反應用“心”，無縫對接

——訪康寧反應器全球業務總監、亞洲新產業開發總監姜毅博士

□中國化工信息周刊記者 唐茵

    對于化工行業來說，一項新工藝技術、新產品的開發往往需要小試、中試、產業化的漫長過程。一些反應在實驗室里進行得非常順利，大規模生產時卻會出現各種各樣的問題，產業化的步子停滯不前。康寧公司（CORNING）旗下的AFR®高通量-微通道“心形”反應器讓這樣的問題迎刃而解。這種反應器是在怎樣的背景下誕生的？和傳統的反應器相比有哪些優勢？近日本刊記者對康寧反應器全球業務總監、亞洲新產業開發總監姜毅博士進行了專訪。

用心做反應，十年磨一刃

據姜毅博士介紹，開發AFR®高通量-微通道反應器技術念頭始于2002年的康寧歐洲技術中心，該技術的商業化推廣追溯到2006年，至今已有10個年頭。

“在設計之初，我們的目標是找到一種非常有效的多功能平臺，來滿足千家萬戶的不同化學反應的需求。我們定位康寧反應器平臺必須是一個單元式或者是模塊式的有效集成系統，最終用不同的模塊進行系統組合來滿足眾多化學反應的需求。” 姜毅表示。

隨后，借助康寧全球布局的一大批非常強的AFR反應器應用工程師團隊，康寧和全球的客戶一起進行了大量的AFR合成工藝應用研究，在全球做了超過500種的化學反應。實踐證明，對于大多數客戶的化學反應，康寧AFR®高通量-微通道反應器展現了可喜的技術可行性。

基于“心形”混合單元打造的的專利微通道設計讓康寧公司引以為驕，也被美國麻省理工學院化工系團隊和法國Toulouse大學化工系團隊譽為目前世界上最高效的微通道流體模塊設計。

產學研無縫對接

姜毅告訴記者，康寧的AFR®高通量-微通道反應器獨特的多層結構整體設計，使得其總換熱效率和流體混合的傳質性能均比傳統的攪拌釜反應器高出很多倍。在多種化學合成應用中具有顯著的優勢：提高反應收率和產品純度，消除安全隱患，縮短反應生產周期，減少溶劑的使用和廢物的產生。更重要的是，這種反應器能夠實現從實驗室工藝開發到工業化放大生產的無縫對接。

姜毅認為，實驗室發明的“小試”技術真正高效地形成一個工業化“大生產”的效益，除了項目執行過程要提高效率，項目硬件平臺也很重要的。整個過程不僅投資風險大，項目周期也很長。如果有一個多功能平臺可以直接連接“實驗室小試工藝”和“大生產量產工藝”，并且保證無放大效應，科研人員就可以避免目前“中試放大”的投資環節。借助于強大創新硬件技術平臺的產學研，有望根本地解決目前化工行業產學研所面臨的難題。

量體裁衣滿足需求

據姜毅介紹，對于不同的反應工藝，康寧反應器可以通過不同的組合量體裁衣。康寧成功開發了五類反應器平臺，其中有兩類“拳頭”反應器平臺分別服務于兩大領域：一類是G1平臺主要用于實驗室工藝開發和優化，另一類是G4“大生產”平臺用于大規模工業化合成生產。G1和G4這兩類反應器平臺對很多不同的反應體系，都能夠取得實驗室和大生產相同的反應結果。

從材料來講，康寧反應器分兩大類，一類是由特種玻璃制成的，透明可視，非常適合于實驗室工藝開發； 另一類是由特種陶瓷制成，具體來講是特種碳化硅陶瓷，深顏色不透明的，具有最廣泛的耐化學腐蝕性能 （比如氟化工和強堿高溫）。這樣使可以滿足不同反應物料的需求。

盡管2002年康寧就開始涉足化學反應器業務，直到現在，高通量微通道反應器還被康寧視為“新興產業”，每年都有高額的科研投入。“持續創新是我們核心競爭力之一。去年我們推出了G1微通道LED光化學反應器，今年又推出了G1的碳化硅碳硅陶瓷反應器。我們 的目標是每年有新產品。”姜毅表示。