微通道、微反應(yīng)器技術(shù)是一種高效、安全的顛覆性技術(shù)，被業(yè)界稱為未來科技革命和產(chǎn)業(yè)變革，但產(chǎn)能低、成本高、通用性差、性價比低是用戶的常規(guī)感受。下面介紹一家專業(yè)微反應(yīng)器技術(shù)公司，其獨特的設(shè)計可滿足化工企業(yè)不同規(guī)?？焖?、中速化學(xué)合成，本質(zhì)上實現(xiàn)“一替多”、“一鍵自動運行”、“產(chǎn)能巨大”、“低投入快速回報”、“無放大效應(yīng)”的大宗化學(xué)品合成。
2021年及2022年上半年，中山致安化工科技有限公司(以下簡稱中山微反)高度重視強(qiáng)化戰(zhàn)略科技力量，不斷加大研發(fā)投入，通過技術(shù)創(chuàng)新，大通量微反應(yīng)器研發(fā)成功，并陸續(xù)在江蘇揚(yáng)農(nóng)化工股份有限公司、新發(fā)藥業(yè)有限公司、珠海保稅區(qū)麗珠合成制藥有限公司等大中型企業(yè)投入運行。目前已成功應(yīng)用于氧化、縮合、環(huán)化、硝化等反應(yīng)類型，其中江蘇揚(yáng)農(nóng)化工股份有限公司是中國著名農(nóng)藥生產(chǎn)商及“綠色工廠”示范單位，其運行的硝化微反應(yīng)器應(yīng)用于農(nóng)藥生產(chǎn)，通量超過20000m³/a。新發(fā)藥業(yè)有限公司運行的環(huán)化微反應(yīng)器產(chǎn)能也接近10000噸/套，各項數(shù)據(jù)指標(biāo)均明顯優(yōu)于進(jìn)口微反應(yīng)器。
中山微反致力于替代反應(yīng)釜、固定床、管式反應(yīng)器等傳統(tǒng)化工合成裝備。突破了傳統(tǒng)微反應(yīng)器的不足，打破化工企業(yè)對于微反造價高、實用性低的印象，助力企業(yè)安全生產(chǎn)、提高產(chǎn)能、節(jié)能減排。中山微反現(xiàn)已成功開發(fā)出3D打印微反應(yīng)器及碳化硅微反應(yīng)器，案例應(yīng)用結(jié)果表明，其收率、轉(zhuǎn)化率及效益均超越其它合成裝備，三廢和能耗遠(yuǎn)低于其它合成裝備。從長期使用來看，該微反技術(shù)成本及后期產(chǎn)生的成本均遠(yuǎn)低于傳統(tǒng)化工裝備的成本。
提問1：微通道、微反應(yīng)器連續(xù)流裝備投入成本高、應(yīng)用類型少，如何為化工合成企業(yè)產(chǎn)生效益?
首先是技術(shù)的突破，中山微反使用3D打印技術(shù)制造微通道反應(yīng)器，解決了微反應(yīng)器“有結(jié)構(gòu)設(shè)計無工業(yè)化產(chǎn)品”的尷尬境地，加上碳化硅加工技術(shù)的成熟，制造成本已經(jīng)下降到10~30萬元/升持液量。
以持液量6L為例，產(chǎn)能10000m³/a為例：
1.微反應(yīng)器成本90萬元;
2微反專用泵成本25萬元;
3.浙江中控一鍵自控系統(tǒng)30萬元;
4.總預(yù)算200~300萬元。
一套微反應(yīng)器能替代10~20m³的反應(yīng)釜，盡管其投資成本微高于傳統(tǒng)裝備綜合投入成本，但在場地占用、輔助設(shè)備、能耗、耗材、三廢、人力等綜合成本方面均大幅度下降，長期來看，微反應(yīng)器的成本是遠(yuǎn)低于傳統(tǒng)裝備。
提問2：有哪些案例具有顯著效益?
