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微反應技術提升硝化工藝過程安全性 2020-09-17

硝基化合物廣泛應用于農藥、醫藥、炸藥、染料、化纖及橡膠等的生產,是一類非常重要的有機化工原料。但硝化工藝反應速度快、放熱量大,反應物料、硝化產物、副產物和危險廢物具有燃爆危險性,極易導致群死群傷事故的特點,近年來事故多發,給硝化行業發展造成了不利影響,引起各部門的高度重視,積極推進硝化工藝的安全改革。


7月31日,中國化學品安全協會硝化分會正式成立,在會議專題講座環節,與會專家代表圍繞《微反應技術的應用開發與工業化實踐》與來自全國的硝化行業代表、專家學者、咨詢機構、媒體及部分企業代表進行了專題討論。


8月份,江蘇省應急管理廳發布了省應急管理廳關于進一步提升硝化企業本質安全水平的指導意見,意見指出:新改擴建的硝化裝置原則上采用微通道等連續硝化生產工藝,進一步提升工藝本質安全水平,管控源頭風險;全流程推廣應用機械化、自動化生產設備設施,實現機械化換人、自動化減人,最大限度地壓減現場作業人員數量。


微通道反應技術因其傳質、傳熱效率高,工藝條件控制程度高,間歇操作變為連續操作,增加原料轉化率,反應選擇性和產品收率,節能環保,放大效應小,節約占地等特點受到硝化工業的青睞。雖然硝化工藝在微通道反應器的應用非常廣泛,但不是所有硝化工藝都適合微反應器。上?;莺突律锟萍加邢薰究偨浝眈R兵博士進行了總結:

1、原料或者產物不能溶解在反應體系中,流動性差的硝化反應不宜采用微通道反應器技術;

2、烷基硝化,合成硝基烷烴。此類反應屬于高溫自由基反應,多以氣相形式發生。雖有專利和文獻報道,但是并非微反應硝化典型案例;

3、羥基、氨基、脲等硝化,合成硝酸酯等。此類反應極其活潑,速度快、放熱劇烈,非常適合微通道反應技術;

4、苯環、雜環類硝化。因芳環上電子云密度的不同(富電子、缺電子等)硝化反應的活性也不相同,微通道反應器技術在芳環硝化中的適用性比較復雜,需要針對不同底物、不同反應體系進行有針對性的分析。其中硝化底物活性直接影響反應速度的快慢,研究表明當 NAI>2.76時,硝化活性太低,該底物硝化在微反應器上可行性不高。


深圳市一正科技有限公司代理的荷蘭Chemtrix微通道反應器產品Labtrix Start,Labtrix S1,GramFlow,KiloFlow,Protrix,Plantrix,3D-Printed,為用戶提供了從研發到生產階段各種用途的連續硝化合成系統。


深圳市一正科技有限公司已與建立的“連續流微反應技術應用聯合實驗室”成功開發一些連續流硝化微反應工藝,如硝酸異辛酯的連續流工藝,有效地解決了硝化反應飛溫爆炸的工藝缺陷,實現了硝酸異辛酯的連續式生產,經過優化,反應時間縮短到12 s,粗品純度達99.5% GC,廢酸降低 50% 。


微通道反應器技術在硝化反應的應用中充分體現了安全、環保、節能、連續化、自動化的優勢。無論美國FDA在醫藥上的推薦,還是國家發改委發布第 29 號《中華人民共和國國家發展和改革委員會令》第 29 號令,《產業結構調整指導目錄( 2019 年本)》的要求,微通道反應器技術在硝化反應中已然呈現出“能用必用”的態勢,也是未來發展的必然趨勢。


參考內容:

1.中國化學品安全協會,《中國化學品安全協會硝化分會正式成立》https://mp.weixin.qq.com/s/cTGMXFqbQcGfVOF_hjGaFA

2. 惠和化德,《微通道反應器技術,助力硝化工藝本質安全改造》,https://mbd.baidu.com/newspage/data/landingshare?pageType=1&isBdboxFrom=1&context=%7B%22nid%22%3A%22news_9313235641776156625%22%2C%22sourceFrom%22%3A%22bjh%22%7D


【一正科技簡介】

作為荷蘭Chemtrix微通道反應器(適合液液氣液快速反應),英國AM連續多級攪拌反應器(適合氣液固多相慢反應),瑞典SpinChem旋轉床反應器(酶催化,固定化酶,催化劑需要回收的反應),澳大利亞CSIRO催化劑固定化連續反應器(適合催化劑固定的連續流反應),比利時Creaflow光催化反應器(氣液固光催化反應),英國C-Tech電化學連續反應器,英國Nitech連續結晶器,德國CINC連續萃取分離器,英國AWL連續過濾器在中國區的獨家代理商和技術服務商,深圳市一正科技有限公司為廣大高校和企業提供連續合成、在線萃取、連續結晶、在線過濾干燥、在線分析等整套連續工藝解決方案。


公司與復旦大學、南京大學、中山大學、華東理工大學、南京工業大學、浙江工業大學、河北工業大學等高校研究機構合作成立微通道連續流化學聯合實驗室,致力于推動連續流工藝在有機合成、精細化工、制藥行業、能源材料、食品飲料等領域的應用,合作實驗室可以為客戶的傳統間歇釜式工藝在連續流工藝上的轉變提供工藝驗證、連續流工藝開發工作,促進制藥及精細化工企業由傳統間歇工藝向綠色、安全、快速、經濟的連續工藝轉變。


公司與荷蘭Chemtrix B.V.在浙江臺州、江蘇南京合作組建了連續流微通道工業化應用技術中心(以下簡稱“工業化技術中心”),旨在打造集連續流微通道工藝開發、中試試驗、工業化驗證、技術交流于一體的綜合性連續流微通道應用技術服務中心,以為廣大生物醫藥企業、化工類企業提供專業、完善的智能化連續流工藝整套系統解決方案及一流的技術服務方案。


公司網址:www.waleadeyemi.com

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