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微通道反应器有效提升本质安全水平

发布时间:2022-08-15      点击次数:76
  精细化工反应是化工行业容易发生安全事故的领域之一,对于反应工艺危险度为4级和5级的工艺过程,尤其是风险高但必须实施产业化的项目,要努力优先开展工艺优化或改变工艺方法降低风险。例如使用微通道反应器来完成微反应、连续流反应。
  
  虽然这种反应器持液量小,不同于传统反应釜的以吨为单位的实时反应量,反应器内的有效容积小,相当于该反应器内每一时刻发生化学反应的物质只有几毫升到几升,所以危险因素是可控的。同时,另一大特点就是换热效率高,反应热量可以及时通过反应器移走,有效避免了反应过程中的热量积累。
  
  不同于传统夹套搅拌釜动辄上百平方米的占地面积,微通道反应器小而紧凑,占地面积只有几平方米,可谓是“迷你化工厂”。化学反应在微通道中连续流动发生,反应快速完成,且过程可控,可实现无人化连续操作,很大程度上了精细化工在研发和生产中的安全隐患。
  
  化学反应从实验室向工业化放大过程中,会存在放大效应。实验室一些反应虽然放热,但因反应规模小,热量总体较少,且反应容器可以及时将热量传递出去。而在同样条件和原料配比下进行放大时,反应釜的比表面积往往会明显减小。
  
  这意味着供反应传热面积减少。传热效果不好,就容易导致热生成和热移除不平衡,发生热量积累,造成反应釜内温度急剧升高,进一步加速化学反应,从而导致反应失控甚至爆炸。
  
  而微通道反应器基于这方面考虑,是将反应通道变成微米级,在同样的外部尺寸下,大大增加了容器的比表面积,提高了反应传热效率,且反应是以数增为放大方法,而非扩大规模,所以不存在放大效应,很适用于剧烈的放热反应。
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