化工行業(yè)一直處于規(guī)范提升的環(huán)境中，微反應(yīng)器小試、中試成功的案例，基于各方面的原因，同步進(jìn)行產(chǎn)業(yè)化放大僅有少數(shù)部分。以珠海保稅區(qū)麗珠合成制藥有限公司為例，傳統(tǒng)的反應(yīng)釜進(jìn)行氧化反應(yīng)，產(chǎn)物和原料在體系中均不穩(wěn)定，收率、產(chǎn)率波動大，有些批次產(chǎn)品難以處理合格，采用中山微反工業(yè)化微反應(yīng)器生產(chǎn)后，產(chǎn)品收率全部達(dá)到指標(biāo)，每年節(jié)約過千萬元原料消耗;江蘇揚(yáng)農(nóng)化工股份有限公司某硝化反應(yīng)釋放大量的熱量，采用中山微反的反應(yīng)器，輕松解決產(chǎn)能問題，實現(xiàn)本質(zhì)性安全;新發(fā)藥業(yè)有限公司采用萬噸通量微反后，成本和生產(chǎn)效率明顯改善，已經(jīng)啟動上下游原料的傳統(tǒng)工藝向微反工藝技改。
提問3：貴司的微反應(yīng)器單套產(chǎn)能最大有多大?
中山微反秉持“技術(shù)創(chuàng)新就是企業(yè)生命，做有價值的技術(shù)服務(wù)”理念，成功開發(fā)3D打印微反應(yīng)器，流道截面可以達(dá)到500~1000mm²，理論上可以實現(xiàn)30000~50000 m³/套的產(chǎn)能。碳化硅微反應(yīng)器流道截面可以達(dá)到300~500mm²，理論通量可以實現(xiàn)20000~30000m³/套產(chǎn)能。
提問4：貴司微反應(yīng)器技術(shù)有何特別之處?
總體而言，國內(nèi)微反應(yīng)器技術(shù)是不斷迭代更新，中山微反微通道技術(shù)差異體現(xiàn)在五方面：一、內(nèi)外夾套結(jié)構(gòu)，解決換熱效率問題;二、微流道、高截面積、低壓降流道，解決傳質(zhì)問題;三、設(shè)備滿足工藝需求，滿足快速、中快速反應(yīng)，停留時間可以達(dá)到20分鐘;四、配備平推流合成所需的精準(zhǔn)進(jìn)料系統(tǒng)，精準(zhǔn)控制進(jìn)料比例;五、成熟流程配置經(jīng)驗，高配置保持設(shè)備的先進(jìn)性。
提問5：微反應(yīng)器連續(xù)流裝備適用于哪些化學(xué)體系?
微反應(yīng)器對于以下體系有顯著效果：
1.高粘度體系;
2.快反應(yīng)體系;
3.非均相體系;
4.溫度敏感體系;
此外，更有意義的使用場景包括50~500J/mL的中速反應(yīng)，如縮合、酯化、氨解、加成、聚合、脫羧等滴加時間長、產(chǎn)能大的反應(yīng)類型，這是管式反應(yīng)器難以勝任的放熱及腐蝕場景。同時，有些反應(yīng)(氧化反應(yīng)、縮合反應(yīng)、加成反應(yīng)……)，停留時間需要3~10分鐘，在微反應(yīng)器里也是可以實現(xiàn)較好的預(yù)期效果。
微反工藝是否成功，主要評估四方面要素：1、能否實現(xiàn)穩(wěn)定精準(zhǔn)進(jìn)料;2、穩(wěn)定的流場實現(xiàn)良好傳質(zhì)效果;3、熱交換能力與通量匹配;4.微反應(yīng)器結(jié)構(gòu)能適應(yīng)反應(yīng)機(jī)理。
提問6：公司目前對現(xiàn)有微反業(yè)務(wù)方向有何規(guī)劃?
前瞻性的化工合成技術(shù)，離不開對原料、工藝方法和裝備的適應(yīng)性。中山微反的微反裝備及技術(shù)服務(wù)，本著為客戶實現(xiàn)輕松合成、產(chǎn)生效益為目標(biāo)，上門為客戶完成小試工藝篩選、中試工藝驗證。另外，全新合成工藝路線的微反工藝的定向開發(fā)，也在籌備組織中。
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