隨著社會發(fā)展與進(jìn)步,人們也越來越重視環(huán)境和安全。
截止到5月1號,經(jīng)不完全統(tǒng)計,19年化工類企業(yè)共發(fā)生19起安全事故,共造成113人死亡,.625人受傷。尤其是3月21號的響水爆炸事故, 造成了 78人死亡,566人受傷。幾百個家庭遭到破壞,成千上萬人受到影響。當(dāng)?shù)刈匀画h(huán)境也受到嚴(yán)重破壞。
化工生產(chǎn)存在安全隱患,這是毋庸置疑的。化工安全潛在風(fēng)險主要是由化學(xué)物質(zhì)風(fēng)險和工藝過程風(fēng)險以及生產(chǎn)設(shè)備、人為操作三方面決定的。化學(xué)物質(zhì)大部分具有易燃易爆的風(fēng)險,反應(yīng)工藝過程也不乏高壓、高毒、反應(yīng)十分劇烈的高風(fēng)險反應(yīng)。反應(yīng)設(shè)備大多為傳統(tǒng)釜式反應(yīng),雖然部分可實現(xiàn)自動化,對工人素質(zhì)要求比較高,管理成本高。對于一個工廠來說,產(chǎn)品基本固定,工藝固定,那么原料基本上不會有太大變動,反應(yīng)類型也已固定,人員素質(zhì)提高也不是能一蹴而就的,所以很多企業(yè)通過管理來降低風(fēng)險。相對而言設(shè)備方面可以改善的地方就比較多了。
近年來,很多專家瞄準(zhǔn)了微通道反應(yīng)器。相比于傳統(tǒng)釜式反應(yīng),微通道反應(yīng)器是一個新興事物還很年輕,面對復(fù)雜多變、種類繁多的化工生產(chǎn)還有很大的局限性,但是面對越來越突出的安全環(huán)保形式,微通道反應(yīng)器又發(fā)出了璀璨的光芒。在化工生產(chǎn)中表現(xiàn)出了不一般的優(yōu)勢。現(xiàn)在簡單介紹一下應(yīng)用情況。
01 應(yīng)用一:硝化
硝化反應(yīng)在農(nóng)藥、炸藥、染料、香水以及活性藥物中間體等的合成中占有重要地位,但目前工業(yè)上普遍采用間歇式操作,其生產(chǎn)過程中存在放熱量大、選擇性低、危險性高、環(huán)境污染、資源浪費(fèi)等問題。微反應(yīng)器作為高效、安全、環(huán)保、操作性強(qiáng)的新型反應(yīng)設(shè)備,可憑借良好的傳質(zhì)、傳熱性能解決以上問題,同時可通過增加反應(yīng)器數(shù)量進(jìn)行處理量的放大,節(jié)省放大時間和成本。我們將反應(yīng)劇烈、放熱量大、的環(huán)節(jié)放在微通道反應(yīng)器中進(jìn)行,單位時間內(nèi)持液量小——發(fā)生意外造成的損失和風(fēng)險小、放熱量容易控制,通道密封性好,耐壓高——無無組織氣體泄漏、有組織氣體容易收集、安全性高。同時依托于優(yōu)秀的傳質(zhì)和傳熱性能,提高反應(yīng)溫度,加快反應(yīng)速率。
02 應(yīng)用二:重氮化反應(yīng)
重氮化反應(yīng)屬于危險化學(xué)反應(yīng),反應(yīng)瞬時放熱大,產(chǎn)物易分解。傳統(tǒng)釜式反應(yīng)需要制冷量大,能耗高,重氮鹽也需要低溫儲存,且儲存時間較長,質(zhì)量不穩(wěn)定,收率波動大。而微通道反應(yīng)器可實現(xiàn)溶液、乳液、懸濁液等狀態(tài)芳胺的連續(xù)重氮化。而且大部分重氮化在微通道反應(yīng)器內(nèi)氨基物的重氮化反應(yīng)溫度可在10-20攝氏度或者更高的室溫下進(jìn)行,降低了能耗,所得到的重氮鹽外觀清澈透明,無分解物,可直接進(jìn)入下一步反應(yīng)。
03 應(yīng)用三:烷基鋰與格氏反應(yīng)
通常釜式反應(yīng)面對烷基鋰或格氏反應(yīng)都需要十分小心,因為烷基鋰和格氏試劑與氧氣、水、醇類能發(fā)生急劇反應(yīng),產(chǎn)生烷烴類物質(zhì),同時放出大量熱量,十分危險。利用微通道反應(yīng)器可以杜絕生產(chǎn)過程中反應(yīng)液與水份、空氣的接觸,降低風(fēng)險。微反應(yīng)器因為能實現(xiàn)對反應(yīng)溫度精確控制、對反應(yīng)物料的精確配比及瞬間混合,因此可以有效消除傳質(zhì)、傳熱的限制,避免因為受熱不勻或者配比混合不勻等帶來的副反應(yīng),提高產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性,也減小了生產(chǎn)風(fēng)險。
04 應(yīng)用四:聚合反應(yīng)
聚合反應(yīng)大多屬于快速強(qiáng)放熱過程,對傳熱傳質(zhì)有很高的要求,而微反應(yīng)器恰好能滿足這一要求,與釜式聚合相比,微反應(yīng)器能夠提高聚合反應(yīng)效率,并且可以在很大程度上避免副反應(yīng),從而降低聚合物分子量排布,改善聚合物性能。
盡管這些年微反應(yīng)器在一些反應(yīng)方面已經(jīng)取得了比較大的成果,甚至在一些反應(yīng)上完全超越了傳統(tǒng)釜式反應(yīng),但是微通道反應(yīng)器的潛力還沒得到完全開發(fā),未來還有很多新的方向有待探索。隨著不斷的發(fā)展,相信微通道反應(yīng)器還會有更廣闊的空間。
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來源:豪邁化工技術(shù)