常州大学和江苏迪源精密仪器科技有限公司长期致力于连续流化学反应工艺、药物中间体绿色合成、传统化工过程优化与耦合、流动化学及动力学、连续反应器设计开发等研究的反应工程技术中心和绿色工艺推广平台。研究中通过合成反应的动力学分析、工艺设计与优化，流体流动和相间接触的结构化及效应的研究与设计，模拟分析了微尺度下物料的传质、传热与流体流动等行为。通过微流场下过程耦合对反应过程的强化控制研究，反应过程与系统多尺度结构的整体行为和优化，研究了以过程效能和产品性能为目标的反应器/过程设计、控制和优化方法。
团队合作发明了以量产化的新型连续流微通道反应系统为核心的工艺技术和反应装备，成功应用于多种系列硝化产品的高效合成和规模化安全生产，反应可控性大大提升，反应效率显著增强，危险性显著降低，单位体积生产装置的产能成倍增加，大幅度降低废水的产生量。与传统釜式工艺相比，更新了反应操作方式，采用完全连续化方式，实现了过程连续化自动控制，避免了传统硝化生产易爆炸、产品质量不稳定和安全性挑战，传质、传热效率得到大幅度的提高。与传统间歇工艺相比，在强化传热、传质、环保以及安全方面有着可靠的保障，通过过程强化、精确控温以及减少反应持液量等技术手段大幅度削减了废酸的产生，生产能力得到显著的提高。本项目研发的微通道反应器具有强传质和传热条件，可强化反应条件使反应在短时间内完成，反应器的安全特性高，反应区持液量少，无不稳定中间体残留，体系封闭，放大效应微弱，副反应少，收率较高，可精确控制反应，提高产品量，节能减排，节省厂房，能快速应对市场变化等特点，实现化工过程的高效化、微型化和绿色化。
研制发明了完全国产化的高通量金属微通道反应器装备技术，通道直径（5~10mm）、换热面积大（2500m2/m3）、传热系数高(1700kW/m3K）、操作温度范围宽（-100℃~350℃）、耐压性能好（10MPa）和混合效果佳、耐腐蚀性强等特点，反应器换热比表面积提升1000~5000倍，装备生产能力提升100倍以上。通过若干微型全混流单元（multi-CSTR）的串联设计，实现了不同物料之间的高效混合，解决了连续流完全混合反应器（CSTR）模型和理想推流反应器（PFR）模型在实际装置运行中难以克服的混合不均、层流、返混等问题，尤其适用于以硝化、氧化、磺化等液-液非均相为主体的连续流反应工艺。课题组通过创新性研究设计将传统反应器的三维属性做扁平化、二维化处理，实现了反应器换热比表面积的大幅度提升，是传统釜式装置的1000~5000倍，实现了反应物料和换热介质之间的高效换热。通过对微通道反应器整体结构的总体设计、模块化处理、装备材质的合理搭配，使得本反应器技术具有广谱的耐腐蚀能力和良好的耐温耐压能力，通过对微反应器内通道尺寸的适度放大拓展设计，易于实现量产化生产应用。
研制发明了一种以316L不锈钢（SS316L）、哈氏合金（HC22或HG35）以及复合金属材质-不锈钢复合薄层钛（Ti）、金（Au）、铂（Pt）等金属材料加工成的的金属高通量微通道反应器，包括竹节状、脉冲变径和小通道微结构的特征尺寸模块，具有广谱的耐腐蚀能力和良好的耐温耐压能力，通过对微反应器内通道尺寸的适度放大拓展设计，易于实现量产化生产应用（1000吨~50000吨/年处理量），打破了美国康宁公司Corning Inc、德国美茵兹IMM等国外技术垄断，有效地解决传统釜式反应器存在的传质、传热效果差的问题，极大地提高工业化生产的效率，减少了“三废”排放。
研制发明了适用于不同微流场状态下的连续化反应工艺、反应器流动模型仿真技术、多模块自组装工艺、硝化深度控制技术、超声-反应耦合技术以及废酸绿色处理技术等多种关键技术，实现关键材料规模化、关键装备成套化和清洁化安全生产。开发无需放大即可用于工业化生产的硝化、氯化、氧化新工艺，提高了产品选择性，解决了三废排放问题，提高了工艺的安全性和经济性，实现了化工过程的高效化、微型化和绿色化。
课题组将其开发的以量产化的连续流高通量微通道反应系统为核心的工艺技术和反应装备应用，经南京大学、北京化工大学、微谱技术等权威机构分析检测，硝基胍产品纯度为99.9%，对硝基氯苯产品纯度为99.8%，1,5-二硝基萘产品纯度为99.5%，1,8-二硝基萘产品纯度为93.6%，苯甲醛产品纯度为99.2%，烷基化油产品辛烷值97.9，产品指标均满足企业的生产技术要求。该技术成果通过中国石油和化学工业协会组织的科技成果鉴定，自主研制了具有高效传热、传质功能的毫米级微通道结构模块，竹节状、脉冲变径、小通道等微通道结构，采用不同材质制造了系列的完全国产化的微通道反应器系统，该微通道反应器可以柔性组合，在硝化、氧化、氟化、磺化、烷基化等非均相反应中得到应用，成功地解决了强放热、易爆炸等安全性问题，建成了20余套不同规模的工业生产装置，实现了硝基胍、硝基氯苯、二硝基萘、己二酸、生物柴油、溴代叔丁烷、环氧脂肪酸甲酯、环氧氯丙烷、硝酸异辛酯等20多种化工产品连续化安全高效生产。实现成果转化项目10余项，已在医药、染料、化工中间体行业科技成果转化并建立了千吨级~万吨级工业化示范装置，为企业增收资金累计达20亿元，新增利润3.7亿元。产品经检测和多家用户试用，技术指标均满足企业的生产技术要求。工艺生产过程稳定，“三废”排放少，处理后可达到环保排放要求。经查新所设计的微通道结构、反应器系统及其装备、非均相反应应用领域等均具有创新性和安全性，研究成果总体技术达到国际先进水平。
该项目经江苏省化工行业协会以及江苏省化学化工学会进行成果推介，总体技术达国际先进，可大力推广应用和成果转化，不断提高行业装备水平。通过中国石油和化学工业协会组织的成果鉴定4项，达国际先进水平。申请国家发明专利55件，其中授权22件，发表学术论文23篇，获省部级二等奖3项，三等奖2项，第十三届“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛特等奖1项，第九届“挑战杯”创业计划大赛金奖1项，第十届“挑战杯”创业计划大赛金奖1项，中国新闻网、人民日报、光明日报、科技日报、江苏教育网等多家媒体报道了本项目相关工作。
不锈钢金属微通道反应器 哈氏合金金属微通道反应器
金属微通道反应器（IFR反应器）系统
中华人民共和国国家发展和改革委员会 中华人民共和国工业和信息化部 中华人民共和国应急管理部 中华人民共和国生态环境部 中华人民共和国科学技术部 中华人民共和国财政部 中华人民共和国商务部 中国石油和化学工业联合会
江苏省发展和改革委员会 江苏省工业和信息化厅 江苏省财政厅 江苏省生态环境厅 江苏省科学技术厅 江苏省商务厅 江苏省应急管理厅 江苏省市场监督管理局 江苏省统计局
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