微反應(yīng)器和其代表的連續(xù)化反應(yīng)技術(shù)是化工行業(yè)近十年來(lái)的熱點(diǎn)話題。越來(lái)越多的科研機(jī)構(gòu)和企業(yè)開(kāi)始關(guān)注微反應(yīng)器設(shè)備，但連續(xù)化生產(chǎn)在制藥行業(yè)仍未得到廣泛應(yīng)用。“人們普遍不愿采用他們不熟悉的生產(chǎn)技術(shù)”，制藥行業(yè)亦如此。不少中國(guó)藥企受高昂的生產(chǎn)制造成本所困擾，固守著“批量生產(chǎn)”的舊模式。相比“連續(xù)生產(chǎn)”，“批量生產(chǎn)”在目前仍具有優(yōu)勢(shì)，這體現(xiàn)了行業(yè)對(duì)盈利的關(guān)注超出了對(duì)質(zhì)量的關(guān)注。其實(shí)，連續(xù)化生產(chǎn)擁有降低能耗、減少?gòu)U物、質(zhì)量穩(wěn)定、自動(dòng)化程度高等多項(xiàng)優(yōu)勢(shì)，既可提高安全性和勞動(dòng)生產(chǎn)率，也能制造那些無(wú)法通過(guò)批量生產(chǎn)的化合物。從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，連續(xù)化生產(chǎn)是化工生產(chǎn)的必經(jīng)之路。
微反應(yīng)器、微通道技術(shù)在國(guó)內(nèi)發(fā)展 30 余年來(lái)，小通量的實(shí)驗(yàn)領(lǐng)域已取得卓越數(shù)據(jù)與成效，但小試、中試裝備利用率極低，大流量工業(yè)化運(yùn)行尚未多見(jiàn)。筆者今天要向大家推薦的一家企業(yè)——中山致安化工科技有限公司，致力于利用自主研發(fā)的微反應(yīng)器及其配套的相關(guān)設(shè)備和成套的工業(yè)化技術(shù)，來(lái)實(shí)現(xiàn)萬(wàn)噸/年大流量的微反應(yīng)器自動(dòng)化連續(xù)大生產(chǎn)。
中山致安化工科技有限公司自主研發(fā) 20 升/分的新型微反應(yīng)器一次調(diào)試成功投入生產(chǎn)啦！該套反應(yīng)裝置區(qū)別于傳統(tǒng)微通道裝備、管道反應(yīng)器、反應(yīng)釜，是一種新型微反應(yīng)器（流體通道更短、效率更高、通用性更強(qiáng)、針對(duì)不同類(lèi)型反應(yīng)和通量進(jìn)行訂做），并可應(yīng)用于數(shù)十種常規(guī)反應(yīng)和危險(xiǎn)單元。
微反應(yīng)器與釜式反應(yīng)器相比有如下優(yōu)點(diǎn)：
1、反應(yīng)溫度區(qū)間更寬、更高，反應(yīng)速度更快
相比釜式，微反應(yīng)器反應(yīng)對(duì)反應(yīng)溫度的控制區(qū)間更寬、要高。視情況微反應(yīng)器高于釜式反應(yīng)溫度 3-30℃，故反應(yīng)速率大大高于釜式，相對(duì)于釜式需十幾小時(shí)完成的反應(yīng)在微反應(yīng)器內(nèi)只需幾秒到十幾分鐘就能完成。
2、傳熱傳質(zhì)效果好
微反設(shè)備由于流道通徑根據(jù)流量、流體性質(zhì)確定，并加入根據(jù)流體性質(zhì)訂制特殊結(jié)構(gòu)，流體流速快，混合效果好，傳熱、傳質(zhì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于釜式反應(yīng)，一般是釜式的 3-30 倍，因而分子間有效碰撞效果更好， 大大加快了反應(yīng)速度。
3、反應(yīng)選擇性好，收率高
特別對(duì)于副反應(yīng)多，產(chǎn)品收率低的反應(yīng)，控制好需要選擇的主反應(yīng)相對(duì)有利條件，抑制副反應(yīng)，從而大大提高主反應(yīng)收率，并相應(yīng)減少相對(duì)過(guò)量原料的投入量和"三廢"的產(chǎn)生量。
4、自動(dòng)程度高，安全性好，收率和質(zhì)量更平穩(wěn)
由于微反應(yīng)器反應(yīng)在相對(duì)密閉、狹小的空間內(nèi)進(jìn)行，相對(duì)釜式承壓更高(一般可耐 2-20MPa)，加上多點(diǎn)溫度、壓力、安全附件等輔助設(shè)施，加上微反應(yīng)器內(nèi)存料液是釜式的 0.1-3%(一般只有 10 到幾十升)， 特別對(duì)于產(chǎn)物易分解的硝化、重氮化反應(yīng)、氧化等危險(xiǎn)工藝要比釜式 具備絕對(duì)的安全優(yōu)勢(shì)。特別是連續(xù)微反更有利于 DCS 的自控，反應(yīng)受人為因素影響小，收率和質(zhì)量穩(wěn)定，過(guò)程安全，將隱患降到最低。
微反一般在 2-10 米的流道內(nèi)完成反應(yīng)，比普通的管道反應(yīng)器、反應(yīng)釜更具效率。同時(shí)，微反應(yīng)器可以看作類(lèi)似平推流，通道每個(gè)截面的料液濃度和溫度都均一，隨著流體的推進(jìn)，反應(yīng)轉(zhuǎn)化率逐步提高，到一定轉(zhuǎn)化率終止反應(yīng)即可。
5、更節(jié)約、減廢、更低運(yùn)行成本
