試論連續(xù)化生產(chǎn)在精細(xì)化工領(lǐng)域中的應(yīng)用

黃繼剛

摘 要：精細(xì)化工領(lǐng)域中，連續(xù)化生產(chǎn)已經(jīng)獲得一定發(fā)展，卻受限于以往間歇生產(chǎn)模式，操作復(fù)雜、單元反應(yīng)多，導(dǎo)致實(shí)施連續(xù)生產(chǎn)難度大。基于此，文章以精細(xì)化工領(lǐng)域中連續(xù)化生產(chǎn)必要性為切入點(diǎn)，分析連續(xù)化生產(chǎn)能夠降低生產(chǎn)能耗、優(yōu)化工藝技術(shù)，以此為基礎(chǔ)，提出連續(xù)化生產(chǎn)應(yīng)用措施及前景，從而為相關(guān)工作者提供參考。

關(guān)鍵詞：精細(xì)化工領(lǐng)域;連續(xù)化生產(chǎn);應(yīng)用

前言：

在我國經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展下，染料、醫(yī)藥、日用化工、農(nóng)藥等精細(xì)化工行業(yè)世界總量規(guī)模排名不斷上升，技術(shù)水平和發(fā)達(dá)國家卻仍有差距，主要是精細(xì)化工產(chǎn)品種類多，生產(chǎn)過程復(fù)雜，多采取間歇法進(jìn)行生產(chǎn)，以人工操作方式，未能優(yōu)化生產(chǎn)工藝參數(shù)，即便產(chǎn)品產(chǎn)量較低，卻仍存在較高能耗情況。因此，精細(xì)化工領(lǐng)域應(yīng)合理應(yīng)用連續(xù)化生產(chǎn)技術(shù)，對生產(chǎn)環(huán)節(jié)進(jìn)行改造優(yōu)化，優(yōu)化工藝參數(shù)，提高生產(chǎn)質(zhì)量及效率。

一、精細(xì)化工領(lǐng)域中連續(xù)化生產(chǎn)必要性

1.降低生產(chǎn)能耗

精細(xì)化工生產(chǎn)中，不同反映體系對于傳熱傳質(zhì)具有不同要求，采取連續(xù)化生產(chǎn)，應(yīng)用不同類型反應(yīng)器，以此適應(yīng)多種反映體系，能夠顛覆傳統(tǒng)生產(chǎn)過程，提高生產(chǎn)選擇性及轉(zhuǎn)化率，能夠降低物耗。而自動(dòng)化反映及固液分離、萃取、分相等處理技術(shù)，也能節(jié)省產(chǎn)品處理能耗。通過各單元處理及優(yōu)秀手工藝，能夠解決環(huán)保問題，改變以往間歇生產(chǎn)的污染物無組織排放，無需對生產(chǎn)外的高物耗、高耗能的廢液、廢氣進(jìn)行處理。

2.優(yōu)化工藝技術(shù)

精細(xì)化工采取傳統(tǒng)間歇生產(chǎn)方式，等同于放大的實(shí)驗(yàn)室工藝，生產(chǎn)裝置也等于放大實(shí)驗(yàn)室，難以體現(xiàn)工程化技術(shù)。而根據(jù)不同產(chǎn)品、工藝過程，采取現(xiàn)金工程技術(shù)，對工藝過程加以優(yōu)化，配置成套自動(dòng)化裝置，摒棄低水平工藝設(shè)備，使得裝置規(guī)模化、科學(xué)化發(fā)展，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)操作，隔離了物料、設(shè)備與人員，自動(dòng)化手段面對意外情況能夠輕松應(yīng)對，保證設(shè)備與人員的本質(zhì)安全，避免間歇生產(chǎn)產(chǎn)品品質(zhì)不穩(wěn)定的情況，加強(qiáng)用戶認(rèn)同度，生產(chǎn)環(huán)境更為整潔優(yōu)良，減少勞動(dòng)力能耗。

