藥融圈第157場專享會嘉賓:歐陽秋月 康寧總工

分享主題:本質安全-微反應連續流工業化應用現狀
分享框架:
1.康寧公司簡介
2.G4反應器技術特點
3.G4反應器的本質安全特點
4.G4反應器連續流工業化應用現狀及案例

大家之前對康寧公司有一種誤解,以為康寧公司做化學的。實際它做材料科學,專門做玻璃方向??祵幑境闪⒂?851年,到目前為止有168年的歷史??祵幑臼且患颐绹?,目前員工人數在全球有接近四萬人左右,18年的銷售額在100億美元以上,是美國財富雜志的500強企業??赡艽蠹乙郧皩@個康寧以為是道康寧,都以為大家搞化工的,道康寧實際是康寧的子公司,康寧主要是做玻璃有機材料的,這幾年因為做微通道方向,所以才涉足化學行業。
康寧市場細分及其他運營項目

康寧公司價值觀
1.質量 質量第一位
2.業績 追求業績的持續發展
3.創新 把改革創新放在很重要的位置
4.個性 尊重個人
5.誠信 講究誠信
6.領導者 要求員工都能成為領導者
7.獨立自主 要求員工獨立自主
康寧產品全程解決方案

G1年產八十噸通量有:碳化硅、玻璃、光化學G2 250噸/年 G3:2000-3000T /年。

連續流的工藝跟傳統攪拌釜的工藝有什么區別?我們這里有幾個簡單數字,可能大家也已經在我們的資料上面看到的,我們的傳質。這傳統攪拌釜的100倍,傳熱是他的1000倍,它的體積是比以前少小了1000倍以上,可能大家已經傳熱攪拌釜可能都有幾米高,我們這里可能就是,簡單的說就是800乘800乘800的一個立方體,還有一個特點就是實驗室和工業化可以實現無縫對接,關于這個東西為什么這么說,后面可以簡單的解釋一下。還有一個我們還可以幫助實現連續化穩定生產。這就是我們目前針對傳統攪拌釜的一些連續流的工藝的一些優勢。
為什么講傳熱的性能是它的一千倍,從這張表格可以看得出來,不論是換熱面積比較還是總換熱系數。測出來都是比傳統的夾套反應釜高1000倍以上,內盤管反應釜,還有一些金屬板塊換熱器都有明顯的增加,所以我們1000倍的系數是這么得來的。

這張圖闡述了體積傳質系數。從這兩個圖都可以體現在同等能耗的條件下面,康寧的反應器體積傳質量系數跟機械攪拌釜的一個比較。

大生產效應:我們通過我們這個模塊化設計,使傳質無縫放大。如上圖,我們下面有四條曲線,從G1到G2到G3 G4每個模塊傳質系數跟那個停留時間模塊基本上曲線是很重合的,這就說明不同通道的模塊具有相同的混合傳質效率。

康寧反應器因為保證了三個要素,所以我們肯定是沒有放大效應,可能大家以前都有體會,這樣從實驗室做的出來到中試可能做不出來,有時候中試做得出來,但是工業化也做不出來。而康寧這個反應器從一開始設計就考慮到這些放大效應,從設計理念和材料進行優化來保證沒有放大效應。
在放大過程當中,只要保證三個同等的要素,一個是同等的混合。這個通過這個通道的設計來保證同等的混合來實現,從不同的通量,從G1到G4是我們要同等的混合,第二個是同等的熱交換。同等的熱交換,按道理講熱交換是不可能保證同等的。第三個是同等的停留時間分布。

康寧反應器核心競爭力:材料的品質??祵幏磻鞑牧系钠焚|是超級耐腐蝕的。如上圖所示,我們在碳化硅使用的是航空航天方面的康寧碳化硅。不同廠家生產的碳化硅品質都不一樣,進口的跟國產也是不一樣的,即使相同的碳化硅,不同的晶型結構,也會影響碳化硅的的品質。

如上圖所示,一個是顯微鏡下放大40倍,一個是在顯微鏡下放大100倍,我們的材料品質是叫UniGrain的一個單晶結構,它分部的很均勻很細膩,康寧因為有這種結構,他才能保證后面的性能都不一樣。

▲康寧產品質量保證

如上圖所示,康寧的碳化硅獨特的單晶體結構,包括康寧的玻璃也是非常耐熱的,圖上表現是碳化硅晶型結構不一樣,可能對耐熱的程度也不一樣,從右邊可以看出我們有6個模塊,有不同的溫度差,加熱到200度用低溫35度去沖擊這個模塊,我們的模塊沒有受到損傷。這就是說明使用我們微通道過程中,并不需要考慮物料跟我們化熱層的溫差太大而導致我們模塊的破裂。


我們用的碳化硅它是容易碎的,獨特的反應器設計在極端爆炸壓力下,能夠安全泄壓,降低事故發生的危害程度。如果用別的材質,比如金屬,它的耐壓性比較高,它會一直憋壓,憋到一定程度憋不住了,它會從比較薄弱的地方發生爆炸,這個地方還是會有危害性的。像陶瓷材料碳化硅,它的腐蝕性很均勻的,它是沒有疲勞,所以它一年以后是50公斤兩年以后還是50公斤。

G4 反應器爆炸認證實驗爆炸現場,我們在里面的模塊通了170KG的氮氣壓力,用它去爆炸,在一米的位置放了兩個探測超聲波的,然后兩個地方的都未探測到,所以說即使它爆炸,它的危害程度也是也很小很小在一米之內都探測不到。

上圖是我個人總結的一些觀點,供大家參考,微通道發展這么久,對于康寧來講02年到06年設計模塊,06年在歐洲工業化,10年開始進入中國市場,包括14年開始工業化等等,包括其它別的同行。

康寧的優勢:配套的材料方面。我們是一個全球化的公司,在法國有團隊,在印度也有團隊,我們在全球的一個工業化的經驗都可以為各個地方提供幫助。


案例分享:以上圖片是硝化反應,圖片由客戶提供,萬噸級的工業化反應裝置是硝化反應,全過程是連續化的,以前的硝化可能都要七八個人,現在每個班只有三個人,一個外倉,一個內倉,還有一個班長??祵幪峁┓磻に嚭拖掠蔚木鹿に?,全生產過程是自動以及連續化的??祵帉崿F的是萬噸級的,從這里證明從實驗室G1工業化G4,沒有任何放大效應,就是通過驗證。

案例分享:低溫反應案例在西班牙案例 之前的工藝需要零下70度,采用微通道之后提高到零下35度而且收率提高了一倍 從30%提高到60%純度也從95%提高到98%這個案例還有個故事,它最早是自己制作微通道反應器,制作了半年以后在實驗室做的很成功,工業化就失敗,之后找康寧買的G1兩個月把工藝開發出來,半年以后就實現了工業化。

案例分享:氧化反應案例,客戶在中國從2018年3月份買的G1到8月份買G4放大。工藝開發是很快的,客戶從頭到尾都是自己開發的,我們幫助設計G4,從圖中可以看到,樓板下面就是G4。



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