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環保形勢嚴峻,助劑業急需推廣微化工生產!

Date : 2019-04-19

“我國是橡膠助劑生產大國,橡膠助劑產品屬于精細化學品,絕大多數品種尤其是硫化促進劑的生產均涉及易燃、易爆、有毒物料或溶劑,而目前橡膠助劑生產幾乎均采用傳統間歇釜式生產工藝,存在安全及環保隱患,‘3·21’響水爆炸事故給橡膠助劑企業敲響了警鐘?!?/p>


3月26日,在中國橡膠工業協會于廣州舉辦的2019中國橡膠年會創新引領分論壇上,蔚林新材料科技股份有限公司總經理王志強表示,微化工技術作為化學工程學科中新的發展方向,是實現化工過程綠色、安全、高效的重要方法,這兩年在橡膠助劑行業產業化方面取得了重要突破,應該大力推廣。


王志強表示,目前限制橡膠助劑行業技術發展的瓶頸主要有:第一,傳統釜式反應器傳熱效率太低,導致很多產品的生產只能采取滴加的方式進料,使得產品生產周期長、生產效率低下;第二,釜式反應方式傳質效果差,產品收率低,副產物較多,“三廢”較難處理;第三,傳統間歇式工藝廢氣排放不連續,導致氣相濃度等不穩定,對控制VOCs帶來很大困難;第四,設備自動化控制水平低,生產安全系數較低,產品質量存在批次差異等。


就目前的情況來看,使用傳統生產方式存在很多不足,會造成資源利用不合理,進一步增加材料浪費,污染環境,因此使用精細化化工控制對化工產業的應用非常重要,能夠彌補傳統工業的不足,同時也能保護環境。


微化工技術是20世紀90年代中期微電子學與化學工程相結合而興起的、通過過程強化來實現綠色合成和分離的一門高新技術。要以微流控設備、微反應設備、微混合設備、微分離設備、微換熱設備等新型裝備,基于微尺度下流動可控以及混合傳遞高效的特點,有效提高反應和分離過程的表觀速率,大幅度縮小裝備尺寸,提高過程安全性,具有混合尺度小、混合速率快,設備體積小、占地面積小,比表面積大、傳遞系數高,過程安全、易于控制,停留時間短、生產效率高,放大效應小、產業化風險小等特征,是目前國內外諸多科研院所和企業單位的研究熱點之一。


王志強詳細介紹了蔚林新材料公司微化工技術在連續生產橡膠促進劑M、DM、TBzTD中的應用研究。在M生產中的應用,一是實現了連續化生產,提高了生產效率。多釜串聯連續化生產,微混合器內停留時間僅為2s,串聯反應釜中停留時間0.5h,與傳統工藝批次時間8~10小時相比,生產效率提高約20倍。二是提高產品收率和純度,一次收率提高到92%,初熔點提高到176 ℃。三是密閉連續減少了VOCs排放。


在DM生產中的應用,一是實現連續化生產,減少VOCs排放;二是提高生產效率和反應速度,減少了反應時間;三是提高收率,強化了反應過程,產品收率由95%提高到98%以上,減少了副產物的產生;提高了質量,產品初熔點提高到173℃。


在TBzTD生產中的應用,一是連續化生產,減少VOCs排放;二是提高生產效率和反應速度,減少反應時間;三是提高收率,強化了反應過程,產品收率由95%提高到99%,減少了副產物的產生,降低了廢水處理成本;四是提高了質量,產品初熔點提高到132℃。


最后,王志強得出結論,微化工技術在橡膠助劑生產方面具有以下主要優勢:一是可實現化工生產過程的精確控制,包括生產周期、反應溫度和物料配比等。通過自動化、連續化實現精確控制,減少人為操作誤差;具有優異的傳質傳熱效果,提高了反應的選擇性,降低了副產物的產生;縮短了反應時間,提高了生產效率。二是可實現更加安全可靠、綠色環保的化工生產。其密閉連續生產,減少了VOCs排放;持液量小,更加安全可控;降低了物料消耗,降低了廢水中COD濃度,更易生化處理。


王志強表示,微化工技術的應用使得橡膠助劑生產得以實現安全、高效、快速及連續可控,是一種非常適合生產轉化及全面推廣的高新技術。這兩年,橡膠助劑企業在微化工生產方面做了大量研究和探索,去年在產業化方面取得了重大突破,山東斯遞爾化工科技有限公司1萬噸/年防老劑TMQ、蔚林新材料股份有限公司年產5000噸促進劑TBzTD微反應通道生產線實現了產業化。同時,微化工反應技術在使助劑生產實現了連續化和自動化后,也為實現智能化奠定了良好的基礎。他認為,隨著微化工技術研究的不斷深入和產業化推廣,橡膠助劑行業將迎來安全環保和智能化全面升級,工業 4.0 時代近在眼前。


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