二、精細(xì)化工領(lǐng)域中連續(xù)化生產(chǎn)的應(yīng)用

1.反應(yīng)工程連續(xù)化

在傳統(tǒng)間歇生產(chǎn)中，反應(yīng)釜作為常見反映設(shè)備，如同萬能設(shè)備，適用于大部分反應(yīng)過程，導(dǎo)致人們考慮反映工程中，首先會(huì)想到反應(yīng)釜。而此種想法不正確，合成物品千差萬別、千奇百怪，包含醫(yī)藥產(chǎn)品、基礎(chǔ)原料、染料、農(nóng)藥等，合成條件要求也有所差異，本質(zhì)核心內(nèi)容則是傳熱和傳質(zhì)，良好傳熱和傳質(zhì)是確保反映的前提，應(yīng)做好反應(yīng)器選擇工作。例如，人們反映主要是以滴加方式確保反應(yīng)溫度，滴加物料局部必然會(huì)超溫，測量儀表數(shù)值僅展示物料混合后溫度，導(dǎo)致工作人員難以了解接觸物料區(qū)的局部溫度，及該區(qū)域由于局部溫度、濃度提高造成的副反應(yīng)情況，如果利用某種方式加快設(shè)備傳質(zhì)，減少局部濃度較高情況，可改善反應(yīng)結(jié)果。而反應(yīng)釜不屬于最佳傳熱、傳質(zhì)設(shè)備，需優(yōu)化工程技術(shù)，實(shí)現(xiàn)連續(xù)化反應(yīng)工程，可選用雙回路本社循環(huán)反應(yīng)器，不僅能夠解決傳熱、傳質(zhì)問題，還能提高反映效率，實(shí)現(xiàn)連續(xù)化生產(chǎn)。

連續(xù)化反應(yīng)能夠?qū)r(shí)間向空間轉(zhuǎn)化，間歇反應(yīng)中應(yīng)用反應(yīng)釜，相同釜內(nèi)時(shí)間不同，物料狀態(tài)也有所差異，從最初反應(yīng)物含量至最終產(chǎn)物濃度均較高;連續(xù)反映則是相同空間中，任意時(shí)間產(chǎn)物和反應(yīng)物濃度恒定。例如，試管反應(yīng)器應(yīng)用中，初始盡管位置如同反應(yīng)釜初試時(shí)間，中間位置為釜內(nèi)中間反應(yīng)時(shí)間，末端則是終了時(shí)間，不同階段物料，連續(xù)反映空間點(diǎn)等于間歇反映時(shí)間點(diǎn)。常見反應(yīng)器根據(jù)類別可劃分為微、管、塔、釜通道，外觀而言存在長徑比差異，釜長徑比是1-3，塔式3-100，管使100-106，微是106以上，越大長徑比，傳熱、傳質(zhì)效果更好，卻降低了多相體系適用性，相反適用性廣。工程技術(shù)中，必須加強(qiáng)對反應(yīng)過程的認(rèn)知，研究反應(yīng)機(jī)理，方能選擇恰當(dāng)反應(yīng)器類型及結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)連續(xù)化反應(yīng)生產(chǎn)。

2.部分工程連續(xù)化

在精細(xì)化工生產(chǎn)中，連續(xù)化生產(chǎn)需根據(jù)產(chǎn)品工藝禪意，通過特殊設(shè)備結(jié)構(gòu)解決工藝問題，需明確工藝和設(shè)備之間關(guān)系，以設(shè)備解決工藝、技術(shù)問題。涉及技術(shù)包含連續(xù)加氫反應(yīng)、連續(xù)硝化反應(yīng)、連續(xù)氯化反應(yīng)、連續(xù)氨化反應(yīng)、連續(xù)酯化反應(yīng)、真空精密精餾技術(shù)、分步結(jié)晶技術(shù)、連續(xù)重氮化水解技術(shù)等。以連續(xù)加氫技術(shù)中的銓酮加氫為例，不僅能加氫成醇，也能加氫成烴，通過Pt催化劑實(shí)現(xiàn)劇烈氫解，室溫下骨架Co、Ni對羥基具有良好活性，提高反應(yīng)溫度后，會(huì)出現(xiàn)氫解問題，工業(yè)上常用負(fù)載在硅藻土的、火星弟的Co催化劑與Ni催化劑。

