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江苏化工网 行业资讯 科研信息 科技功效 新型微通道反映器体系关头手艺立异及其财产化利用
新型微通道反映器体系关头手艺立异及其财产化利用
  宣布日期:2017-12-24

常州大学和江苏迪源紧密仪器科技无限公司持久努力于持续流化学反映工艺、药物中间体绿色分解、传统化工进程优化与耦合、勾当化学及动力学、持续反映器设想开辟等研讨的反映工程手艺中间和绿色工艺推行平台。研讨中经由进程分解反映的动力学阐发、工艺设想与优化,流体勾当和相间打仗的布局化及效应的研讨与设想,摹拟阐发了微标准下物料的传质、传热与流体勾当等行动。经由进程微流场下进程耦合对反映进程的强化节制研讨,反映进程与体系多标准布局的全体行动和优化,研讨了以进程效力和产物机能为方针的反映器/进程设想、节制和优化体例。

团队协作发了然以量产化的新型持续流微通道反映体系为焦点的工艺手艺和反映设备,胜利利用于多种系列硝化产物的高效分解和范围化宁静出产,反映可控性大大晋升,反映效力明显加强,风险性明显下降,单元体积出产装配的产能成倍增添,大幅度下降废水的发生量。与传统釜式工艺比拟,更新了反映操纵体例,接纳完整持续化体例,完成了进程持续化主动节制,防止了传统硝化出产易爆炸、产物品德不不变和宁静性挑衅,传质、传热效力获得大幅度的进步。与传统间歇工艺比拟,在强化传热、传质、环保和宁静方面有着靠得住的保证,经由进程进程强化、切确控温和增添反映持液量等手艺手腕大幅度增添了废酸的发生,出产才能获得明显的进步。本名目研发的微通道反映器具备强传质和传热前提,可强化反映前提使反映在短时候内完成,反映器的宁静特点高,反映区持液量少,无不不变中间体残留,体系封锁,缩小效应微小,副反映少,收率较高,可切确节制反映,进步产物量,节能减排,节流厂房,能疾速应答市场变更等特色,完成化工进程的高效化、微型化和绿色化。

研制发了然完整国产化的高通量金属微通道反映器设备手艺,通道直径(5~10mm)、换热面积大(2500m2/m3)、传热系数高(1700kW/m3K)、操纵温度范围宽(-100℃~350℃)、耐压机能好(10MPa)和夹杂结果佳、耐侵蚀性强等特色,反映器换热比外表积晋升1000~5000倍,设备出产才能晋升100倍以上。经由进程多少微型全混流单元(multi-CSTR)的串连设想,完成了差别物料之间的高效夹杂,处置了持续流完整夹杂反映器(CSTR)模子和抱负推流反映器(PFR)模子在现实装配运转中难以降服的夹杂不均、层流、返混等题目,特别合用于以硝化、氧化、磺化等液-液非均相为主体的持续流反映工艺。课题组经由进程立异性研讨设想将传统反映器的三维属性做扁平化、二维化处置,完成了反映器换热比外表积的大幅度晋升,是传统釜式装配的1000~5000倍,完成了反映物料和换热介质之间的高效换热。经由进程对微通道反映器全体布局的整体设想、模块化处置、设备材质的公道搭配,使得本反映器手艺具备广谱的耐侵蚀才能和杰出的耐温耐压才能,经由进程对微反映器内通道尺寸的过度缩小拓展设想,易于完成量产化出产利用。

研制发了然一种以316L不锈钢(SS316L)、哈氏合金(HC22或HG35)和复合金属材质-不锈钢复合薄层钛(Ti)、金(Au)、铂(Pt)等金属资料加工成的的金属高通量微通道反映器,包含竹节状、脉冲变径和小通道微布局的特点尺寸模块,具备广谱的耐侵蚀才能和杰出的耐温耐压才能,经由进程对微反映器内通道尺寸的过度缩小拓展设想,易于完成量产化出产利用(1000吨~50000吨/年处置量),突破了美国康宁公司Corning Inc、德国美茵兹IMM等外洋手艺把持,有用地处置传统釜式反映器存在的传质、传热结果差的题目,极大地进步财产化出产的效力,增添了“三废”排放。

研制发了然合用于差别微流场状况下的持续化反映工艺、反映器勾当模子仿真手艺、多模块自组装工艺、硝化深度节制手艺、超声-反映耦合手艺和废酸绿色处置手艺等多种关头手艺,完成关头资料范围化、关头设备成套化和洁净化宁静出产。开辟无需缩小便可用于财产化出产的硝化、氯化、氧化新工艺,进步了产物挑选性,处置了三废排放题目,进步了工艺的宁静性和经济性,完成了化工进程的高效化、微型化和绿色化。

课题组将其开辟的以量产化的持续流高通量微通道反映体系为焦点的工艺手艺和反映设备利用,经南京大学、北京化工大学、微谱手艺等权势巨子机构阐发检测,硝基胍产物纯度为99.9%,对硝基氯苯产物纯度为99.8%,1,5-二硝基萘产物纯度为99.5%,1,8-二硝基萘产物纯度为93.6%,苯甲醛产物纯度为99.2%,烷基化油产物辛烷值97.9,产物目标均知足企业的出产手艺请求。该手艺功效经由进程中国煤油和化学财产协会构造的科技功效判定,自立研制了具备高效传热、传质功效的毫米级微通道布局模块,竹节状、脉冲变径、小通道等微通道布局,接纳差别材质制作了系列的完整国产化的微通道反映器体系,该微通道反映器能够柔性组合,在硝化、氧化、氟化、磺化、烷基化等非均相反映中获得利用,胜利地处置了强放热、易爆炸等宁静性题目,建成了20余套差别范围的财产出产装配,完成了硝基胍、硝基氯苯、二硝基萘、己二酸、生物柴油、溴代叔丁烷、环氧脂肪酸甲酯、环氧氯丙烷、硝酸异辛酯等20多种化工产物持续化宁静高效出产。完胜利效转化名目10余项,已在医药、染料、化工中间体行业科技功效转化并成立了千吨级~万吨级财产化树模装配,为企业增收资金累计达20亿元,新增利润3.7亿元。产物经检测和多家用户试用,手艺目标均知足企业的出产手艺请求。工艺出产进程不变,“三废”排放少,处置后可到达环保排放请求。经查新所设想的微通道布局、反映器体系及其设备、非均相反映利用范畴等均具备立异性和宁静性,研讨功效整体手艺到达国际进步前辈程度。

该名目经江苏省化工行业协会和江苏省化学化工学会停止功效推介,整体手艺达国际进步前辈,可鼎力推行利用和功效转化,不时进步行业设备程度。经由进程中国煤油和化学财产协会构造的功效判定4项,达国际进步前辈程度。请求国度发现专利55件,此中受权22件,颁发学术论文23篇,获省部级二等奖3项,三等奖2项,第十三届“挑衅杯”天下大先生课外学术科技作品比赛特等奖1项,第九届“挑衅杯”创业打算大赛金奖1项,第十届“挑衅杯”创业打算大赛金奖1项,中国消息网、国民日报、光亮日报、科技日报、江苏教导网等多家媒体报道了本名目相干使命。


  

不锈钢金属微通道反映器                                哈氏合金金属微通道反映器


  

金属微通道反映器(IFR反映器)体系

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