作者：李晓岩  发布时间：2011-05-18

　　文章来源：中国化工报

　　国际上开展微化工技术的研究已有20多年的历史，如美国、德国、英国、法国、日本等发达国家的重要研究机构、高校以及许多公司相继开展了微化学工程与技术的研究。本世纪初，中科院大连化学物理研究所、清华大学、华东理工大学等先后开展了微化学工程领域的基础与应用研究。我国虽然起步较晚，但在研究初期就积极与产业界开展合作，加速微化工技术的产业化进程，在过程放大和系统集成方面积累经验，取得了一些具有国际影响的成果。

　　磷酸二氢铵微反应系统

　　中国科学院大连化学物理研究所研制的用于磷酸二氢铵生产的微化工系统，自2009年4月在中国石油化工股份有限公司催化剂长岭分公司实现工业生产运行以来，目前已稳定运行两年。

　　磷酸二氢铵生产工艺包括液氨稀释、浓磷酸稀释及磷酸二氢铵合成等过程。原有的液氨稀释过程存在严重安全隐患。同时，磷酸二氢铵生成采用大型气体搅拌罐式反应器，放热量大，产生大量含氨尾气，不仅浪费资源、污染环境，而且氨易挥发，增大了过程调控难度。因此磷酸二氢铵生产过程中反应物料的快速均匀混合、反应热的快速转移是保障安全生产和实现节能减排的关键，须从根本上强化反应器内的传递性能和微观混合效果。所开发的具有自主知识产权的磷酸二氢铵生产微化工系统，年生产能力可达8万吨，并且具有系统体积小（微反应器、微混合器和微换热器体积均小于6L）、压降低（小于0.1MPa），移热速度快、响应快、过程连续且易于控制、运行平稳、无振动、无噪音、无废气排放、产品质量稳定等优点，是一种能实现过程强化、安全、高效、清洁的生产设备和工艺。

　　万吨级纳米碳酸钙

　　清华大学化学工程联合国家重点实验室借鉴膜乳化技术，按照多个微通道串并联原理，设计了膜分散式微结构混合器，具有混合尺度易于控制、结构简洁、高效、能耗低和处理量大的特点。如以孔径5微米的不锈钢烧结膜为分散介质，在很大相比范围内相分离可在30 秒内完成，单级萃取效率达95%以上。目前已成功实现了微化工系统在大规模制备单分散纳米碳酸钙中的工业应用，于2005年成功开发了膜分散微结构反应器制备单分散纳米碳酸钙的工业装置，现已建成年产1万吨的微反应生产系统。

　　硝化反应

　　硝化作为一种重要的化工单元过程，早在十九世纪末就已经大规模应用于工业，至今仍是化工过程中最普遍的单元操作之一。工业硝化反应属于快速强放热反应，产物常为有毒、易燃易爆化学品，并且反应过程容易伴有各种副反应。因此，对于工业生产，硝化反应具有极大的潜在危险，容易引发事故，且产物纯度和选择性受到限制。

　　微通道反应器是一种新型反应器，其由微尺度带来的高效传质传热以及易于放大等优点为提高工业生产安全性、实现生产过程强化提供了一种全新的平台。硝酸酯是一种敏感度较高的炸药。为保证反应安全进行，传统醇硝化方法常在-10℃~10℃条件下进行，大规模生产时操作难度大、能耗高，且仍无法完全避免事故的发生。相较于传统反应器，微通道反应器中的压力、温度、停留时间和流率都更容易进行精确控制，极大程度降低了强放热或者具有爆炸性反应的危险性。

　　最近康宁公司也完成了在玻璃材料制造的微反应系统内实现二元醇选择硝化反应的中试规模研究，达到了预定的效果。大连化学物理研究所也开展了硝酸异辛酯合成的实验室规模研究，在25~40℃反应温度下，微通道反应器内的硝化过程能平稳安全地进行，数秒的反应时间内，转化率和选择性均达到99%。

　　以下是该媒体报道地址：http://www.ccin.com.cn/ccin/news/2011/05/18/179394.shtml