隨著(zhù)社會(huì )發(fā)展與進(jìn)步,人們也越來(lái)越重視環(huán)境和安全。
截止到5月1號,經(jīng)不完全統計,19年化工類(lèi)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(gè)家庭遭到破壞,成千上萬(wàn)人受到影響。當地自然環(huán)境也受到嚴重破壞。
化工生產(chǎn)存在安全隱患,這是毋庸置疑的?;ぐ踩珴撛陲L(fēng)險主要是由化學(xué)物質(zhì)風(fēng)險和工藝過(guò)程風(fēng)險以及生產(chǎn)設備、人為操作三方面決定的?;瘜W(xué)物質(zhì)大部分具有易燃易爆的風(fēng)險,反應工藝過(guò)程也不乏高壓、高毒、反應十分劇烈的高風(fēng)險反應。反應設備大多為傳統釜式反應,雖然部分可實(shí)現自動(dòng)化,對工人素質(zhì)要求比較高,管理成本高。對于一個(gè)工廠(chǎng)來(lái)說(shuō),產(chǎn)品基本固定,工藝固定,那么原料基本上不會(huì )有太大變動(dòng),反應類(lèi)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(guò)管理來(lái)降低風(fēng)險。相對而言設備方面可以改善的地方就比較多了。
近年來(lái),很多專(zhuān)家瞄準了微通道反應器。相比于傳統釜式反應,微通道反應器是一個(gè)新興事物還很年輕,面對復雜多變、種類(lèi)繁多的化工生產(chǎn)還有很大的局限性,但是面對越來(lái)越突出的安全環(huán)保形式,微通道反應器又發(fā)出了璀璨的光芒。在化工生產(chǎn)中表現出了不一般的優(yōu)勢?,F在簡(jiǎn)單介紹一下應用情況。
01 應用一:硝化
硝化反應在農藥、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(guò)程中存在放熱量大、選擇性低、危險性高、環(huán)境污染、資源浪費等問(wèn)題。微反應器作為高效、安全、環(huán)保、操作性強的新型反應設備,可憑借良好的傳質(zhì)、傳熱性能解決以上問(wèn)題,同時(shí)可通過(guò)增加反應器數量進(jìn)行處理量的放大,節省放大時(shí)間和成本。我們將反應劇烈、放熱量大、的環(huán)節放在微通道反應器中進(jìn)行,單位時(shí)間內持液量小——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(wú)無(wú)組織氣體泄漏、有組織氣體容易收集、安全性高。同時(shí)依托于優(yōu)秀的傳質(zhì)和傳熱性能,提高反應溫度,加快反應速率。
02 應用二:重氮化反應
重氮化反應屬于危險化學(xué)反應,反應瞬時(shí)放熱大,產(chǎn)物易分解。傳統釜式反應需要制冷量大,能耗高,重氮鹽也需要低溫儲存,且儲存時(shí)間較長(cháng),質(zhì)量不穩定,收率波動(dòng)大。而微通道反應器可實(shí)現溶液、乳液、懸濁液等狀態(tài)芳胺的連續重氮化。而且大部分重氮化在微通道反應器內氨基物的重氮化反應溫度可在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(guān)清澈透明,無(wú)分解物,可直接進(jìn)入下一步反應。
03 應用三:烷基鋰與格氏反應
通常釜式反應面對烷基鋰或格氏反應都需要十分小心,因為烷基鋰和格氏試劑與氧氣、水、醇類(lèi)能發(fā)生急劇反應,產(chǎn)生烷烴類(lèi)物質(zhì),同時(shí)放出大量熱量,十分危險。利用微通道反應器可以杜絕生產(chǎn)過(guò)程中反應液與水份、空氣的接觸,降低風(fēng)險。微反應器因為能實(shí)現對反應溫度精確控制、對反應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(lái)的副反應,提高產(chǎn)品質(zhì)量穩定性,也減小了生產(chǎn)風(fēng)險。
04 應用四:聚合反應
聚合反應大多屬于快速強放熱過(guò)程,對傳熱傳質(zhì)有很高的要求,而微反應器恰好能滿(mǎn)足這一要求,與釜式聚合相比,微反應器能夠提高聚合反應效率,并且可以在很大程度上避免副反應,從而降低聚合物分子量排布,改善聚合物性能。
盡管這些年微反應器在一些反應方面已經(jīng)取得了比較大的成果,甚至在一些反應上完全超越了傳統釜式反應,但是微通道反應器的潛力還沒(méi)得到完全開(kāi)發(fā),未來(lái)還有很多新的方向有待探索。隨著(zhù)不斷的發(fā)展,相信微通道反應器還會(huì )有更廣闊的空間。
參考文獻
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來(lái)源:豪邁化工技術(shù)