
En tant que composé organosilicié important, silicate de méthyle de sodium est largement utilisé dans de nombreux domaines tels que la construction, le textile, l'agriculture et la chimie quotidienne. Sa structure chimique unique lui confère d’excellentes propriétés imperméables, anti-intempéries et anti-corrosion, ce qui en fait un ingrédient clé indispensable dans de nombreux produits. La qualité de ses performances est étroitement liée au processus de production. Des processus de production exquis et optimisés peuvent produire des produits de méthylsilicate de sodium de haute qualité et hautes performances pour répondre aux besoins de plus en plus stricts de différentes industries. Par conséquent, une exploration approfondie du processus de production du méthylsilicate de sodium revêt une grande importance pour améliorer la qualité des produits, élargir les domaines d’application et promouvoir le développement des industries connexes.

2. Base des matières premières du processus de production

2.1 Sélection et caractéristiques du silicate de sodium
Le silicate de sodium est la matière première de base essentielle pour la préparation du méthylsilicate de sodium. Dans la production industrielle, le silicate de sodium courant se présente sous deux formes : solide et liquide. Le silicate de sodium solide est principalement un bloc de verre incolore, transparent ou légèrement coloré, tandis que le silicate de sodium liquide présente un liquide visqueux transparent incolore ou légèrement coloré. Son module (le rapport entre la quantité de dioxyde de silicium et l'oxyde de sodium) a un impact significatif sur la préparation et les performances du méthylsilicate de sodium. Le silicate de sodium avec un module inférieur est relativement actif dans la réaction, ce qui est propice à la réaction de méthylation, mais peut conduire à une augmentation relative de la teneur en impuretés du produit ; le silicate de sodium avec un module plus élevé peut donner au produit une meilleure stabilité et une meilleure résistance aux intempéries, mais la difficulté de la réaction peut augmenter et des conditions de réaction plus strictes sont nécessaires pour favoriser la pleine progression de la réaction. Lors de la sélection du silicate de sodium, il est nécessaire de prendre en compte de manière exhaustive des facteurs tels que son module, sa pureté et les exigences spécifiques du processus de production afin de garantir qu'il puisse constituer une bonne base pour les réactions ultérieures. Par exemple, dans certains domaines d'imperméabilisation des bâtiments qui nécessitent une résistance extrêmement élevée aux intempéries, le silicate de sodium ayant un module plus élevé et une pureté conforme à la norme aura tendance à être sélectionné comme matière première ; tandis que dans certaines productions industrielles plus sensibles à la vitesse et au coût de la réaction, le silicate de sodium ayant un module modéré et un coût élevé peut être sélectionné en fonction des conditions réelles.
2.2 Le rôle et les exigences de qualité du méthanol
Le méthanol agit comme agent de méthylation dans le processus de production du méthylsilicate de sodium. Son rôle est de fournir des groupes méthyle pour la réaction, afin que les molécules de silicate de sodium puissent être méthylées et converties en méthylsilicate de sodium. La pureté du méthanol est cruciale pour la réaction. Le méthanol de haute pureté peut garantir la haute efficacité de la réaction et la pureté du produit. Si le méthanol contient plus d'impuretés, telles que de l'eau, d'autres alcools ou des impuretés organiques, cela peut provoquer des réactions secondaires, réduire le rendement en méthylsilicate de sodium et affecter la qualité et les performances du produit. Par exemple, l'eau contenue dans le méthanol peut provoquer une réaction d'hydrolyse du silicate de sodium prématurée, interférant avec le processus normal de réaction de méthylation ; d'autres impuretés peuvent réagir avec des réactifs ou des produits pour générer des sous-produits difficiles à séparer, augmentant ainsi la difficulté de la purification ultérieure du produit. Par conséquent, le méthanol utilisé pour la préparation du méthylsilicate de sodium doit généralement avoir une pureté supérieure à 99 % et doit subir des tests de qualité stricts pour garantir qu'il répond aux exigences de production. Pendant le stockage et le transport, il convient également de veiller à empêcher le méthanol d'absorber l'eau et de se mélanger à d'autres impuretés afin de garantir la stabilité de sa qualité.
