利用康寧G1反應器高效傳質和傳熱的特點解決該硝化反應過程的高溫、安全和反應效率問題,反應后期階段則選用夾套反應釜來進行。
該混合工藝“短、平、快"地達到了小規模生產的目的。使用連續流技術,硝酸和硫酸用量均降低約30%左右,反應時間從6h縮短到1min,且產品純度從97-98%提到到了>99%,實現了數百公斤的產品的生產和交付。
一.“短、平、快"的微通道反應器+釜式反應器的混搭—硝化反應案例
二.簡單低成本的微通道反應器+自制光源混搭—光催化反應案例
該反應是一個光催化的E/Z構型翻轉反應。由于康寧G1玻璃反應模塊是由具有高穩定性和光學特性的康寧玻璃制成,可以靈活搭配各種光源,周博士團隊將自購Led燈帶纏繞在康寧G1玻璃反應器上提高了反應效率(間歇釜:6hv.s.連續流:10min)和反應收率(提高10%)。
三.微通道或固定床,實現連續催化加氫項目的工藝探索
微通道反應器與其它設備聯用,結合不同設備的優勢,解決進料、反應或后處理中的實際問題是連續流工藝開發的主要思路之一。
微通道工業化主要包括連續攪拌槽反應器、柱塞流反應器、微通道反應器、連續微波反應器等系統,而目前發展比較活躍的微(通道)反應技術在的應用越來越廣泛。
微通道技術發展迅速,通過對通道形狀的設計通道尺寸已經延展到毫米級,且能保持微反應器特性以滿足工業化生產的需求,同時實現“尺寸放大”和“數增放大”結合,尤其適用多相難混合、強放熱、難控制的快反應、及中間體不穩定、易燃易爆反應。目前康寧微通道的材質主要有玻璃、碳化硅陶瓷及金屬,主要設備供應商來源于歐洲,國內的一些高校在微反應技術方面有一些研究,同時也帶動了一些企業進入了微反應器技術的行業。
綠色化工不僅將為傳統化學工業帶來革命性的變化,而且必將推動綠色化工工業、綠色能源工業和綠色農業等新興領域的建立和發展,而綠色工藝技術是指在化學過程中運用新材料、新技術和新設備,減小設備體積或增加設備生產能力的一種、節能、清潔的新技術。康寧微通道正是一種體積小,效率高,安全又節能的化學反應新設備。
微通道設計,傳質效率是釜式反應釜的10到100倍以上,提高非均相反應的混合效率;換熱層使得單位面積的換熱效率是普通釜式反應釜的1000倍以上,可以控制反應的溫度。進料系統流速從15到250毫升/分鐘,流速范圍廣,既可用于實驗室研發也可用于80噸年通量的小規模生產,滿足公司不同的需求。
康寧微通道工業化可視性強,易于清潔,可用于光化學反應,可以實現-60°C至+230°C溫度范圍內,壓力小于18bar的合成反應;實現大部分液液非均相及氣液相條件下的反應。該反應器具有固體處理能力,也可用于氣液固三相反應。