3.處理工程連續(xù)化

在后續(xù)處理中，以往工藝研究通常將其忽視，實(shí)際工廠生產(chǎn)中，后處理過程卻通常是排放污染物多、收率損失高、投資大、安全隱患大的環(huán)節(jié)，需要做好連續(xù)化后處理工程。工作人員通常了解固液分離連續(xù)化、徑流分離連續(xù)化、萃取洗滌連續(xù)化、干燥過程連續(xù)化，對后續(xù)工藝處理，減少排放污染物、消除廢氣，則需要諸多有目的、積累深厚的工程技術(shù)與理論為依托，巧妙思路為引導(dǎo)，以達(dá)到減排、節(jié)能，促進(jìn)收率提高的效果。

三、精細(xì)化工領(lǐng)域中連續(xù)化生產(chǎn)的應(yīng)用前景

1.應(yīng)用優(yōu)缺點(diǎn)

在精細(xì)化工領(lǐng)域中，連續(xù)化生產(chǎn)應(yīng)用能夠提高裝置、設(shè)備運(yùn)行效率，減少產(chǎn)品成本，提高生產(chǎn)效率，還能及時(shí)發(fā)現(xiàn)裝置、設(shè)備問題，以報(bào)警或預(yù)警方式，保證人員能夠及時(shí)處理維修，確保產(chǎn)品安全及生產(chǎn)效率。但是，精細(xì)化工領(lǐng)域的連續(xù)生產(chǎn)技術(shù)、設(shè)備仍有不足，出現(xiàn)投擾動(dòng)大，需要手動(dòng)調(diào)節(jié)，或是控制參數(shù)不易整定，設(shè)備建設(shè)成本高等因素，對精細(xì)化工生產(chǎn)造成嚴(yán)重制約。

2.優(yōu)化生產(chǎn)過程

精細(xì)化工企業(yè)為保證生產(chǎn)效率滿足社會(huì)需求，必須將自動(dòng)化控制和連續(xù)生產(chǎn)有機(jī)結(jié)合，鼓勵(lì)人員參與到生產(chǎn)全過程監(jiān)控中，加強(qiáng)改革連續(xù)生產(chǎn)及控制系統(tǒng)，制定研發(fā)方案，控制計(jì)算參數(shù)過程，實(shí)現(xiàn)精細(xì)化、連續(xù)化管理生產(chǎn)。

總結(jié)：綜上所述，經(jīng)濟(jì)全球化對精細(xì)化工生產(chǎn)質(zhì)量、效率提出更高要求，精細(xì)化工企業(yè)應(yīng)以生產(chǎn)技術(shù)為切入點(diǎn)，通過連續(xù)化生產(chǎn)技術(shù)，推動(dòng)精細(xì)化工企業(yè)實(shí)現(xiàn)良好發(fā)展。因此，精細(xì)化工領(lǐng)域，可將連續(xù)化生產(chǎn)用于反應(yīng)工程、部分工程及處理工程中，明確應(yīng)用優(yōu)缺點(diǎn)，優(yōu)化生產(chǎn)過程。

參考文獻(xiàn)：

[1].連續(xù)化是化工生產(chǎn)的必經(jīng)之路[J].現(xiàn)代化工，2019，39（05）：250.

[2].湘園化工助力高性能熱塑性聚氨酯的連續(xù)化生產(chǎn)技術(shù)[J].聚氨酯工業(yè)，2018，33（04）：45.

[3]施朝鋒.連續(xù)化生產(chǎn)在精細(xì)化工領(lǐng)域中的應(yīng)用[J].中國化工貿(mào)易， 2019，011（029）：149.