2.3 Catégories et fonctions des matériaux auxiliaires
Outre les deux matières premières principales, le silicate de sodium et le méthanol, la production de méthylsilicate de sodium nécessite également une variété de matières auxiliaires, dont chacune joue un rôle unique dans le processus de réaction. Les catalyseurs constituent une catégorie importante parmi eux, et différents types de catalyseurs ont un effet significatif sur la vitesse de réaction et la sélectivité des produits. Les catalyseurs acides tels que l'acide sulfurique et l'acide chlorhydrique peuvent favoriser la réaction de méthylation entre le silicate de sodium et le méthanol, accélérer la vitesse de réaction et raccourcir le temps de réaction, mais peuvent provoquer une certaine corrosion de l'équipement ; les catalyseurs alcalins tels que l'hydroxyde de sodium et l'hydroxyde de potassium peuvent également catalyser efficacement la réaction dans certains systèmes de réaction et sont relativement moins corrosifs pour l'équipement, mais peuvent introduire des substances alcalines supplémentaires pendant la réaction, nécessitant un traitement de neutralisation ultérieur. Les inhibiteurs sont utilisés pour contrôler l'intensité de la réaction, empêcher la réaction d'être trop intense et provoquer une perte de contrôle, garantir que la réaction peut être réalisée dans des conditions douces et contrôlables et améliorer la sécurité et la stabilité de la réaction. De plus, il existe certains additifs tels que des dispersants et des stabilisants. Les dispersants peuvent disperser uniformément les réactifs dans le système réactionnel et améliorer l'uniformité de la réaction ; les stabilisants aident à maintenir la stabilité du produit et l’empêchent de se décomposer ou de se détériorer lors du stockage et de l’utilisation ultérieurs. Dans la production réelle, il est nécessaire de sélectionner et de contrôler avec précision le type et la quantité de matériaux auxiliaires en fonction du processus de réaction spécifique et des exigences du produit pour obtenir le meilleur effet de réaction et la meilleure qualité de produit.

3. Analyse du processus de production traditionnel

3.1 Préparation de silicate de sodium
3.1.1 Méthode de fusion
La méthode de fusion est l'une des méthodes classiques de préparation du silicate de sodium. Cette méthode mélange d'abord du sable de quartz et du carbonate de sodium dans une certaine proportion, puis place le mélange dans un four à haute température. Sous l'action d'une température élevée (généralement 1 300-1 400 ℃), le sable de quartz (le composant principal du dioxyde de silicium) et le carbonate de sodium (carbonate de sodium) réagissent chimiquement pour produire du silicate de sodium et du dioxyde de carbone. L'équation de la réaction est grossièrement : Na₂CO₃ SiO₂ = Na₂SiO₃ CO₂↑. Au fur et à mesure de la réaction, le silicate de sodium généré est à l’état fondu et est évacué du four via un dispositif de décharge spécifique. Après refroidissement, concassage et autres traitements ultérieurs, un produit solide à base de silicate de sodium est obtenu. Si du silicate de sodium liquide doit être préparé, le silicate de sodium solide doit être davantage dissous dans une quantité appropriée d'eau, et le processus de dissolution est accéléré par chauffage, agitation, etc., puis les impuretés insolubles sont éliminées par filtration pour obtenir une solution liquide de silicate de sodium claire et transparente. Lors du processus de préparation du silicate de sodium par fusion, le contrôle de la température est extrêmement critique. Si la température est trop basse, la vitesse de réaction sera lente et peut même conduire à une réaction incomplète, affectant le rendement et la qualité du silicate de sodium ; si la température est trop élevée, cela augmentera la consommation d'énergie et pourra provoquer une érosion thermique excessive de l'équipement, raccourcissant ainsi la durée de vie de l'équipement. De plus, le ratio des matières premières aura également un impact important sur les résultats de la réaction. Le rapport approprié entre le sable de quartz et le carbonate de sodium peut garantir que la réaction est entièrement réalisée et produire des produits de silicate de sodium avec un module idéal.
