微通道反應(yīng)器有效提升本質(zhì)安全水平
更新時(shí)間:2022-08-15 | 點(diǎn)擊率:765
精細(xì)化工反應(yīng)是化工行業(yè)容易發(fā)生安全事故的領(lǐng)域之一,對(duì)于反應(yīng)工藝危險(xiǎn)度為4級(jí)和5級(jí)的工藝過(guò)程,尤其是風(fēng)險(xiǎn)高但必須實(shí)施產(chǎn)業(yè)化的項(xiàng)目,要努力優(yōu)先開展工藝優(yōu)化或改變工藝方法降低風(fēng)險(xiǎn)。例如使用
微通道反應(yīng)器來(lái)完成微反應(yīng)、連續(xù)流反應(yīng)。
雖然這種反應(yīng)器持液量小,不同于傳統(tǒng)反應(yīng)釜的以噸為單位的實(shí)時(shí)反應(yīng)量,反應(yīng)器內(nèi)的有效容積小,相當(dāng)于該反應(yīng)器內(nèi)每一時(shí)刻發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的物質(zhì)只有幾毫升到幾升,所以危險(xiǎn)因素是可控的。同時(shí),另一大特點(diǎn)就是換熱效率高,反應(yīng)熱量可以及時(shí)通過(guò)反應(yīng)器移走,有效避免了反應(yīng)過(guò)程中的熱量積累。
不同于傳統(tǒng)夾套攪拌釜?jiǎng)虞m上百平方米的占地面積,微通道反應(yīng)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(xué)反應(yīng)在微通道中連續(xù)流動(dòng)發(fā)生,反應(yīng)快速完成,且過(guò)程可控,可實(shí)現(xiàn)無(wú)人化連續(xù)操作,很大程度上了精細(xì)化工在研發(fā)和生產(chǎn)中的安全隱患。
化學(xué)反應(yīng)從實(shí)驗(yàn)室向工業(yè)化放大過(guò)程中,會(huì)存在放大效應(yīng)。實(shí)驗(yàn)室一些反應(yīng)雖然放熱,但因反應(yīng)規(guī)模小,熱量總體較少,且反應(yīng)容器可以及時(shí)將熱量傳遞出去。而在同樣條件和原料配比下進(jìn)行放大時(shí),反應(yīng)釜的比表面積往往會(huì)明顯減小。
這意味著供反應(yīng)傳熱面積減少。傳熱效果不好,就容易導(dǎo)致熱生成和熱移除不平衡,發(fā)生熱量積累,造成反應(yīng)釜內(nèi)溫度急劇升高,進(jìn)一步加速化學(xué)反應(yīng),從而導(dǎo)致反應(yīng)失控甚至爆炸。
而微通道反應(yīng)器基于這方面考慮,是將反應(yīng)通道變成微米級(jí),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(yīng)傳熱效率,且反應(yīng)是以數(shù)增為放大方法,而非擴(kuò)大規(guī)模,所以不存在放大效應(yīng),很適用于劇烈的放熱反應(yīng)。