設(shè)備投資少，產(chǎn)量大，占地面積少，危險(xiǎn)品占用量少也是其優(yōu)點(diǎn)。由于微反應(yīng)器反應(yīng)比釜式反應(yīng)溫度區(qū)間更大，很多需冷凍低溫下的反應(yīng)可在較高的溫度下進(jìn)行。同時(shí)冷媒可以冷熱綜合利用，如醇醛縮合、重氮化、易分解反應(yīng)等在微反應(yīng)器內(nèi)反應(yīng)就不需要冰機(jī)制冷低溫下反應(yīng)，從而大大節(jié)省了動(dòng)力能耗。同時(shí)微反應(yīng)器的成功實(shí)施，能減少專(zhuān)業(yè)化工操作人員的依賴度。
你還在顧慮這些？中山微反可以提供解決方案
微反應(yīng)器雖優(yōu)點(diǎn)眾多，但企業(yè)考慮到對(duì)微反應(yīng)器投資大、產(chǎn)能小和應(yīng)用受到抑制等因素影響，有些不敢嘗試投入，不認(rèn)同的因素可能包括：
? 成功的微反應(yīng)器，從中試實(shí)驗(yàn)開(kāi)始，就同步考慮工業(yè)化放大方案，不能無(wú)差異放大的微反成套設(shè)備是沒(méi)有經(jīng)濟(jì)價(jià)值的。
? 結(jié)構(gòu)同質(zhì)化、關(guān)注點(diǎn)在小批量實(shí)驗(yàn)上，對(duì)含固流體、粉體、懸浮物、鹽、析出物、氣體等物理狀態(tài)差異較大的物料沒(méi)有區(qū)別性的設(shè)計(jì)。由于微反裝備工況參數(shù)過(guò)于標(biāo)準(zhǔn)化，無(wú)法應(yīng)對(duì)更多類(lèi)型的化學(xué)反應(yīng)。
? 串流、堵塞、反應(yīng)器溫度變化過(guò)大等現(xiàn)象，是大流量工業(yè)化裝備必須考慮的因素。洞察發(fā)現(xiàn)成套微反裝備的專(zhuān)有現(xiàn)象是微反技術(shù)的關(guān)鍵，包括真實(shí)的流量、溫度、壓力、粘度、熱量平衡、壓降等等。
? 推廣人員過(guò)于商業(yè)化，追求銷(xiāo)售指標(biāo)和出售裝備，使用單位微反技術(shù)資源投入不足。技術(shù)支援方?jīng)]有提供懂化工機(jī)理、懂裝備設(shè)計(jì)、有微反應(yīng)器實(shí)操經(jīng)驗(yàn)、有化工生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)的務(wù)實(shí)人員配合客戶小試、中試、大生產(chǎn)全程支持。配套進(jìn)料、自控組件等配套不兼容或偏差過(guò)大，理論設(shè)計(jì)和工業(yè)化相差甚遠(yuǎn)。過(guò)渡依賴外部配套，直接導(dǎo)致裝備成本居高不下。
? 微反設(shè)備提供方側(cè)重出售設(shè)備，不側(cè)重工業(yè)化指標(biāo)移交，導(dǎo)致客戶對(duì)設(shè)備投入信心不足。
以上這些可能會(huì)有的顧慮，中山微反都能提供相應(yīng)的解決方案。
中山微反萬(wàn)噸流量/年一鍵遠(yuǎn)程化工典型案例
下面是一家企業(yè)利用中山致安化工科技有限公司自主研發(fā)的微反應(yīng)器技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化連續(xù)生產(chǎn)醇醛縮合、氧化大通量的工業(yè)化成功案例。
中山致安化工科技有限公司自主研發(fā) 20 升/分鐘的新型微反應(yīng)器，是一種新型微反應(yīng)器，整合浙大中控 DCS 技術(shù)，并可應(yīng)用于數(shù)十種常規(guī)反應(yīng)和危險(xiǎn)單元。
萬(wàn)噸工業(yè)微反現(xiàn)場(chǎng)圖片
該中山微反 MR 裝置特點(diǎn)：
流量更大，20-40 升/分鐘，材質(zhì)類(lèi)同于C276 抗腐，核心微反應(yīng)器可承壓 20MPa 以上，反應(yīng)溫度 500℃以下。
采用浙江中控 DCS 一鍵遠(yuǎn)程聯(lián)鎖控制，多泵物料進(jìn)料比瞬間準(zhǔn)確度 99%以上，反應(yīng)器實(shí)現(xiàn)多溫區(qū)梯度控溫。
主體3D打印MR 反應(yīng)器，總重量少于50kg ，單個(gè)反應(yīng)器體積長(zhǎng)30厘米、寬20厘米、高度5厘米。并配備5組防爆伺服自動(dòng)調(diào)節(jié)流量低脈沖計(jì)量泵進(jìn)料。
一套微反裝備代替16臺(tái)3000升反應(yīng)釜的生產(chǎn)能力，遠(yuǎn)程控制，消除安全隱患。投成本和傳統(tǒng)裝備相差無(wú)幾，成套裝備可以提供 5-8 年有償保養(yǎng)升級(jí)。裝備具備全新功能，除了不能用于平衡反應(yīng)外，只要具備穩(wěn)定進(jìn)料條件，并有 0.3MPa-0.6MPa 的工作壓力，可以適用于快速反應(yīng)和中速反應(yīng)，包括硝化、氯化、重氮化、丁基鋰等反應(yīng)，可應(yīng)用于醫(yī)藥、農(nóng)藥、涂料、染料、香料等精細(xì)化工生產(chǎn)中，實(shí)現(xiàn)萬(wàn)噸流量的年生產(chǎn)能力。
