化工厂微型化重污染去无踪

【英国《金融时报》９月２５日文章】题：更小、更廉价、更安全

高高的厂房漫无边际，爆破声不绝于耳，溶液四处飞溅，污染十分严重：所
有这一切都使得化学工业很难改变其非常糟糕的名声。

但是，现在已经有了改进措施。如果化工厂只有大型台式计算机那么大，并
且同台式计算机一样价廉物美、安全可靠，将出现什么情况呢？

英国流体力学研究公司说，这正是流程密集化展示的前景。该公司认为，它
通过一种体积只有圆珠笔那么大、年生产能力为１万吨化学品的反应器，找到了
一种生产化学品的方法。这种方法非常简单，以前竟然没有人想到它，真是不可
思议。

传统方法的弊端

这项技术的回报可能是巨大的。从传统的角度来说，化学工业的各种生产过
程都是化学家从烧瓶里研究出来的。生产商如果要投产，只需把烧瓶扩大为反应
罐。分批倒入化学原料，搅拌，新产品就出来了。

欧洲联盟一半以上的化学产品都是用这种方法生产的。但是，这种方法存在
很多问题。

首先，分批式生产方法效率极低。反应罐不能整齐地码放化学原料，而这正
是实现快速均匀反应所必需的。结果，在反应罐中逐渐形成了一种不均匀的反应
。这种反应速度很慢，容易形成各种次级反应，从而制造出废品。

其次，对于颗粒状化工原料来说，反应罐每生产１公斤预期产品就会产生５
公斤副产品。对于精细化工原料来说，副产品与预期产品之间的这种比例高达５
０：１。副产品所占的比例这么高，不仅使生产商难以获得高水平的化学纯度，
而且还要求他们投入大量的原料，并且要加工或处理无用的副产品。

反应罐还消耗大量的能量、排放二氧化碳并造成热污染。它们具有危险性：
一旦化工原料进入罐式反应器，人们就毫无办法控制反应的速度。热和压力变化
极大，要加以冷却是很困难的。

此外，由于大型设备需要在土木工程和管道建设方面投入巨额资金，所以生
产设备在化工行业投资中所占的比例通常不到化工厂总投资的２０％，其它资金
都用于基础设施。

流程密集化原理

但是，直到８０年代初，当时在帝国化学工业公司供职、现在任教于纽卡斯
尔大学的科林·拉姆肖提出，采取一种更有效的方法生产化学品将获得巨大的收
益。从此，他提出的流程密集化设想就成为人们关注的焦点。

流程密集化微型化工厂的正中央设有一根管子，管子里面安装着属于不同类
型的两个反应器，它们通常是在线系列反应的组成部分。

两个反应器中比较简单的那个笔形反应器通过压力把化学原料送入一系列加
料口。另一个只有火柴盒大的反应器把化学物质的混合与热控机理结合起来。送
入反应器的化学原料被置于十字形栅格中，在压力的推动下前进后出；冷却液则
在泵的作用下左进右出。

新方法益处多

这种方法所需的能耗比等量的分批式加工方法低７０％。由于欧洲采用分批
式方法从事化工产品生产的厂商每年排放的二氧化碳量达３３００万吨，这种新
方法有可能使环境受益无穷。

化学反应器也更安全。反应过程可以随时启动或关闭，如果反应器出现故障
，可以把它像家用电池那样取出来，换上新的反应器。这种化学反应迅速而充分
，极大地减少了次级化学反应，从而大大减少了副产品。它还能使生产商根据产
品的现时需求决定产量，从而减少化工产品的储存。但是，最突出的差别也许是
这些反应器的相对体积。英国流体力学研究公司研制的反应器能够把２０世纪巨
大的化工厂房缩小为一个台式装置。该公司负责化学反应器项目的克里斯托弗·
菲利普斯说：“如果你有一台这种反应器，每年就可以在自家的车库里生产６万
至１０万吨硝酸盐产品。”