3.1.2 Méthode de résolution
La méthode en solution pour préparer le silicate de sodium est obtenue en faisant réagir une solution d'hydroxyde de sodium avec du sable de quartz dans certaines conditions. Tout d’abord, du sable de quartz d’une certaine taille de particules est ajouté à la solution d’hydroxyde de sodium pour former un mélange réactionnel. Ensuite, le mélange réactionnel est chauffé dans un réacteur spécifique et agité en même temps pour favoriser un contact et une réaction complets entre les réactifs. Au cours de la réaction, le dioxyde de silicium contenu dans le sable de quartz réagit chimiquement avec l'hydroxyde de sodium pour produire du silicate de sodium et de l'eau. L'équation de la réaction est la suivante : 2NaOH SiO₂ = Na₂SiO₃ H₂O. Au fur et à mesure de la réaction, la concentration de silicate de sodium dans la solution augmente progressivement. Une fois la réaction terminée, les impuretés solides telles que le sable de quartz qui n'ont pas complètement réagi sont éliminées par un dispositif de filtration pour obtenir une solution contenant du silicate de sodium. Afin d'obtenir un produit de silicate de sodium ayant la concentration et le module requis, la solution peut également devoir être concentrée ou diluée et d'autres traitements ultérieurs. Par rapport à la méthode de fusion, la méthode de mise en solution présente des conditions de réaction relativement douces, des exigences de résistance à haute température plus faibles pour l'équipement et une consommation d'énergie relativement moindre. Cependant, la méthode de mise en solution présente également certains inconvénients, tels qu'une vitesse de réaction relativement lente, et en raison de l'utilisation d'une grande quantité de solution d'hydroxyde de sodium, le processus de séparation et de purification des produits ultérieurs peut être plus compliqué et les eaux usées doivent être correctement traitées pour éviter la pollution de l'environnement. Lors de la préparation du silicate de sodium par la méthode de la solution, des facteurs tels que la température de réaction, le temps de réaction, la concentration de la solution d'hydroxyde de sodium et la taille des particules de sable de quartz affecteront la réaction. Augmenter correctement la température de réaction et prolonger le temps de réaction peut accélérer la réaction et augmenter le rendement en silicate de sodium, mais une température trop élevée et un temps trop long peuvent provoquer des réactions secondaires et affecter la qualité du produit ; une concentration trop élevée de solution d'hydroxyde de sodium peut rendre la réaction trop violente et difficile à contrôler, tandis qu'une concentration trop faible réduira la vitesse et le rendement de la réaction ; plus la taille des particules du sable de quartz est petite, plus sa surface spécifique est grande et plus la zone de contact avec la solution d'hydroxyde de sodium est grande, ce qui favorise l'accélération de la réaction, mais une taille de particule trop petite peut entraîner des problèmes tels qu'une difficulté de filtration.
3.2 Réaction de synthèse du méthylsilicate de sodium
3.2.1 Explication du principe de réaction
La synthèse du méthylsilicate de sodium repose principalement sur la réaction de méthylation du silicate de sodium et du méthanol sous l'action d'un catalyseur. Au cours de la réaction, le groupe méthyle (-CH₃) dans la molécule de méthanol subit une réaction de substitution avec l'ion silicate dans la molécule de silicate de sodium sous l'activation du catalyseur, introduisant ainsi le groupe méthyle dans la structure du silicate pour générer du méthylsilicate de sodium. En prenant le silicate de sodium (Na₂SiO₃) et le méthanol (CH₃OH) comme exemple, l'équation de réaction principale peut être grossièrement exprimée comme suit : Na₂SiO₃ 2CH₃OH = (CH₃O)₂SiO₂ 2NaOH, et le (CH₃O)₂SiO₂ généré réagit en outre avec l'hydroxyde de sodium pour générer du méthylsilicate de sodium (tel que Na [(CH₃O)SiO₃], etc.). Dans ce processus réactionnel, le catalyseur joue un rôle clé dans la réduction de l’énergie d’activation de la réaction et dans l’accélération de la vitesse de réaction. Différents types de catalyseurs ont différents effets catalytiques sur la réaction et la sélectivité des produits. Par exemple, les catalyseurs acides peuvent favoriser l'activation des molécules de méthanol, les rendant plus sensibles aux réactions de méthylation, mais peuvent provoquer certaines réactions secondaires, telles que des réactions de déshydratation du méthanol ; les catalyseurs alcalins peuvent également catalyser efficacement les réactions de méthylation dans certains cas, et la sélectivité des produits peut être différente. De plus, des facteurs tels que la température, la pression, la concentration des réactifs et le temps de réaction dans le système réactionnel auront un impact important sur la progression de la réaction et la formation de produits. Des conditions de réaction appropriées peuvent garantir que la réaction se déroule dans le sens de la génération de méthylsilicate de sodium, améliorant ainsi le rendement et la pureté du produit.
