为硝化行业安全生产护航

——记常州大学新型连续流微通道反应器系统集成及在硝化反应中的应用

　　日前，常州大学化工本质安全研究院院长张跃团队的研究成果新型连续流微通道反应器系统集成及在硝化反应中的应用入选工业和信息化部公布的第一批先进适用技术名单。

　　该项目针对化工行业硝化高危工艺突出、典型的化工过程重大事故风险防控现实需求，围绕化工工艺安全控制与风险评估、连续流微化工与过程强化、本质安全反应工艺及设备性能突破关键技术难题，发展以“连续流”“智能化”为特征的化工本质安全技术，开发具备热质传递速率快、内在安全性高、过程能耗低、集成度高、放大效应小和可控性强的过程强化技术及反应装备，降低或消除反应安全风险，实现化工过程的高效化、微型化和绿色化。

　　“传统化工生产往往是将几吨物料放在一个大反应釜中，生产过程中一些反应放热剧烈且伴随高压，存在很大安全隐患。而研究团队研发的微通道反应器则是为化工生产搭建具有高效传热、传质功能的毫米通道，反应器的持液量(即反应物料)只有几千克，可以实现连续的进料和出料。”张跃表示。

　　据张跃介绍，微通道反应有三大显著特点。一方面，微通道反应可以将生产所带来的热量迅速带走，传热效率可达传统反应釜的1000倍，可以从源头工艺和装备上严格有效地控制化工生产过程的温度。另一方面，微通道反应的传质效率高，混合效果可达传统反应器的1000倍，大幅缩短化学反应的时间，原本需要几个小时的反应，只需几十秒就可以完成。此外，微通道反应的反应体积小，仅为传统化工生产设备的1/50，节省了厂房面积。

　　微通道反应技术能明显提升化工行业本质安全水平，但要将这一技术应用于工业生产，首要的挑战就是没有现成的设备可用，必须将工艺和设备充分结合。张跃表示，每个工厂的产品品种、反应条件等都存在差异，因此要“一厂一策”设计适配的微通道反应器，同时根据需求进行传热、传质等微通道工艺改造。他们研发出以量产化的连续流高通量微反应系统为核心的工艺技术和反应装备，形成了“企业提出需求—高校提供方案—企业降本增效”合作共赢型的校企合作模式。

　　目前，该成果已发表论文45篇，授权国家发明专利46件，通过了中国石油和化学工业联合会科技成果鉴定2项，研究成果总体技术达到国际先进水平。技术成果已在中石油和中石化下属单位以及浙江万丰化工股份有限公司、南通醋酸化工股份有限公司、南通龙翔化工有限公司等30多家企业实现了工业化微通道改造提升，应用地区覆盖江苏、浙江、山东、辽宁、宁夏、贵州、云南等地区，建立30余套千吨至万吨级工业化示范装置，实现了20多种化工产品连续化安全高效生产，成功推动了石油化工、染料、农药等行业的技术升级。