“只有当不针对某一流程，而针对整套流程采用微化学反应技术时，微化学反应技术才能带来更好的经济效益。”——Helmut Mothes博士，BTS流程技术公司副总裁

在化工流程企业中，有关过程强化的讨论才刚刚起步。过程强化是一种有效节省资源的流程技术吗？它能够使化工产品更新、更加智能化吗？抑或只是一种穿新鞋走老路的技术？

关于“过程强化”的新一轮展示于5月底在DECHEMA德国化学工程和生物技术协会举办。如果怀着紧张的心情参加论坛，像被召唤来的参加者一样，将无法拿出创新性的东西进行展示。然而DECHEMA德国化学工程和生物技术协会的专业信息讲座的成功为所有愿意了解过程强化技术最新信息的人们介绍了这方面的概况，使人们了解了德国大型化学工业企业在这一方面的作为。虽然从原则上讲，这些德国化工巨头的做法有些雷同，但是细细品味却可以体会到他们在细微处各有千秋。

老目标与新方法

目标与新方法来自多特蒙德大学流程工艺技术系的Andrzej Gorak博士认为，人们想利用新的方法来实现原来既定的目标，并指责关于“过程强化可以快速、经济和环保地实现化学和生物技术生产流程效率的提高，保障新产品的质量”是一种传教士式的声明。

“过程强化技术在给我们带来利益的同时也损失了流程设备的自由度。”—— Martin Strohrmann博士，BASF公司流程工艺部副总工程师

对于BTS拜耳技术服务公司流程技术公司副总裁、DECHEMA专业委员会领导人Helmut Mothes博士来讲，过程强化技术最重要的应用是微化学反应技术在纳米和微米级别的微结构效应方面的利用。他认为这种微技术可能带来全新的产品，因为小型微反应塔可以非常有选择性地进行工作。为此，Mothes博士列举了去年BTS公司在合成碳纳米管时成功研发的微化学工艺方法。微反应塔中由大量紧密的纤维构成一个大型分配器，比序批式反应器更加细密，因而在激烈的市场竞争中有着足够的竞争力。BTS公司的另一个目的是使用Ehrfeld公司的模块式Toolbox。BTS公司在几年前就引进了Ehrfeld公司在这方面的技术，一种生产活性药物成分的生产流程研发技术。目前，活性药物成分的生产厂家们一直在努力解决一些药品生产中的问题，例如：如何将试验室中研发成功的药品生产工艺应用到工业化大批量的生产实践中？如何将药品生产的灵活性和低成本合二为一？由于从作出投资决策到实际建造流程生产设备之间的时间越来越短，人们往往还不能够完全了解流程设备中将要生产的产品。这使建造的多功能流程的实际利用率往往只有40%左右。Mothes博士认为，微化学反应技术在这方面有着更好的灵活性，也使得投资检测相对容易一些。目前在BTS公司中正在讨论利用MRT的“按需生产”方案，一种非常适合精细化工企业的流程工艺方案，因为其产量与市场需求的强烈波动十分吻合。

这套被称为Packung Katapak-Svon Sulzer的流程设备可以完成活性蒸馏，在催化塔中沿长度方向配置固定的铁丝网织物。

变小？变好？

过程强化并非缩小流程设备。BASF公司的副总工程师Martin Strohrmann博士说：“过程强化包括了流程的集成和流程的增强两大内容。”典型的流程增强实例是BASIL流程，一种首次在大型化工流程技术方法中使用的离子液体生产技术。这种流程工艺转换技术能够避免固体物质的形成，允许在喷嘴反应塔中使用Konti流程工艺，使得空间-时间效益有了很大提高。所谓的流程集成指的是将不同的流程阶段集成，减少流程工艺的总数量。BASF公司在欧盟项目Insert的范围内获得了成功，将分离塔和反应塔集成在了一起。该项目的重点是：将现代化的分离技术与反应技术集成。这一集成还包括活性蒸馏塔、热交换反应塔和催化反应塔的集成。其中的活性蒸馏技术是医药生产企业中典型的流程工艺技术，在一个反应塔中同时完成活化和材料分离两道工序。这些流程集成技术不仅可以节约流程设备的投资，同时还可以节省流程设备的运行费用。另一个流程集成的实例是补偿式吸收塔，它至少可以替代两座补偿吸收式的蒸馏吸收塔，从而节约流程设备投资和设备运行。BASF公司从1985年就开始将补偿式吸收塔投入运行了。Gorak博士在谈到这一流程集成时说：“尽管已经进行了新的过程强化，化学工业的医药生产领域还是有许多可以集成的流程工艺技术，例如在活性萃取和活性吸附流程中。”

利弊同在

可以肯定的一点是，人们对各种有效的流程设备和可靠的流程工艺方法都要打一个分数，评判好坏。BASF公司的Strohrmann博士也补充说道：“过程强化技术在给我们带来利益的同时也损失了流程设备的自由度。”在将两个通用流程设备集成后，例如将萃取和蒸馏集成后，这两个活性反应过程只能在一个反应器中完成。

微化学反应技术领域虽然捷报频传，但并非所有的捷报都完美无缺。Mothes博士说：“只有当不针对某一流程，而针对整套流程采用微化学反应技术时，微化学反应技术才能带来更好的经济效益。”同时，由于微化学反应的速度极快，使得微化学反应的控制也比较困难，难以精确地控制预反应准备时间和产品的分流。

西门子公司最新的软件系统Siprocess是否能够解决流程企业中的这些问题，我们还将拭目以待。在本年度的ACHEMA展览会上展出的第一代软件包括了10个化工合成所需的软件包，可以在Simatic PCS 7平台下运行。该系统还必须接受实际应用的考验。到目前为止，各种创新性流程工艺技术，例如微化学反应技术和过程强化技术等等，都还需要进一步验证。“微化学反应技术和过程强化技术还需要相应的观念转变”，Mothes博士说。

可替代能源的应用

在讨论有关过程强化的问题时，也涉及到了可替代能源的问题。讨论中涉及到的可替代能源包括：超声波、微波、氢燃料电池技术和电场。在这些可替代能源中，超声波和微波在化学和物理流程工艺中的应用是最有价值的，但反应塔/反应过程必须按照非传统能源波长的特性匹配。微波适合于在干燥流程、清除残留物质、脂化反应和分解反应时使用。而典型的超声波应用是除气、催化反应塔的清理过程。莱比锡大学的非传统化学研究所正努力加强对化工领域中微波和超声能源利用的研究，并为这两种能源的应用提供了多种不同的设施方案。