——記常州大學(xué)新型連續(xù)流微通道反應(yīng)器系統(tǒng)集成及在硝化反應(yīng)中的應(yīng)用

　　日前，常州大學(xué)化工本質(zhì)安全研究院院長(zhǎng)張躍團(tuán)隊(duì)的研究成果新型連續(xù)流微通道反應(yīng)器系統(tǒng)集成及在硝化反應(yīng)中的應(yīng)用入選工業(yè)和信息化部公布的第一批先進(jìn)適用技術(shù)名單。

　　該項(xiàng)目針對(duì)化工行業(yè)硝化高危工藝突出、典型的化工過(guò)程重大事故風(fēng)險(xiǎn)防控現(xiàn)實(shí)需求，圍繞化工工藝安全控制與風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估、連續(xù)流微化工與過(guò)程強(qiáng)化、本質(zhì)安全反應(yīng)工藝及設(shè)備性能突破關(guān)鍵技術(shù)難題，發(fā)展以“連續(xù)流”“智能化”為特征的化工本質(zhì)安全技術(shù)，開(kāi)發(fā)具備熱質(zhì)傳遞速率快、內(nèi)在安全性高、過(guò)程能耗低、集成度高、放大效應(yīng)小和可控性強(qiáng)的過(guò)程強(qiáng)化技術(shù)及反應(yīng)裝備，降低或消除反應(yīng)安全風(fēng)險(xiǎn)，實(shí)現(xiàn)化工過(guò)程的高效化、微型化和綠色化。

　　“傳統(tǒng)化工生產(chǎn)往往是將幾噸物料放在一個(gè)大反應(yīng)釜中，生產(chǎn)過(guò)程中一些反應(yīng)放熱劇烈且伴隨高壓，存在很大安全隱患。而研究團(tuán)隊(duì)研發(fā)的微通道反應(yīng)器則是為化工生產(chǎn)搭建具有高效傳熱、傳質(zhì)功能的毫米通道，反應(yīng)器的持液量(即反應(yīng)物料)只有幾千克，可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)的進(jìn)料和出料?！睆堒S表示。

　　據(jù)張躍介紹，微通道反應(yīng)有三大顯著特點(diǎn)。一方面，微通道反應(yīng)可以將生產(chǎn)所帶來(lái)的熱量迅速帶走，傳熱效率可達(dá)傳統(tǒng)反應(yīng)釜的1000倍，可以從源頭工藝和裝備上嚴(yán)格有效地控制化工生產(chǎn)過(guò)程的溫度。另一方面，微通道反應(yīng)的傳質(zhì)效率高，混合效果可達(dá)傳統(tǒng)反應(yīng)器的1000倍，大幅縮短化學(xué)反應(yīng)的時(shí)間，原本需要幾個(gè)小時(shí)的反應(yīng)，只需幾十秒就可以完成。此外，微通道反應(yīng)的反應(yīng)體積小，僅為傳統(tǒng)化工生產(chǎn)設(shè)備的1/50，節(jié)省了廠(chǎng)房面積。

　　微通道反應(yīng)技術(shù)能明顯提升化工行業(yè)本質(zhì)安全水平，但要將這一技術(shù)應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)，首要的挑戰(zhàn)就是沒(méi)有現(xiàn)成的設(shè)備可用，必須將工藝和設(shè)備充分結(jié)合。張躍表示，每個(gè)工廠(chǎng)的產(chǎn)品品種、反應(yīng)條件等都存在差異，因此要“一廠(chǎng)一策”設(shè)計(jì)適配的微通道反應(yīng)器，同時(shí)根據(jù)需求進(jìn)行傳熱、傳質(zhì)等微通道工藝改造。他們研發(fā)出以量產(chǎn)化的連續(xù)流高通量微反應(yīng)系統(tǒng)為核心的工藝技術(shù)和反應(yīng)裝備，形成了“企業(yè)提出需求—高校提供方案—企業(yè)降本增效”合作共贏型的校企合作模式。

　　目前，該成果已發(fā)表論文45篇，授權(quán)國(guó)家發(fā)明專(zhuān)利46件，通過(guò)了中國(guó)石油和化學(xué)工業(yè)聯(lián)合會(huì)科技成果鑒定2項(xiàng)，研究成果總體技術(shù)達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。技術(shù)成果已在中石油和中石化下屬單位以及浙江萬(wàn)豐化工股份有限公司、南通醋酸化工股份有限公司、南通龍翔化工有限公司等30多家企業(yè)實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化微通道改造提升，應(yīng)用地區(qū)覆蓋江蘇、浙江、山東、遼寧、寧夏、貴州、云南等地區(qū)，建立30余套千噸至萬(wàn)噸級(jí)工業(yè)化示范裝置，實(shí)現(xiàn)了20多種化工產(chǎn)品連續(xù)化安全高效生產(chǎn)，成功推動(dòng)了石油化工、染料、農(nóng)藥等行業(yè)的技術(shù)升級(jí)。