理想的反应器

作者:本网编辑 发布时间:2013-03-07

化工行业是欧洲第三大制造业,充满了竞争压力和相关的环境立法规定,目的在于不断督察工厂的制造及加工技术。寻找更安全、更清洁、更节能的制造工艺,成为行业内首要关注的问题和不断提升的挑战。

反应器是化学加工过程中至关重要的部分。在这个过程中,反应物被转化为更有价值的产品。传统的制造方法是在搅拌式反应釜中缓慢、分批地混合反应物。这在大多数精细和特殊化学品的制造过程中,仍然是普遍流行的生产方式,但该方法存在严重的弊端。

标准的反应釜很少能够完全适合于化学反应。对温度变化的反应缓慢,以及对反应物的搅拌不够均匀是其中的典型弊端,因而常常导致产品质量差、能量利用不充分,甚至产生不需要的副产品。

批量式反应器在一定程度上解决了部分问题。“批量式反应器的设计简单,并且易于操作”,Perstorp特种化学产品集团的技术专家Oleg Pajalic先生说道,“不过,在从实验室中型规模,到完全生产规模的升级过程中仍然存在问题,因为要从小规模扩展到大规模,将搅拌进行复制仍然存在着困难。存在于批量式反应器中的另一个问题是,温度控制往往不能令人满意。而这两个问题用平板式反应器解决方案都可以得到解决”。

开发中的广泛合作

Alfa Laval公司开发了一种基于平板概念的新型反应器。新型Alfa Laval平板式反应器是一种连续反应器,可应用于诸多领域。

“我们已经意识到了生产中存在的那些问题,并希望能够满足对更安全、更清洁、更节能的生产流程的不断增长的需求,” Alfa Laval公司平板式反应器技术经理Carina Resare先生说道。“我们与在开发该解决方案方面拥有领先技术的高校密切合作,而我们与客户的合作,以及他们给我们提供的在实际加工过程中对设备的测试,也是至关重要的。没有这些合作伙伴的支持和承诺,我们也不可能获得成功。”新型平板式反应器使得从实验室到全面生产的升级能力大大得到了提高。因此,流程开发和产品上市的时间可以大大缩短。“举例来说,一家制药公司有可能因此而每天额外增收百万欧元,这是完全可以实现的,”Resare先生估测说。

高能效、更安全的结果

新型平板式反应器是高能效的,因为它具有很好的控制能力,可以应用于高浓度的反应物,从而减少高达70%的能量消耗。

在化学应用中,安全是非常重要的。某些反应物对热量和压力比较敏感,将爆炸的危险降低到最低程度是至关重要的。新型平板式反应器能够最大限度地降低危险,因为与一个批量式反应器相比,它能减小高达99%的反应物体积。此外,较少的废物量和大量的能源节约,都具有十分重要的环保意义。

Barry Johnson博士是Alfa Laval公司平板式反应器技术的化学和流程开发经理,主持公司实验室的开发和试验工作。“在一个经过几小时的特殊反应过程中,我们能够对范围广泛的反应条件进行调查,探索不同的反应器的配置,从而实现产品收益率等于或高于传统的批量处理的价值,”他骄傲地说道。“该设备提供了一个理想的环境,使实验室的化学家、开发工程师和生产工程师在反应的早期开发阶段能够共同分享信息和目标,从而在一个较短的时间内建立起一个健全的反应过程”。

Astra Zeneca是一家世界领先的制药公司,2001年起开始接触新的反应器技术。其公司流程研发部经理Bj?rn Gregertsen先生说:“技术解决方案已经有了,我们对它也非常感兴趣,但我们需要能够进行非常小批量的处理,从而以合理的成本对新技术进行评估,所以我们支持Alfa Laval对它的小型实验室反应器的开发。”

Gregertsen先生认为传热性差和冷却不足是批量式反应器的主要问题,“Alfa Laval的平板式反应器使我们能够处理传统技术无法处理的反应”,“这项技术使我们能够以一种可控制的安全方式处理特殊的高能反应,它为我们打开了新的机遇。”

Perstorp的前景试验

Alfa Laval已经与Perstorp公司建立了合作关系,这是一家在特殊化学品市场中处于世界领先水平的企业。“我们已经共同开发了适合我们需要的试点规模的平板式反应器的替代方案”,Perstorp公司技术专家Oleg Pajalic先生说,“Alfa Laval的新技术,主要是用于流程强化。这是指缩小规模的设备、更好地利用能源,改变流程的可能性,减少由于改善反应选择性引起的废品量。这些都是我们在选择技术时要考虑的因素。”

最近,Perstorp公司对新的平板式反应器进行了试验,Pajalic先生表示,试验结果大有潜力。他指出,在一个工业过程中,改变技术需要较长的时间和大量的努力,并且这种改变需要耐心。他还强调了每一个放大步骤全面开发的重要性,以避免问题和意想不到的事件发生。

“我们在选择新的设备方案时,将继续考虑新的技术,并将它与传统的批量式反应器进行比较。这意味着,我们将对平板式反应器进行试验,寻找合适的应用方案,当能够证明它的确有利于我们的生产操作时,我们会使用它。我们希望与Alfa Laval密切合作,并希望在升级程序和设备的设计与试验中得到他们坚定的支持,以满足我们的要求”,Oleg Pajalic先生总结说。

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