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上海惠和化德生物科技代表在國家應急管理部化工安全座談會上發言,暢談對“微反應器”的見解

發佈日期:2020-02-28 浏览次数:912

2019年10月31日,“第四屆中國國際化工過程安全研討會”在蘇州召開。期間,國家應急管理部副部長孫華山同志召集相關專家和與會代表就“提升化工行業本質安全水平、推進化工過程安全管理、防範化工重大安全風險”等話題進行座談。惠和化德生物科技總經理馬兵博士作爲微反應技術領域的代表參加座談,併發言。以下是根據馬兵博士發言稿整理內容。



我對微反應器技術在精細化工中應用的一點體會


尊敬的孫部長,各位領導,各位專家,下午好!


我們是一家致力於微反應連續化工藝開發與工業化放大服務的公司。剛纔衛教授(注:天津大學衛宏遠教授)說,精細化工的研發和工程化存在嚴重脫節。同樣的,微反應技術的研發與工程化,也存在脫節。我們的在做的事,就是爲了打通這個環節。


我今天想簡單談談我對微反應器技術在精細化工中應用的一點體會。主要有兩個方面的內容,一是,如何看待微反應器技術;二是,微反應器技術應用推廣的困局。


一、如何正確看待微反應器技術


現如今,我們化學化工行業的同仁如果還沒有聽說過微反應的,那基本就out了。在如此廣泛的認知度的情況下,對微反應器的真正理解卻不夠客觀和公正。有人覺得微反應是神器,包治百病;有人覺得微反應沒用,是一個噱頭。這兩種觀點當然都有失偏頗。


微反應器技術,作爲一種過程強化的流動化學技術,它仍然要遵從化工過程的“三傳一反”。只不過,他的實現方式方法、參數範圍出現了變化。而我們要處理的化學反應千變萬化、各有不同。因此,微反應技術在化工生產中就存在着一定適用性的問題。它絕對不是一個顛覆性的完全替代技術,它是一個現有技術的補充技術。所以,希望全面的用微反應器來代替傳統反應釜的想法,目前仍是不切實際的。我舉個例子,比如硝化反應。硝化反應是我們都非常頭疼的高危工藝。我記得2017年的時候,我們瀋陽院程總(注:瀋陽化工研究院總工程師程春生博士)問我,大概有多少比例的硝化反應可以用微反應呢?我經過調研,給出的答案是60-70%的硝化反應可以用微反應器技術。但是這個答案沒有實操性,到底哪些可以用,哪些不能用呢?針對這個問題,我經過了差不多兩年的論證、和實驗,有了相對準確的判斷指標。今天下午我在大會上的報告就會講到這個問題。


那麼,微反應技術今天這麼受關注,與化工行業安全環保的嚴峻形勢是分不開的。說到環保,微反應器技術並不能直接解決環保問題,它對環保的影響是間接的。比如,通過微反應,使得產品收率提高了,那麼單位產能的廢物就減少了。但是,微反應技術解決反應過程安全問題,這個是毋庸置疑的巨大優勢。同樣產能的情況下,微反應技術的持液體積極小,危險物料的“時空當量”是釜式工藝的百萬分之一。假如說反應釜失控是個炸彈,那麼微反應器失控就是個小鞭炮。這是它本質安全的最重要的原因。


二、微反应器技术面临的推广困局


微反應技術在我國的大規模推廣,今年差不多是第十個年頭。在農藥、染料、助劑、醫藥等等這些領域的應用研究非常活躍,也出現了不少成果。但是,目前大家真正將微反應器技術用於工業化生產的案例其實並不算多的。這裏面有很多原因,比如,大家擔心技術上是不是還不夠成熟,工業化會失敗;再比如,用微反應器來組織生產,擔心投資太大,產品市場一旦出現變動,投資回收困難。這些原因都是市場和技術的原因,市場和技術自然會解決這些問題。但是,我想提的是,新技術在推廣過程中也存在政策上的障礙,這毋庸諱言。我們公司服務的客戶來自全國各地,所以,我對各地的情況、各個化工園區的情況都有所瞭解。我們用微反應器開發的連續工藝,哪怕這個產品再老,工藝也屬於新工藝。用微反應器組織的工業化生產,涉及到了新工藝、新裝備的首次使用,按照規定,需要完成“首次工藝”安全可靠性論證。如果要做“首次工藝”安全可靠性論證,就需要準備很多資料,這其中有一個資料叫做“首次工藝中試報告”,是非常重要的資料。於是,中試報告怎麼出,中試環節如何合法合規的操作,成了很多企業面臨的流程上的困難。我舉個例子:我有個客戶,他想要上的一個產品涉及到高危工藝,來找我用微反應器技術來做。但是我提醒他,你這個項目用微反應器上工業化,怎麼立項、怎麼進行環評安評工作,你最好提前去探探路。好的,他去園區管委會和安監局問怎麼弄,回答說不知道,說可以去市安監局問。到了市安監局,還是不清楚,說你可以到省裏去問。據說他真的到省裏去諮詢了。諮詢的結果怎麼樣我不知道,我只知道從那以後,他不再提這個產品了。


那麼微反應的項目還要不要管,該怎麼管呢?首先,我們說微反應器技術是本質安全技術,不是說所有的微反應器設備都是本質安全設備。目前,我國微反應器設備製造商如雨後春筍,國內我認識的做微反應器設備的,差不多20家。這其中大大小小,還有一些是微型創業公司。什麼是微反應都沒搞清楚,帶着客戶一起試錯,這產生的風險就比較大。我經常在一些行業會議上說,國家目前對微反應器技術還是非常支持的,但是如果我們不腳踏實地的做好,微反應裝置也發生爆炸了,也死人了,那麼怎麼辦?所以,遲早,我認爲對微反應器的製造商需要進行相應的管理和規範,提高行業門檻,扶植優秀企業。另外,我前面剛纔講到,微反應器持液體積很小。比如,我們做的一套年通量1萬噸的工業化裝置,兩步反應全連續,反應器的總持液體積只有100升。其中高危反應那一步的反應器持液體積只有1升。如果這個項目用反應釜做,那麼將會是兩隻5000升的反應釜。那麼,我們對於微反應項目的審批和管理,能不能參考反應器的持液體積這麼一個參數呢?比如說,在某個持液體積以下的微反應工藝,可以開通綠色中試通道,讓企業按照一個清晰的流程推進,而不是總想着打擦邊球。這有點類似於我們對壓力容器的管理,有一個最小體積30升,和最小直徑15釐米的這個參數。超過的,才按照壓力容器管理。


最後,精細化工生產環節都存在一定的危險性。微反應器技術只能從某種程度上提升反應段的安全水準。不能因爲用了微反應器,就感覺高枕無憂了。所以,我們還是要重視化工生產全鏈條的安全性,尊重化學反應的本質,敬畏化學物質的能量。


谢谢大家!







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