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微通道反應器有效提升本質安全水平

發布時間:2022-08-15      點擊次數:47
  精細化工反應是化工行業容易發生安全事故的領域之一,對于反應工藝危險度為4級和5級的工藝過程,尤其是風險高但必須實施產業化的項目,要努力優先開展工藝優化或改變工藝方法降低風險。例如使用微通道反應器來完成微反應、連續流反應。
  
  雖然這種反應器持液量小,不同于傳統反應釜的以噸為單位的實時反應量,反應器內的有效容積小,相當于該反應器內每一時刻發生化學反應的物質只有幾毫升到幾升,所以危險因素是可控的。同時,另一大特點就是換熱效率高,反應熱量可以及時通過反應器移走,有效避免了反應過程中的熱量積累。
  
  不同于傳統夾套攪拌釜動輒上百平方米的占地面積,微通道反應器小而緊湊,占地面積只有幾平方米,可謂是“迷你化工廠”?;瘜W反應在微通道中連續流動發生,反應快速完成,且過程可控,可實現無人化連續操作,很大程度上了精細化工在研發和生產中的安全隱患。
  
  化學反應從實驗室向工業化放大過程中,會存在放大效應。實驗室一些反應雖然放熱,但因反應規模小,熱量總體較少,且反應容器可以及時將熱量傳遞出去。而在同樣條件和原料配比下進行放大時,反應釜的比表面積往往會明顯減小。
  
  這意味著供反應傳熱面積減少。傳熱效果不好,就容易導致熱生成和熱移除不平衡,發生熱量積累,造成反應釜內溫度急劇升高,進一步加速化學反應,從而導致反應失控甚至爆炸。
  
  而微通道反應器基于這方面考慮,是將反應通道變成微米級,在同樣的外部尺寸下,大大增加了容器的比表面積,提高了反應傳熱效率,且反應是以數增為放大方法,而非擴大規模,所以不存在放大效應,很適用于劇烈的放熱反應。
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