精细化工安全管理微反应技术的应用

时间：2021-07-12 13:55:46 admin

　　精细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。未来在医药和精细化工行业中，这项技术的发展具有非常大的上升空间。

精细化工安全管理微反应技术的应用

　　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5000t/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。吴巍等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。郑亚峰研究发现，在载体的表面涂覆α-Al2O3，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5000h-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。表1显示了几种可燃气体和爆炸性气体的临界直径与微反应器的特征尺寸之间的比较情况。

　　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.

　　[3]王敏，宋志国.绿色化学化工技术[M].北京：化学工业出版社，2012.

　　[4]刘建华.微通道反应器在硝化反应中的应用[D].南京：南京理工大学，2016.

　　作者:马凯王茂祥韩传茂陈德平单位:安徽省应急管理科学研究院

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