手機(jī)版
化工儀器網(wǎng)手機(jī)版
化工儀器網(wǎng)小程序
官方微信
公眾號：chem17
掃碼關(guān)注視頻號
1、測試并記錄溫度基線：精準(zhǔn)控溫的“基準(zhǔn)坐標(biāo)”
溫度基線是連續(xù)流溫控的“原始參照系”。溫度基線是指用水或者溶劑替代反應(yīng)物料，模擬反應(yīng)過程的溫度、壓力和停留時(shí)間等參數(shù)，同步記錄所有溫度探頭的監(jiān)測數(shù)據(jù)，以此建立反應(yīng)體系的“溫度背景值”，用來分析在相應(yīng)條件下的反應(yīng)過程。
為何必須測試溫度基線？
Ø 反應(yīng)管道與探頭的尺寸匹配度、探頭耐腐蝕性要求對檢測性能的限制；
Ø 安裝位置偏差、流速波動(dòng)、管道填充狀態(tài)及保溫效果等環(huán)境變量，都會(huì)導(dǎo)致探頭讀數(shù)與真實(shí)反應(yīng)溫度產(chǎn)生偏差。
這些偏差如同數(shù)據(jù)中的“背景噪音”，而溫度基線正是“降噪工具”。 通過對比反應(yīng)過程的實(shí)時(shí)溫度數(shù)據(jù)與基線數(shù)據(jù)，可精準(zhǔn)剝離環(huán)境干擾，還原反應(yīng)放熱的真實(shí)變化趨勢，為工藝優(yōu)化提供可靠依據(jù)。
實(shí)戰(zhàn)價(jià)值：某醫(yī)藥中間體的連續(xù)流合成中，未校正基線時(shí)，反應(yīng)溫度顯示“穩(wěn)定在 80℃”，但產(chǎn)物純度波動(dòng)較大；引入基線對比后發(fā)現(xiàn)，實(shí)際反應(yīng)溫度因管道散熱存在高達(dá)10℃偏差，通過針對性調(diào)整換熱參數(shù)，純度穩(wěn)定性提升至 99.2%。
溫度基線的用法，將反應(yīng)過程的溫度數(shù)據(jù)和相應(yīng)工藝參數(shù)情況下的溫度基線數(shù)據(jù)進(jìn)行對比分析，排除溫度基線的干擾因素，獲得反應(yīng)過程的溫度變化數(shù)據(jù)，從而推導(dǎo)出反應(yīng)過程的放熱量變化情況，從而判斷反應(yīng)過程完成情況，為工藝開發(fā)和生產(chǎn)提供工藝數(shù)據(jù)。也就是說，通過反應(yīng)過程溫度數(shù)據(jù)和溫度基線數(shù)據(jù)的對比，或者反應(yīng)進(jìn)行過程的相對溫度變化情況，其相對溫度變化比其絕對的溫度數(shù)值更有意義和實(shí)際參考價(jià)值。
PS，人為誤導(dǎo)因素，溫度探頭若置于導(dǎo)熱介質(zhì)中或者貼近該位置，這樣的溫度數(shù)據(jù)顯得又穩(wěn)又準(zhǔn)，但實(shí)際上并不能真實(shí)地反映出連續(xù)流過程反應(yīng)強(qiáng)度和放熱強(qiáng)度，特別是小試設(shè)備。即使在中試和量產(chǎn)設(shè)備中，溫度探頭位置受流速快慢、液體是否充滿腔體、安裝位置和保溫措施等，多少都會(huì)有一定的偏差。
總而言之，同一個(gè)工藝項(xiàng)目的工藝參數(shù)的具體值，不同設(shè)備肯定是不同的，不必太過糾結(jié)，一切以產(chǎn)品收率和轉(zhuǎn)化率為參考依據(jù)。
2、雙控溫策略具體實(shí)施：動(dòng)態(tài)溫控的“操作手冊”
雙控溫策略的核心是通過雙路溫控介質(zhì)(TCU)的比例調(diào)節(jié)，應(yīng)對連續(xù)流反應(yīng)沿管道空間推進(jìn)時(shí)的放熱差異：從進(jìn)料到出料，反應(yīng)完成度從0%到100%的過程中，放熱量呈動(dòng)態(tài)變化，需匹配差異化的控溫力度。
(1)反應(yīng)階段劃分與控溫需求
