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研發(fā)團隊

Teams

微化工技術(shù)團隊

來(lái)源: 發(fā)布時(shí)間:2016-03-22
團隊信息
課題組名稱(chēng):微化工技術(shù)團隊
課題組網(wǎng)址:http://www.microchem.dicp.ac.cn/
負責人:陳光文 工作單位:大連化學(xué)物理研究所 學(xué)科領(lǐng)域:精細化工
課題組院地合作聯(lián)絡(luò )人員
姓 名:陳光文 辦公電話(huà):0411-84379031
手 機: E-mail:gwchen@dicp.ac.cn
科技處院地合作聯(lián)絡(luò )人員
姓 名:張晨 辦公電話(huà):0411-84379769
手 機: E-mail:chenzhang@dicp.ac.cn
團隊介紹

微化工技術(shù)團隊自2001年起開(kāi)展微化工技術(shù)研究,已建成集基礎研究、應用開(kāi)發(fā)與微加工中心于一體的微化工技術(shù)研發(fā)平臺,一直致力于實(shí)現相關(guān)化工過(guò)程的微型化、過(guò)程強化及綠色化。

主要研究方向:

微尺度下流體流動(dòng)、傳遞及反應規律

微化工系統相關(guān)器件的設計、制造與封裝、微化工系統的放大與集成

微化工技術(shù)的應用開(kāi)發(fā),如強放熱反應(磺化、硝化、氯化等)、微納米材料的連續可控合成、液-液/氣-液反應(吸收、萃取等)、氣-固/液-固/氣-液-固多相催化反應

可轉移轉化研究成果:

用于磷酸二氫銨、硝酸異辛酯、石油磺酸鹽生產(chǎn)的微化工系統

用于優(yōu)質(zhì)氫氧化鎂阻燃劑的微化工系統

微型制氫系統

典型轉移轉化項目案例

1. 用于磷酸二氫銨生產(chǎn)的微化工系統

磷酸二氫銨作為磷酸鹽的系列產(chǎn)品之一,常作為氮磷復合肥料廣泛用于農業(yè)生產(chǎn)。其生產(chǎn)工藝主要涉及液氨稀釋、濃磷酸稀釋及酸堿中和三個(gè)過(guò)程。液氨稀釋通常在射流混合器內進(jìn)行,后兩者通常在罐式反應器(~1000 m3)內進(jìn)行。





產(chǎn)量為10萬(wàn)噸/年用于磷酸二氫銨生產(chǎn)的微化工系統


由于液氨稀釋及酸堿中和均為強放熱過(guò)程,傳統設備無(wú)法將熱量及時(shí)移除,液氨極易發(fā)生氣化,從而導致混合器震動(dòng)劇烈、噪音大、原料損失、廢氣排放量大等問(wèn)題。更為重要的是,為制備得到高純度磷酸二氫銨,氨水與磷酸摩爾比的誤差必須小于±0.5%,使得過(guò)程調控難度大。針對上述問(wèn)題,微化工技術(shù)團隊成功開(kāi)發(fā)了具有自主知識產(chǎn)權的集微換熱器與微混合器于一體的微化工系統,實(shí)現了高純度磷酸二氫銨的連續生產(chǎn),反應器總體積小于36 L。與傳統裝置相比具有反應器體積小、移熱速度快、過(guò)程效率高、無(wú)振動(dòng)、無(wú)噪音、無(wú)廢氣排放、能耗低等優(yōu)點(diǎn)。


2. 用于石油磺酸鹽生產(chǎn)的微化工系統



產(chǎn)量為1萬(wàn)噸/年用于石油磺酸鹽生產(chǎn)的微化工系統


石油磺酸鹽是最具商業(yè)前景的三次采油用表面活性劑之一。由于原料組成復雜,其工業(yè)生產(chǎn)仍存在許多亟待解決的問(wèn)題,如活性物含量低、過(guò)程能耗高、安全性差等。目前石油磺酸鹽的工業(yè)生產(chǎn)多采用以石油餾分油為原料、液相SO3為磺化劑的間歇釜式磺化工藝。液相SO3磺化是典型的快速強放熱反應,反應物料接觸后迅速發(fā)生反應,釋放出大量的熱量,易導致反應器內局部過(guò)熱、副產(chǎn)物大幅增加。因此,反應物料的快速混合、反應熱的及時(shí)移除和反應速度的有效調控是提高液相SO3磺化反應的活性物含量及實(shí)現過(guò)程安全平穩進(jìn)行的關(guān)鍵。

針對液相SO3磺化反應過(guò)程特點(diǎn),微化工技術(shù)團隊開(kāi)發(fā)了基于微化工技術(shù)的兩級磺化工藝,設計組裝了適用于萬(wàn)噸級石油磺酸鹽生產(chǎn)的微反應系統,并成功地完成了以柴油基、蠟油基稀釋油為原料生產(chǎn)石油磺酸鹽的萬(wàn)噸級工業(yè)規模示范運行。蒸發(fā)后的石油磺酸鹽活性物含量高于45%,單磺化物濃度高于80%,SO3用量降低了30%以上,節能效率高于30%。


3. 微型制氫系統

氫能因燃燒熱值高、無(wú)污染、可再生等優(yōu)點(diǎn),成為未來(lái)最有發(fā)展前景的新型能源之一。以醇類(lèi)、烴類(lèi)和醚類(lèi)等為原料現場(chǎng)制氫既可解決氫氣儲存與運輸過(guò)程中的安全問(wèn)題,又可為輸氫管道無(wú)法到達的邊遠地區供氫。微化工技術(shù)團隊成功開(kāi)發(fā)了以甲醇為原料的微型制氫系統。該系統由甲醇氧化重整模塊、甲醇燃燒模塊、兩級CO選擇氧化模塊及微型換熱器組成?;诟呋钚?、高選擇性及長(cháng)壽命催化劑的開(kāi)發(fā)、熱量的梯級綜合利用及系統的微型化,該微型制氫系統可實(shí)現室溫下自啟動(dòng)及平穩運行,氫氣產(chǎn)量為1 Nm3/h,CO濃度小于25 ppm,系統總重量為5.3 kg。





H2產(chǎn)量為1 Nm3/h微型甲醇制氫系統


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