3.2.2 Contrôle des conditions réactionnelles dans les procédés traditionnels
Dans le processus de synthèse traditionnel du méthylsilicate de sodium, le contrôle des conditions de réaction est relativement strict. En termes de température, la température de réaction est généralement contrôlée dans une certaine plage, généralement entre 80 et 120°C. Si la température est trop basse, la vitesse de réaction sera lente, ce qui entraînera une faible efficacité de production ; si la température est trop élevée, cela peut provoquer des réactions secondaires, telles qu'une volatilisation et une décomposition excessives du méthanol et une polymérisation ultérieure du produit, affectant la qualité et le rendement du silicate de méthyle de sodium. Les conditions de pression sont généralement réalisées à une pression normale ou légèrement supérieure à la pression normale. Si la pression est trop élevée, les besoins en équipements seront considérablement accrus, ce qui augmentera les investissements en équipements et les coûts d'exploitation ; si la pression est trop basse, cela peut affecter la volatilité des réactifs et le degré de réaction. Le temps de réaction prend généralement plusieurs heures et la durée spécifique dépend de facteurs tels que l'ampleur de la réaction, la concentration des réactifs et l'activité du catalyseur. Un temps de réaction plus long favorise la pleine progression de la réaction, mais cela augmentera le coût de production ; un temps de réaction trop court peut conduire à une réaction incomplète et davantage de matières premières n'ayant pas réagi resteront dans le produit. En termes de concentration de réactif, la concentration et le rapport entre la solution de silicate de sodium et le méthanol doivent être contrôlés avec précision. Si la concentration de la solution de silicate de sodium est trop élevée, le système réactionnel peut être trop visqueux, ce qui n'est pas propice au mélange et au transfert de masse des réactifs ; si la concentration est trop faible, la vitesse de réaction et l'efficacité de production de l'équipement seront réduites. La quantité de méthanol doit généralement être légèrement excessive pour garantir que le silicate de sodium puisse subir pleinement la réaction de méthylation, mais un excès excessif entraînera un gaspillage de matières premières et des difficultés de séparation ultérieure. Dans les procédés traditionnels, il est également nécessaire de prêter une attention particulière aux changements de valeur du pH dans le système réactionnel. Étant donné que des substances alcalines telles que l'hydroxyde de sodium sont produites au cours de la réaction, la valeur du pH augmentera progressivement. Une valeur de pH trop élevée peut affecter la progression de la réaction et la stabilité du produit. Il peut donc être nécessaire d'ajouter une quantité appropriée de substances acides à temps pour la neutralisation et l'ajustement afin de maintenir le système réactionnel dans la plage de pH appropriée.
