微反应器挑战传统的代价有多大微通道反应器作为一类新型设备

引言

微反应器作为

世纪一项革命性的变革技术，在解决目前化工生产中存在的效率低、能耗高、产品质量不稳定、资源浪费、三废排放等问题上，具有显著的优势。作为一项前景十分被看好的技术，产业化的进程却有点缓慢，究其原因，主要是大家对工业化微反应器的前期报价望而却步。接下来和大家一起来算一笔账，理一下思路，看看是否会排除掉大家的些许担忧。

首先来回顾一下微反应器的优势：采用微反应器，反应速率可以是传统设备的

100

倍以上，换热速率是传统设备的

1000

倍以上。通俗点来讲，就是对于一个放热剧烈的反应，反应釜中反应的时候，需要滴加保温，反应时间有可能是十几个小时，而采用效率极高的微反应器，反应时间可以缩短到几秒钟到几分钟。据统计，

20%

的化学反应可以通过使用微通道反应器得到改善。

图

工业化微通道反应器

1 微反应器和传统设备各项对比

假设该工艺的原子转换率为

，原料完全转换为产品，通量和产量为

4000

吨

年。对于工业化微反应器和传统设备的思路对比，分别从设备本身的成本、人工成本、水、电、厂房、三废处理、安全隐患等方面一一列举。

1.1

设备成本

1.1.1

反应釜

立方米的反应釜的液位按照

50%

即

吨（按照水），假设该反应在反应釜中的停留时间是

小时，换算到每小时就是

0.5t/h

的产量。单纯从反应釜本身设备的费用就是

立方米的反应釜的费用。

图

反应釜

1.1.2

微通道反应器

达到

1.1.1

中的通量即

4000

吨

年的微通道反应器，单台通量

4000

吨

年的微反应器即可满足需求。设备费用即通量

4000

吨

年的微反应器的费用。本文中只是介绍一种核算的思路，不涉及具体的价格。

1.2

人工成本

1.2.1

反应釜

使用反应釜的工艺中，操作人员需要固定的操作规程，一般工厂需要倒班工人定期进行巡检，工人的素质水平有限，碰到故障只能按照经验进行各种调节，不能灵活的处理每次的故障。操作反应釜的人工成本需要考虑到所有工人的工资和各种故障维修的专家费用。

1.2.2

微通道反应器

图

反应器自控控制界面

操作微反应器需要操作人员具备高素质，能够操作设备本身匹配的自控系统，灵活处理各种故障，设备本身配有各种报警与自动停车系统，对现场工人的依赖程度较低。同样，操作微反应器的人工成本也是需要考虑到参与各种工段的工人工资之和。

1.3

水、电和厂房

通过

1.1

的设备中设备尺寸的计算，反应釜本身就已经

立方米，占地面积可想而知，相同通量的微通道反应器，只考虑反应部分的体积

平米左右。通过对比，微反应器的厂房占地优势明显。水、电的消耗，主要从溶剂的消耗、废水的生成、反应釜的清洗等方面考虑；电的消耗主要从设备本身的功率方面考虑，

立方米反应釜的耗电量与本身持液量只有

1~2L

的微反应器的小功率泵的耗电量的比较。

1.4

三废处理

通过使用微通道反应器，溶剂的使用量会大幅度减少，相应的后期废液的处理量也会相应减少很多；同样的废气和固体废弃物也会随着溶剂使用量的减少而降低。虽然没有详细的项目数据具体计算三废处理费用的减少，大家可以根据具体的项目情况，具体分析。

1.5

安全隐患

我们实验室已经做过大量的硝化反应、氧化反应、加氢反应等传统设备中危险系数超高的反应类型，将原来的滴加反应改进为秒级的超快反应的同时，可以及时把热量移走和耐高压等优势，将安全隐患降低到约等于

，这类型的安全隐患可不仅仅是用钱可以衡量的。

小结

经过几十年的努力，微反应器在制药、精细化工、石化、聚合物、食品、染料等诸多领域实现了工业化应用。比如，在有机化学领域的硝酸异辛酯、阿司匹林等，并且我们通过上面成本核算思路的一一列举，相信大家会对微反应器更有信心，微反应器工业化的前景会更加光明。

联系人：任经理

移动电话：

15192011572

电话

传真：

0532-81638217

工艺室邮箱：

hggyb@himile.com

设备室邮箱：

hgsbb@himile.com