分析：未來涂企或轉(zhuǎn)向“微化工技術(shù)”生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)模式

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反應(yīng)器、分離器等化工設(shè)備是化工生產(chǎn)過程的硬件基礎(chǔ)，與整個(gè)過程的安全、能耗和效率密切相關(guān)。總的來說，目前國(guó)際上化工設(shè)備的發(fā)展趨勢(shì)呈現(xiàn)兩極化，即大型化和小型化。

大型化設(shè)備主要針對(duì)石化或煤化工等大化工過程，目前我國(guó)高性能的大型化工設(shè)備仍主要依賴進(jìn)口，其研發(fā)生產(chǎn)自主化已經(jīng)受到了各界關(guān)注。但除了大型化工企業(yè)外，我國(guó)還遍布著數(shù)以萬計(jì)的中小型化工企業(yè)，適用于這些中小化企的小型化設(shè)備、微化工技術(shù)也應(yīng)大力發(fā)展。

由于人才匱乏和經(jīng)費(fèi)投入不足，我國(guó)中小化企普遍存在著化工過程技術(shù)和裝備落后等問題，導(dǎo)致過程效率低、能耗高、污染重、產(chǎn)品質(zhì)量差。特別是在新設(shè)備、新過程設(shè)計(jì)放大和過程調(diào)控方面存在許多問題，化工生產(chǎn)過程安全性也較差，難以適應(yīng)可持續(xù)發(fā)展的需要。能否有效解決這些問題，已成為我國(guó)化學(xué)工業(yè)尤其是中小化企實(shí)現(xiàn)新型工業(yè)化和跨越式發(fā)展的關(guān)鍵。

近20年來，化工過程強(qiáng)化技術(shù)的發(fā)展給相關(guān)化工行業(yè)注入了新的動(dòng)力和活力。微化工技術(shù)兼具過程強(qiáng)化和小型化的優(yōu)勢(shì)，并以其傳熱傳質(zhì)性能優(yōu)異、安全性好、過程易于控制和直接放大等特點(diǎn)，可顯著提高過程的安全性和生產(chǎn)效率，快速推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室成果的實(shí)用化進(jìn)程。正因?yàn)槿绱?，微化工技術(shù)已經(jīng)引起了學(xué)術(shù)界與工業(yè)界的高度重視，被認(rèn)為是21世紀(jì)化工產(chǎn)業(yè)的革命性技術(shù)。

目前，拜耳、巴斯夫、瑞士龍沙、美國(guó)康寧等公司已經(jīng)相繼成立了專門負(fù)責(zé)微化工技術(shù)的部門，研發(fā)并推廣其微型化工設(shè)備產(chǎn)品。國(guó)內(nèi)一些科研機(jī)構(gòu)在微反應(yīng)技術(shù)方面也取得了重要進(jìn)展。如大連化物所開發(fā)的微通道反應(yīng)技術(shù)已實(shí)現(xiàn)8萬噸/年磷酸二氫銨生產(chǎn)的工業(yè)運(yùn)行、5000噸/年氫氧化鎂阻燃劑中試和萬噸級(jí)石油磺酸鹽生產(chǎn)的工業(yè)示范運(yùn)行試驗(yàn)。全球涂料網(wǎng)了解到清華大學(xué)化學(xué)工程聯(lián)合國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，成功開發(fā)出萬噸級(jí)膜分散微結(jié)構(gòu)反應(yīng)器制備單分散納米碳酸鈣和15萬噸/年濕法磷酸凈化的工業(yè)裝置。這些充分證明了微化工技術(shù)在工業(yè)規(guī)模應(yīng)用上的可行性和優(yōu)越性。

在“十三五”時(shí)期，化工行業(yè)應(yīng)更關(guān)注于提高過程效率，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排、綠色化和安全生產(chǎn)，在設(shè)備小型化和微化工技術(shù)方面應(yīng)加快取得突破。

在分離領(lǐng)域可優(yōu)先關(guān)注兩方面：一是設(shè)計(jì)具有新型高效分離效率的精餾設(shè)備內(nèi)構(gòu)件和分離填料;二是開發(fā)具有高透量、高選擇性的新型膜分離材料。在反應(yīng)器領(lǐng)域可優(yōu)先關(guān)注微反應(yīng)器、超重力等新型高效反應(yīng)設(shè)備的開發(fā)與推廣應(yīng)用。對(duì)于微反應(yīng)器而言，可重點(diǎn)針對(duì)精細(xì)化工領(lǐng)域開展應(yīng)用示范研究，如傳統(tǒng)化工技術(shù)的更新?lián)Q代(包括傳統(tǒng)反應(yīng)設(shè)備難以實(shí)現(xiàn)的新的反應(yīng)過程開發(fā))，關(guān)注磺化、硝化、氯化、氧化、過氧化、酰胺化、重排等典型強(qiáng)放熱和易燃易爆的氣—液和液—液反應(yīng)過程，以及納米材料可控制備等。

“十三五”期間，我們需加強(qiáng)力量攻克微反應(yīng)技術(shù)難點(diǎn)，包括微反應(yīng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)和先進(jìn)制造技術(shù)、系統(tǒng)智能控制技術(shù)以及微反應(yīng)器防腐防堵塞技術(shù)等。因此，需要加強(qiáng)微化學(xué)工程與技術(shù)的基礎(chǔ)與應(yīng)用基礎(chǔ)研究，解決微化學(xué)工程與技術(shù)領(lǐng)域的關(guān)鍵共性科學(xué)問題。在國(guó)家層面上，應(yīng)加大力度向企業(yè)推廣微反應(yīng)技術(shù)，以及其他可實(shí)現(xiàn)化工過程強(qiáng)化、過程安全和節(jié)能減排的先進(jìn)化工技術(shù)。

微化工技術(shù)的成功開發(fā)與應(yīng)用將對(duì)整個(gè)化學(xué)化工領(lǐng)域產(chǎn)生重大影響。在“十三五”時(shí)期，微反應(yīng)技術(shù)有望在精細(xì)化工、納米材料以及基于微反應(yīng)技術(shù)的新過程等領(lǐng)域獲得廣泛的應(yīng)用。