3.3 Méthodes de séparation et de purification des produits
3.3.1 Étape de séparation par distillation
La distillation est l’une des méthodes couramment utilisées dans le processus de séparation des produits de méthylsilicate de sodium. Dans le système mixte après la réaction, il y a du méthanol n'ayant pas réagi, du méthylsilicate de sodium généré et une petite quantité de sous-produits possibles. Étant donné que le point d'ébullition du méthanol est relativement bas (environ 64,7 ℃ à pression normale), tandis que le point d'ébullition du méthylsilicate de sodium est relativement élevé, le mélange réactionnel est chauffé pour que le méthanol atteigne d'abord le point d'ébullition et se vaporise en vapeur. La vapeur est refroidie et liquéfiée à travers le condenseur du dispositif de distillation, et le méthanol collecté peut être recyclé et réutilisé, réduisant ainsi les coûts de production. Au fur et à mesure de la distillation, la teneur en méthanol dans le mélange réactionnel diminue progressivement et la concentration en méthylsilicate de sodium augmente relativement. Dans le processus de distillation, le contrôle de la température est très critique. La température de chauffage doit être contrôlée avec précision pour être légèrement supérieure au point d'ébullition du méthanol afin de garantir que le méthanol puisse être vaporisé et séparé en douceur, mais elle ne doit pas être trop élevée pour éviter la décomposition ou d'autres réactions secondaires du méthylsilicate de sodium. Dans le même temps, la conception et le fonctionnement du dispositif de distillation affecteront également l'effet de séparation. Par exemple, l'efficacité de refroidissement du condenseur, le nombre de plaques ou le type de garnissage de la tour de distillation affecteront la pureté de séparation et le taux de récupération du méthanol. Un condenseur efficace peut rapidement refroidir la vapeur de méthanol en liquide et réduire la fuite de vapeur de méthanol ; une structure de tour de distillation appropriée peut améliorer l'efficacité de séparation du méthanol et du méthylsilicate de sodium, rendant le processus de distillation plus efficace et plus stable.
3.3.2 Processus de cristallisation et de purification
La cristallisation est un moyen important pour purifier davantage le méthylsilicate de sodium. Après la séparation initiale par distillation, la solution de méthylsilicate de sodium peut encore contenir certaines impuretés, telles que du silicate de sodium n'ayant pas réagi, des résidus de catalyseur et d'autres sous-produits. Grâce au processus de cristallisation, le méthylsilicate de sodium peut être précipité de la solution sous forme de cristaux, tandis que les impuretés restent dans la liqueur mère, réalisant ainsi la purification du méthylsilicate de sodium. Les méthodes de cristallisation courantes comprennent la cristallisation par refroidissement et la cristallisation par évaporation. La cristallisation par refroidissement est obtenue en utilisant la différence de solubilité du méthylsilicate de sodium à différentes températures. La solution de méthylsilicate de sodium après distillation est refroidie lentement. À mesure que la température diminue, la solubilité du méthylsilicate de sodium diminue progressivement. Lorsque sa solubilité est inférieure à la concentration réelle dans la solution, le méthylsilicate de sodium cristallisera hors de la solution. Pendant le processus de refroidissement, la vitesse de refroidissement doit être contrôlée. Un refroidissement lent favorise la formation de cristaux plus gros et plus réguliers, ce qui est pratique pour les opérations ultérieures de filtration et de lavage, et peut également améliorer la pureté des cristaux. La cristallisation par évaporation consiste à évaporer le solvant (tel que l'eau) dans la solution par chauffage, afin que la solution soit progressivement concentrée. Lorsque la solution atteint un état sursaturé, le méthylsilicate de sodium commence à cristalliser. Pendant le processus d'évaporation et de cristallisation, il convient de veiller à contrôler la température et le taux d'évaporation pour éviter une température excessive provoquant la décomposition du méthylsilicate de sodium ou d'autres réactions secondaires. Dans le même temps, le taux d’évaporation doit être modéré afin que le processus de cristallisation puisse se dérouler sans problème. Une fois la cristallisation terminée, les cristaux sont séparés de la liqueur mère par un dispositif de filtration, puis les cristaux sont lavés avec une quantité appropriée de solvant organique (tel que l'éthanol, etc.) pour éliminer davantage les impuretés adsorbées à la surface des cristaux. Une fois les cristaux lavés séchés, un produit de méthylsilicate de sodium d'une grande pureté peut être obtenu. Pendant le processus de cristallisation et de purification, des facteurs tels que la concentration de la solution, la température de cristallisation, la vitesse de refroidissement ou d'évaporation et les conditions d'agitation affecteront l'effet de cristallisation. Une concentration appropriée de la solution peut garantir la formation d'une quantité appropriée de noyaux cristallins pendant le processus de cristallisation, ce qui favorise la croissance des cristaux ; un contrôle précis de la température et de la vitesse de cristallisation peut obtenir la forme et la pureté cristallines idéales ; une agitation appropriée peut rendre la distribution du soluté dans la solution plus uniforme et favoriser le processus de cristallisation, mais une vitesse d'agitation trop rapide peut provoquer une rupture des cristaux et affecter la qualité du produit.

