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微反應器:以安全的名義“爆發”,但並非無所不能

發佈日期:2018-10-18 浏览次数:741


環保督察的高壓態勢已持續兩年,農藥人的“安全生產”神經高度崩緊。如何實現安全生產,尤其是降低危險度較高的生產工藝的風險,成爲自國家頂層到農藥企業深刻思考的問題。

2017年,“微反應器”正式進入國家層面的文件中,成爲一項被國家認可的新技術,並迅速得到許多化工園區的青睞。“微反應器”以安全的名義受到市場的廣泛關注,並以超出安全的諸多優勢被逐漸引入工業化生產。

在“第十三屆作物保護國際論壇(泰禾論壇)”上,上海惠和化德生物科技有限公司總經理馬兵博士精彩分享了“‘一站式’項目開發服務—基於微反應器技術的工藝開發與工業化應用”的報告。馬總曾是美國康寧公司大中華區反應器業務負責人,是國內從事該技術的應用與推廣的先鋒者之一。

報告中,馬總剖析了微反應器的發展現狀,客觀地評價了微反應器的“無所不能”和“並非全能”,分享了公司開發的“一站式”項目案例,並暢想了“微反應器+互聯網”的“智慧化工,雲端製造”的未來願景。

助政策東風,微反應器發展迅猛

據馬總介紹,微反應器應用並非輕而易舉,它是一個向“喜馬拉雅”攀登的過程,需要經歷從微反應工藝開發,到項目工業化放大等多個階段。國內微反應器發展主要包括兩個時段:2010—2016年,大量研發設備安裝,大量探索各種反應體系;2017年以來,工業化項目開始“爆發”。

2017年是微反應工業化開發的元年,這主要基於2017年國家安監總局1號文的發佈。該文件指出,對於反應工藝危險度爲4級和5級的工藝過程,尤其是風險高但必須實施產業化的項目,要努力優先開展工藝優化或改變工藝方法降低風險,例如通過微反應、連續流完成反應……歷史上,“微反應”第1次得到國家層面的認可。隨着1號文件的出臺,各化工園區對微反應器的推進節奏大大加快。但微反應工藝通常都是“首次工藝”,必須通過省級安監局或省級化學品安全協會規定的“首次工藝”安全可靠性論證。

並非無所不能,客觀認識微反應器

雖然微反應器擁有很多優點,如提高收率、提高安全性、改善環保、節約能耗等,但微反應器並非無所不能,它只是一個靜態的反應設備,微反應器種種可能實現的效果並不能集中體現在某一個項目上。微化工項目從研發到工業化,面臨着重重挑戰。它是微反應器與反應工藝、工程設計、裝置選型、安全分析等諸多環節的有機結合。建設微化工項目與建設精細化工項目之間沒有本質區別。

微反應器具有一定的適配性,它需要考慮反應中的流動性和傳質傳熱等因素。在安監總管三〔2013〕12號文中,列出了18類重點監管的危險化工工藝目錄,其中13類工藝(光氣及光氣化、氯化、硝化、氟化、加氫、重氮化、氧化、過氧化、胺基化、磺化、聚合、烷基化、偶氮化工藝)恰恰滿足了微反應器對工藝篩選的條件,其中有大量這樣的工藝在微反應器上實現了很好的結果,有些已經產業化。研究表明,微反應器適用於精細化工行業20%的反應。即便如此,這已經是一個龐大的市場。

玩轉微反應器,提供一站式開發服務

微反應器技術在歐美應用較早,有許多值得借鑑的地方;國內企業可以用微反應器從事生產項目。但如何將微反應器用於工業化生產,這是微反應器技術的商業機會。惠和化德致力於架起微反應器技術與終端客戶需求之間的橋樑。

上海惠和化德生物科技有限公司成立於2015年7月,由中國500強企業杭州錦江集團注入啓動資金,3年來,累計投入研發資金2,000多萬元。目前研發團隊有20人,本部實驗室約700平方米,同時在淮安和杭州建有特殊反應實驗室。公司專注於使用微反應器技術從事連續工藝開發,提供微反應器工藝研發、工業化系統集成、到工業化“交鑰匙”工程的全流程“一站式”項目開發服務。

據馬總介紹,今年1月,惠和化德完成了一項包括3步反應的微反應器中試。這是我國第一套“集裝箱化工廠”,可以實現萬噸級通量的規模化生產。整個項目耗時9個月,完成了包括適用性分析、研發、工藝安全分析、裝置設計與建造等流程。而另一項氯化反應的微反應器技術歷時半年完成,已經實現了工業化生產。項目開車30分鐘內即實現了調試穩定。反應時間從釜式工藝的5小時縮短至微反工藝的20秒,微反工藝的收率在無需精餾的情況下即達97%。據測算,此項技術的投資回報期小於6個月。

馬總強調,儘管微反應器技術因安全的名義而盛行,但我們始終要敬畏“安全”,不要讓此項新技術在“安全”上跌倒。惠和化德致力於成爲玩轉微反應器的化學“極客”。馬總說:“我們不製造微反應器,我們也不生產化學品;我們只專注於微反應器連續工藝開發服務!”

馬總對精細化工的未來充滿期待。他說,用微反應器技術實現連續化生產將成爲趨勢。通過“微反應器+互聯網”,將可以實現“‘智慧’化工,‘雲端’製造”的美好願景。馬總暢想,未來可以通過手機APP,即可對生產和公司管理等實現遠程控制。



作者:《农药快讯》《现代农药》  柏亚罗

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