按照那央微化提出的“三段式工藝邏輯”，連續(xù)流反應(yīng)沿管道依次經(jīng)歷預(yù)熱段、預(yù)混段、反應(yīng)強(qiáng)化段、反應(yīng)熟化段、降溫段，其中預(yù)混強(qiáng)化和熟化段是雙控溫的關(guān)鍵作用區(qū)。
溫控目標(biāo)：假定為了使整個(gè)反應(yīng)過程的反應(yīng)溫度穩(wěn)定在80℃左右，通過工藝摸索，需要預(yù)熱段殼程導(dǎo)熱介質(zhì)供給溫度為100℃、反應(yīng)強(qiáng)化段殼程導(dǎo)熱介質(zhì)供給溫度為60℃以及反應(yīng)熟化段殼程導(dǎo)熱介質(zhì)供給溫度為80℃，利用雙控溫策略就可以實(shí)現(xiàn)上述目的。
Ø 預(yù)熱段：需快速升溫至反應(yīng)起始溫度，以100℃介質(zhì)主導(dǎo)；
Ø 預(yù)混和反應(yīng)強(qiáng)化段：放熱最劇烈，需60℃低溫介質(zhì)強(qiáng)力移熱；
Ø 反應(yīng)熟化段：放熱減弱，需60℃與100℃介質(zhì)按比例混合，維持恒溫。
(2)硬件連接與參數(shù)設(shè)定
以 “目標(biāo)溫度 80℃” 為例，實(shí)操步驟如下：
設(shè)備配置：雙路溫控單元(TCU1設(shè)定60℃，TCU2設(shè)定100℃)，通過三通比例閥連接反應(yīng)段夾套；
閥門調(diào)節(jié)：
Ø 預(yù)熱段：全開TCU2閥門(100℃介質(zhì))，關(guān)閉TCU1，快速升溫至反應(yīng)閾值；
Ø 預(yù)混反應(yīng)強(qiáng)化段：全開 TCU1閥門(60℃介質(zhì))，關(guān)閉TCU2，強(qiáng)力移除峰值熱量；
Ø 反應(yīng)熟化段：TCU1與TCU2閥門各開50%，通過介質(zhì)混合實(shí)現(xiàn) 80℃恒溫。
(3)優(yōu)勢驗(yàn)證
某硝化反應(yīng)采用該策略后，對比傳統(tǒng)單控溫：
Ø 溫度波動(dòng)從 ±10℃收窄至 ±1℃；
Ø 反應(yīng)時(shí)間縮短40%，廢酸排放量減少35%；
Ø 設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定性提升至連續(xù)一個(gè)生產(chǎn)周期(3個(gè)月)無故障。
相關(guān)產(chǎn)品
免責(zé)聲明
- 凡本網(wǎng)注明“來源：化工儀器網(wǎng)”的所有作品，均為浙江興旺寶明通網(wǎng)絡(luò)有限公司-化工儀器網(wǎng)合法擁有版權(quán)或有權(quán)使用的作品，未經(jīng)本網(wǎng)授權(quán)不得轉(zhuǎn)載、摘編或利用其它方式使用上述作品。已經(jīng)本網(wǎng)授權(quán)使用作品的，應(yīng)在授權(quán)范圍內(nèi)使用，并注明“來源：化工儀器網(wǎng)”。違反上述聲明者，本網(wǎng)將追究其相關(guān)法律責(zé)任。
- 本網(wǎng)轉(zhuǎn)載并注明自其他來源（非化工儀器網(wǎng)）的作品，目的在于傳遞更多信息，并不代表本網(wǎng)贊同其觀點(diǎn)和對其真實(shí)性負(fù)責(zé)，不承擔(dān)此類作品侵權(quán)行為的直接責(zé)任及連帶責(zé)任。其他媒體、網(wǎng)站或個(gè)人從本網(wǎng)轉(zhuǎn)載時(shí)，必須保留本網(wǎng)注明的作品第一來源，并自負(fù)版權(quán)等法律責(zé)任。
- 如涉及作品內(nèi)容、版權(quán)等問題，請?jiān)谧髌钒l(fā)表之日起一周內(nèi)與本網(wǎng)聯(lián)系，否則視為放棄相關(guān)權(quán)利。
采購中心