4. Principales avancées dans l’optimisation des processus

4.1 Innovation et amélioration des catalyseurs
4.1.1 Progrès de la recherche et du développement de nouveaux catalyseurs
Dans l'optimisation du processus de production de méthylsilicate de sodium, la recherche et le développement de nouveaux catalyseurs sont devenus une avancée importante. Les chercheurs explorent et testent constamment de nouvelles substances comme catalyseurs pour améliorer l’efficacité des réactions et la qualité des produits. Par exemple, certains complexes de métaux de transition catalyseurs ont progressivement attiré l'attention. Ce type de catalyseur possède une structure électronique et un environnement de coordination uniques, qui peuvent activer plus efficacement les molécules réactives et réduire l'énergie d'activation de la réaction, accélérant ainsi considérablement la vitesse de la réaction de méthylation. Par rapport aux catalyseurs acides ou alcalins traditionnels, les catalyseurs complexes de métaux de transition ont une sélectivité plus élevée, peuvent réduire l'apparition de réactions secondaires et rendre la réaction plus encline à produire le produit cible, le silicate de méthyle de sodium. En outre, des progrès ont été réalisés dans la recherche et le développement de certains catalyseurs soutenus. En chargeant les composants catalytiques actifs sur un support ayant une surface spécifique élevée, tel que du charbon actif, des tamis moléculaires, etc., l'activité et la stabilité du catalyseur peuvent être améliorées, et la séparation et le recyclage du catalyseur peuvent également être facilités. Les propriétés et la structure du support ont une influence importante sur les performances du catalyseur. Différents supports peuvent fournir différents microenvironnements pour les composants actifs, régulant ainsi l'activité et la sélectivité du catalyseur. Par exemple, le support de tamis moléculaire a une structure de pores régulière et des sites acides, qui peuvent filtrer et adsorber sélectivement les molécules réactives, ce qui est bénéfique pour améliorer la sélectivité et l'efficacité catalytique de la réaction. Lors du développement de nouveaux catalyseurs, une attention particulière est également portée à l'optimisation de la méthode de préparation du catalyseur. L'utilisation de technologies de synthèse avancées, telles que la méthode sol-gel et la méthode de coprécipitation, permet de contrôler avec précision la composition, la structure et la taille des particules du catalyseur, améliorant ainsi encore les performances du catalyseur. Grâce à une recherche et une innovation continues, les performances des nouveaux catalyseurs ont été continuellement améliorées, apportant ainsi un soutien solide à l'optimisation du processus de production de méthylsilicate de sodium.
