微化工技术为化工安全″护航″——记沈化院化学品全生命周期本质安全技术

近日， 沈阳化工研究院有限公司(以下简称沈化院)自主研发的化学品全生命周期本质安全技术入选工业和信息化部公布的第一批先进适用技术名单。该技术以本质安全为核心，通过风险评估与微化工工艺的深度融合，破解传统化工生产的高风险、高污染困局，为化工行业转型升级提供了可复制的技术路径。

瞄准安全可控

从源头实现安全可控，是化工行业亟待解决的难题。

沈化院集智攻关，提出全生命周期本质安全的理念，将安全管控贯穿于化学品研发、生产、应用的全流程，开发出化学品全生命周期本质安全技术。该技术包含两大核心模块：化学品危险性及全流程反应安全风险评估技术和微化工技术。前者通过大数据系统建设和动态风险预警，为危险工艺戴上″紧箍咒″；后者以设备微型化和生产连续化颠覆传统模式，从物理层面降低风险。

″传统安全防控依赖事后补救，而该技术让风险在萌芽阶段就能识别和消除。″沈化院科技创新部经理单体育说。以国家重点监管的硝化工艺为例，沈化院通过量化反应热、压力、副产物生成等参数，构建了涵盖多种危险场景的评估模型，帮助企业提前规避潜在事故。目前，该技术已为国内数十家化工企业提供风险评估服务，覆盖新能源、新材料等高危领域。

创新微化工技术

如果说风险评估是″未雨绸缪″，微化工技术则是″釜底抽薪″。传统化工生产多采用间歇式反应釜，设备体积大、持液量高，一旦失控极易引发连锁爆炸。沈化院研发的微化工技术，通过微通道反应器将设备体积压缩至最小化，反应时间最高压缩至秒级，从根本上杜绝了大规模能量积聚。

具体而言，该技术具有以下两个创新点：

一是材料与工艺协同创新。微通道反应器的核心在于材料耐腐蚀性与传热效率的平衡，沈化院联合高校攻克钽材微加工技术，开发出适用于强酸、高温环境的定制化设备。在蛋氨酸企业安迪苏的甲硫醇钠项目中，微通道技术将传统工艺收率从70%提升至95%，设备占地面积减少90%。

二是连续化生产的稳定性验证。从间歇到连续生产的转变需重构工艺参数，以辽宁众辉生物科技有限公司间三氟甲基苯乙酮生产为例，研究团队确定了连续化工艺路线，成功将反应时间压缩至秒级，设备持液量从60立方米降至0.03立方米，年节约用电87万千瓦时，减排二氧化碳50吨，收率提高11%，吨成本降低1.3万元。

从实验室到产业化

技术突破的背后是科研团队对产业化痛点的深入洞察。沈化院历时数年完成国内首个化工安全大数据建设，涵盖反应热力学、爆炸极限、毒性效应等关键参数。这套大数据系统不仅为风险评估提供支撑，还可通过数据平台优化工艺路径。

2022年基于该技术开发的″化工风险预警、智能评估与管控技术及应用″获得辽宁省科技进步二等奖。2023年，该技术在国内某大型新材料企业完成工业化验证。实践表明，该技术可灵活适配不同生产需求：在″安全优先″模式下，设备持液量降低98%，事故风险近乎归零；在″高效生产″模式下，反应效率提升20%，能耗降低15%。

据悉，沈化院正将技术延伸至分离过程强化领域，研发集成反应—分离的智能微化工系统。未来三年，沈化院计划让该技术在精细化工领域实现50%以上的覆盖率，推动行业生产效率再提升10%。

来源: 中国化工报