吉立广 王海艳
内蒙古世杰化工有限公司 内蒙古阿拉善盟750336
摘 要 :化工行业很容易发生各种安全事故。其中最主要的原因就是精细工业的化学反应特别强烈,它的加工方式不同于其他的方式,它们的生产方式更加灵活,使用起来更加方便,而且产量也不小,这个特点使得进入该行业的门槛特别低,虽然企业的数量很大,但是规模一般都不大。与传统的大型化工企业相比,小型的化工企业管理水平不高,规模特别小,不仅如此,人数也并不多,技术上没有明显的优势,在安全生产上的投入也完全没有任何优势。目前来说,精细化工行业存在着各种各样的问题,有关部门需要投入大量人力和物力才能更好地解决以上的种种问题。火灾和爆炸的发生是精密化学中最常见的两种事故类型。一种类型是精密化学品和特殊材料。二是在化学反应中的传递,微反应技术开始得非常早,始于19世纪,现如今,科研工作者开始着手研究前面提到的两个问题。未来在医药和化工行业中,这项技术的发展具有非常大的上升空间。
关键词 :微反应技术 ;微反应器 ;精细化工 ;危险 ;安全
1 微反应技术的特点
微反应技术的应用范围特别广,它的核心是微反应器,只有提高微反应器的性能才能保证微反应技术能够发挥更大的作用,微反应技术的优点可以无限放大,即可以添加微反应单元完成批量的生产过程,此功能带来的优势特别明显,它可以添加或删除一些微反应单元,为了更好地适应生产变化的需求,一定要及时改变管道的连接方法。
2 微反应技术对精细化工安全性的提升
在微化学领域中,微反应技术可以大大地提高精细化学过程的安全性,在常温条件下进行,并且没有热量的积聚,可以明显地提高化学反应的速度,当然,由于控制通道的尺寸是大小不一的,一旦发生化学反应,可以马上切断自由基的链反应,因此不会发生危险事件。为了防止有毒物质发生泄漏,破坏周围的环境,即使泄漏量非常小,也会对人体的各个器官造成危害,不仅如此,还需要根据实际的情况保证生产的顺利进行。根据研究的结果可以知道,微反应技术可以应用在各个行业中,为了提高各个行业的安全性,需要进行一系列尝试工作,因为精密化学涉及各个方面,由于基础的设备研究已经起步,它的利用效率将会逐渐提高。
2.1 硝化反应
三角内交叉趾柱形单通道反应器一般会在室温(25℃)下进行,如果没有添加惰性溶剂和含氮物质作为稳定剂。反应的停留时间将会明显提高,不仅如此,在常规反应器的1/210的范围,硝酸异氰酸酯的收率非常大,甚至可以达到100%以上。结果显示,为了节约热能的消耗,提高产品的质量,需要保证反应的安全性。有研究显示,T 型微反应器中的硝化作
用十分明显,反应速率主要由内在动力学的因素所决定。另外,如果没有检测到副产物,可以更好地控制反应过程。
从2000年开始,一直到现在,我们开始研究了微反应器中的连续硝化反应。
随着技术在一直发展,微反应器中的温度变化越来越明显,明显可以高于室温,随着反应时间的不断缩短,最小能达到0.5s 以下,以上种种的数据可以表明微反应技术正在不断地发生变化。2015年,西安万德能源化学股份有限公司开始建立一期40kt/a 微通道及其他材料的家用柴油机制造工业设备。从传统意义上来说,传统批处理反应的风险很高。而我国也只有少部分的企业总产能不超过5 000t/a。这也说明了微反应技术是非常安全可靠的。
2.2 氧化及过氧化反应
工业生产中会大量使用到过氧化氢,人们开始通过各种方法进行尝试,把氧气和氢气结合在一起,转化为过氧化氢。在过去的十年中,外国科学家已经开始研究,微反应器可以
直接合成过氧化氢,霍尼韦尔公司已经开始着手研究,并已制定了大规模的生产计划。开始研究石英毛细管的微反应器,在研究的过程中,一般会选择在60~80℃进行。从生产的安全方面进行考量,可以为过氧乙酸投入生产提供了必要的理论依据。研究发现,在载体的表面涂覆 α-Al 2 O 3 ,并负载银催化剂。在毛细管微反应器中,可以进行乙烯氧化反应,环氧乙烷的收率可以达到60%以上,风速为5 000h -1 ,反应在安全的环境中进行。余锡孟等研究了甲苯、环己烷在微反应器中发生的液相氧化反应,在反应的过程中,可以随时检查工艺的运行条件,不仅如此,麻省理工学院的 Slingivasan设计了一种集成加热器,它是集流量和温度于一体的传感器。在国外对这方面的研究不是特别深入,原因是氧化反应增加了各种风险,许多氧化反应需要金属催化剂,并考虑了微反应器的尺寸和催化剂的回收率。
2.3 其他危险反应
克拉里安特公司可以在微反应器中进行一系列的试验,在试验的过程中,一定要合理地控制工艺参数,比如时间和温度控制,保证它们能够在合理地范围内,并可以得到高质量的偶氮着色剂。通常情况下,仅需0.5s 的停留时间,即可在微反应器中可以发生各种各样的化学反应,当然,这就可以减少毒素留在反应器中的时间,并减少了毒素发生泄漏的可能性。杜邦公司使用多晶银颗粒微反应器进行一系列试验,在试验的过程中,对氧气反应形成的异氰酸甲酯进行研究,微反应器能够控制有害物质的生成。而日本旭硝子公司已经开发出了可以投入生产的氟化装置,该装置可以降低潜在的风险。大量研究表明,微反应技术的应用可以提高了微化学领域的安全。
3 结论
从以上的分析结果可以知道,目前来说,为了提高中国的精细化工行业的整体水平,还是需要严格的相关技术,当然,微反应技术是值得大力推广和研究的。但是,当前的微反应
技术有两个极端。有些人还夸大了它在化学工业中的作用。个人认为不能在实验室进行两项理论研究。真正的工业化是不可能的。首先,不可能提高精密化工行业的安全性,主要是因为精密化工行业反应速度快,热辐射大,操作简便,且物质本身易于燃烧爆炸。与毒药反应。尽管使用了微反应技术,但这些反应并未从根本上消除危险,因此有必要加深对反应风险的全面理解和控制。其次,可以肯定的是,微反应技术对应用程序的推广提出了巨大的挑战。
参考文献
[1] 余锡孟,沈忠权,杜锡勇,等 . 微通道反应器中环己烷液相氧化反应工艺的研究 [J]. 高校化学工程学报 .2017(06):1372-1378.
[2] 孙冰,朱红伟,姜杰,等 . 微混合与微反应技术在提升化工安全中的应用 [J]. 化工进展 .2017(08):2756-2763.