4.1.2 Les catalyseurs améliorent l'efficacité et la qualité de la réaction
L'application de nouveaux catalyseurs a apporté des améliorations significatives à l'efficacité de la réaction et à la qualité du produit du méthylsilicate de sodium. En termes d’efficacité de la réaction, puisque les nouveaux catalyseurs peuvent réduire plus efficacement l’énergie d’activation de la réaction, la réaction peut se dérouler rapidement dans des conditions plus douces. Par exemple, après avoir utilisé certains nouveaux catalyseurs complexes de métaux de transition, la température de réaction peut être réduite de 10 à 20 ℃, mais la vitesse de réaction peut être augmentée de plusieurs fois, voire des dizaines de fois, raccourcissant considérablement le temps de réaction et améliorant l'efficacité de la production. Cela réduit non seulement la consommation d'énergie, mais réduit également les coûts de production. En termes de qualité du produit, la sélectivité élevée du nouveau catalyseur supprime efficacement les réactions secondaires et la pureté du méthylsilicate de sodium dans le produit est considérablement améliorée. Dans le processus traditionnel, certaines impuretés peuvent être générées en raison de réactions secondaires, ce qui peut affecter les performances du méthylsilicate de sodium. Cependant, le nouveau catalyseur peut permettre à la réaction de se dérouler avec plus de précision dans le sens de la génération de méthylsilicate de sodium, réduisant ainsi la génération d'impuretés. Dans le même temps, la stabilité du catalyseur a également un impact positif sur la stabilité de la qualité du produit. Les catalyseurs stables peuvent maintenir la cohérence de leur activité catalytique et de leur sélectivité pendant une production continue, garantissant que chaque lot de produits de méthylsilicate de sodium a une qualité et des performances stables. Par exemple, en raison de sa structure stable, le catalyseur supporté peut toujours maintenir une activité catalytique élevée après une utilisation répétée, ce qui rend le processus de production plus stable et fiable, et la qualité du produit plus garantie. En outre, le nouveau catalyseur pourrait également affecter la structure moléculaire et la micromorphologie du méthylsilicate de sodium, améliorant ainsi ses performances. Certains catalyseurs peuvent favoriser la formation d'une structure plus régulière de molécules de méthylsilicate de sodium, afin qu'ils puissent présenter de meilleures performances dans des applications telles que l'imperméabilisation et la protection contre la corrosion.
4.2 Innovation des équipements et technologies de réaction
4.2.1 Caractéristiques de conception des dispositifs de réaction efficaces
Afin de répondre aux besoins d’optimisation du procédé de production du méthylsilicate de sodium, la conception de dispositifs réactionnels efficaces innove constamment. Le nouveau dispositif de réaction présente de nombreuses caractéristiques de structure et de fonction permettant d'améliorer l'efficacité et la qualité de la réaction. Par exemple, certains réacteurs utilisent une conception spéciale de structure d’agitation. Les pales d'agitation traditionnelles peuvent présenter des problèmes tels qu'une agitation inégale et une réaction locale insuffisante, tandis que la nouvelle structure d'agitation peut obtenir un effet de mélange plus efficace en optimisant la forme, l'angle et la disposition des pales. L'utilisation de pales multicouches ou de pales de forme spéciale, telles que des pales en spirale et des pales de turbine, peut produire différents effets de mécanique des fluides dans différentes zones de réaction, de sorte que les réactifs puissent être plus complètement mélangés et mis en contact dans le réacteur, accélérer la vitesse de réaction et améliorer l'uniformité de la réaction. Dans le même temps, le matériau du réacteur a également été amélioré. La sélection de matériaux résistant à la corrosion, aux températures élevées et ayant une bonne conductivité thermique, tels que les matériaux en acier allié spécial et en émail, peut non seulement répondre aux exigences strictes de l'équipement pendant le processus de réaction, prolonger la durée de vie de l'équipement, mais également mieux contrôler la température de réaction. Une bonne conductivité thermique aide à transférer la chaleur uniformément dans le réacteur, à éviter l'apparition d'une surchauffe ou d'un refroidissement excessif local et à garantir que la réaction est effectuée dans des conditions de température appropriées. En outre, certains dispositifs de réaction intègrent également des systèmes avancés de surveillance et de contrôle de la température, de la pression, du débit et autres. Des capteurs sont utilisés pour surveiller divers paramètres du processus de réaction en temps réel et transmettre les données au système de contrôle. Le système de contrôle ajuste automatiquement les conditions de réaction en fonction de la plage de paramètres prédéfinis, tels que la puissance du dispositif de chauffage ou de refroidissement, le débit de la pompe d'alimentation, etc., pour obtenir un contrôle précis du processus de réaction et améliorer la stabilité du processus de production et la cohérence de la qualité du produit.