精細(xì)化工是我國國民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)之一，在2021年我國精細(xì)化工行業(yè)總產(chǎn)值已突破5萬億元，占全球市場比例也上升至60%以上。然而我國的精細(xì)化工企業(yè)普遍存在自動化程度低、生產(chǎn)工藝落后的問題，造成近年來安全事故頻發(fā)，讓公眾“談化色變”。國家和地方出臺了一系列政策加強(qiáng)對精細(xì)化工生產(chǎn)中涉及危險化工工藝的監(jiān)管力度，并推出政策引導(dǎo)企業(yè)使用新型工藝技術(shù)提高化工生產(chǎn)的安全、環(huán)保水平和畝均經(jīng)濟(jì)效益。例如，2020年國務(wù)院安委會印發(fā)了《全國安全生產(chǎn)專項(xiàng)整治三年行動計劃》，明確了2個專題實(shí)施方案、9個專項(xiàng)整治實(shí)施方案，對于涉及危險化學(xué)品和危險化學(xué)工藝的企業(yè)要進(jìn)行嚴(yán)格管控。

精細(xì)化工生產(chǎn)中重點(diǎn)監(jiān)管的危險工藝

微化工技術(shù)作為精細(xì)化工產(chǎn)業(yè)技術(shù)發(fā)展中具有代表性的新技術(shù)之一，涉及化學(xué)、工程力學(xué)、傳熱學(xué)、化工、機(jī)械、電子、控制學(xué)等多種工程技術(shù)和學(xué)科，其核心原理是讓反應(yīng)原料高速流過尺寸在微米至毫米級的微流道，讓原本需要幾小時的化學(xué)反應(yīng)在微流道中流過的數(shù)十秒內(nèi)即完成，從而使得化學(xué)反應(yīng)的效率和精確度大幅提高。

眾所周知，傳統(tǒng)釜式工藝的持液量動輒需要幾噸甚至幾十噸，一旦發(fā)生熱失控，極易發(fā)生連環(huán)爆炸，造成重大的化工事故。而利用微化工技術(shù)實(shí)現(xiàn)同等產(chǎn)能，反應(yīng)器的持液量可以縮小到傳統(tǒng)工藝的約千分之一，即使發(fā)生意外影響也極為有限，從而實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)的本質(zhì)安全。同時，微化工技術(shù)的生產(chǎn)過程是流水線式連續(xù)生產(chǎn)，自動化程度高，從原理上就更容易打造無人化、智能化的工廠。此外，微化工技術(shù)還有開發(fā)周期短、無縫放大、能耗低、產(chǎn)品品質(zhì)高、占地面積小等諸多優(yōu)勢，因此被認(rèn)為是引領(lǐng)未來精細(xì)化工行業(yè)發(fā)展的革命性技術(shù)之一。

由于微化工技術(shù)相比于傳統(tǒng)反應(yīng)技術(shù)擁有諸多優(yōu)勢，加之近年來從國家到地方的對于安全生產(chǎn)的要求不斷加嚴(yán)，以及企業(yè)對化工生產(chǎn)自動化、智能化、無人化的技改需求越來越迫切，政策和效益兩方面的因素都推動著精細(xì)化工企業(yè)對微化工技術(shù)的認(rèn)知、接受和需求，從實(shí)驗(yàn)室研究走向了工業(yè)化應(yīng)用。作為國際上微化工產(chǎn)業(yè)化技術(shù)提供商的龍頭標(biāo)桿，美國Corning公司早在2010年就瞄準(zhǔn)了中國精細(xì)化工行業(yè)巨大的市場空間，并將其拳頭產(chǎn)品“Advanced Flow Reactor”系列引入中國，并提供從實(shí)驗(yàn)室小試級(G1)至千噸級生產(chǎn)(G5)的家族化反應(yīng)器產(chǎn)品[9]，并提供全套的用戶培訓(xùn)和工藝委托開發(fā)服務(wù)。國內(nèi)也涌現(xiàn)了一批提供微化工技術(shù)裝備的公司，然而基本上還停留在對國外設(shè)備的簡單仿制和反應(yīng)工藝的經(jīng)驗(yàn)化開發(fā)階段。

我們知道，微化工技術(shù)不是簡單的將反應(yīng)流道縮小，也無法用傳統(tǒng)反應(yīng)器上的工藝數(shù)據(jù)生搬硬套，只有實(shí)現(xiàn)微反應(yīng)設(shè)備和微反應(yīng)工藝的協(xié)同研發(fā)和創(chuàng)新，從理解化學(xué)反應(yīng)的本質(zhì)出發(fā)，以流體力學(xué)、工程熱力學(xué)、化工原理作為指導(dǎo)，優(yōu)化反應(yīng)器的微結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)反應(yīng)系統(tǒng)的集成和自控，才能真正發(fā)揮出微化工技術(shù)在安全、高效、環(huán)保、智能等層面的優(yōu)勢。因此，微化工技術(shù)的研究與應(yīng)用，在我國還有很長的一段路需要去摸索。

目前，我國有很多企業(yè)和高校，都在進(jìn)行微化工技術(shù)研究，其中來自中科大的科芯微流團(tuán)隊，已經(jīng)在這方面取得了實(shí)質(zhì)性進(jìn)展，其自主設(shè)計的新型“菱形”和“S型”流道，已經(jīng)成功應(yīng)用到小試、中試以及工業(yè)化微通道反應(yīng)設(shè)備中，使我們徹底突破了國外“卡脖子”技術(shù)封鎖。除科芯微流外，還有很多企業(yè)也在微化工技術(shù)的研究中，取得了一定進(jìn)展，相信在未來，一定會有更多國產(chǎn)設(shè)備被應(yīng)用到精細(xì)化工領(lǐng)域中去，也一定能從源頭上做到化工生產(chǎn)安全。