您好, 歡迎來(lái)到化工儀器網(wǎng)
會(huì)員.png)
8
精進(jìn)分享丨微通道反應(yīng)器及進(jìn)料系統(tǒng)腐蝕性判斷的核心要素：材料、環(huán)境,、界面
作為化工創(chuàng)新中的重要一極,，連續(xù)化反應(yīng)正在成為越來(lái)越多同仁關(guān)注的重點(diǎn)。這其中,，進(jìn)料系統(tǒng)的性能參數(shù),，特別是腐蝕性、流量,、溫度,、壓力等共性問(wèn)題，是很多客戶一直以來(lái)同精進(jìn)研討的重點(diǎn),。
作為一家以核心技術(shù)進(jìn)行產(chǎn)品驅(qū)動(dòng)的企業(yè),，精進(jìn)科技通過(guò)系統(tǒng)化的梳理，形成了系列文章,，與您分享在相關(guān)領(lǐng)域我們的認(rèn)知,，歡迎您的閱讀與建議。
微反應(yīng)器是通過(guò)特殊設(shè)計(jì)的微結(jié)構(gòu)單元對(duì)流經(jīng)的反應(yīng)流體進(jìn)行切割,，實(shí)現(xiàn)反應(yīng)流體以微米尺寸，甚至更小進(jìn)行混合和換熱,。 因其內(nèi)部的微結(jié)構(gòu)具有極大的比表面積,，可達(dá)攪拌釜比表面積的幾百倍甚至上千倍，因此有著很好的傳熱和傳質(zhì)能力,，可以實(shí)現(xiàn)物料的瞬間均勻混合和傳熱,。
這也使得像硝化反應(yīng)等類似的劇烈反應(yīng)能夠在高溫狀態(tài)下安全進(jìn)行。這種微反應(yīng)器通常是連續(xù)流體反應(yīng)器（同間歇反應(yīng)器相對(duì)）,。同常規(guī)反應(yīng)設(shè)備相比微反應(yīng)器在很多方面都有優(yōu)勢(shì),，如換熱效率、反應(yīng)速度,、安全性,、穩(wěn)定性、可監(jiān)測(cè)性,、現(xiàn)場(chǎng)按需生產(chǎn),，并且能夠進(jìn)行更精細(xì)化的生產(chǎn)控制。
腐蝕，是由于材料和環(huán)境之間所發(fā)生的化學(xué),、電化學(xué)作用,，使得材料自身的功能受到了一定程度的損傷?；すI(yè)中,，金屬是制造設(shè)備的主要材料，經(jīng)常與腐蝕性介質(zhì)如各種酸,、堿,、鹽、有機(jī)溶劑及腐蝕性氣體接觸,。設(shè)備或管道在被腐蝕之后,，機(jī)械性能會(huì)發(fā)生不同程度的變化，造成設(shè)備或管道損壞,，增加非生產(chǎn)時(shí)間和修理費(fèi)用,，另外設(shè)備及管道的跑冒滴漏現(xiàn)象，使得原料和成本造成損失,，影響產(chǎn)品質(zhì)量,，污染環(huán)境，嚴(yán)重的情況下會(huì)發(fā)生物料的泄露,，引起設(shè)備爆炸,、火災(zāi)等事故，造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失甚至危及人的生命,。
金屬及合金材料的腐蝕中最常見(jiàn)的是酸腐蝕,，如硫酸、鹽酸,、硝酸,、磷酸、氫氟酸等,。鋼鐵的耐腐蝕性有局限性,，具有高性能的合金及非金屬材料在一定程度上解決了腐蝕問(wèn)題，如不銹鋼,、雙相不銹鋼,、鎳基合金、低合金鋼,、鈦材,、含鉬高的合金等，但耐受程度與酸的濃度和溫度有較大關(guān)系,。如高硅鑄鐵適用于各種濃度和沸點(diǎn)以下溫度的硫酸,，但不能用于發(fā)煙硫酸。普通奧氏體不銹鋼僅適用于中等溫度以下，低濃度和具有氧化性的高濃度硫酸,。耐鹽酸腐蝕的金屬材料除鉭,、鋯外，銅鎳合金,、不銹鋼等僅能在一定條件下使用,，不能用于熱鹽酸。
耐蝕塑料（PFA,、PVDF,、PTFE等）、玻璃鋼,、石墨,、搪玻璃、陶瓷等作為非金屬材料在腐蝕性的化工生產(chǎn)工況中應(yīng)用較多,。其中碳化硅材質(zhì)在微通道反應(yīng)器中應(yīng)用廣泛,，與金屬材料相比，碳化硅有較強(qiáng)的機(jī)械強(qiáng)度,、硬度高,、耐化學(xué)腐蝕、較低的熱膨脹系數(shù)及高導(dǎo)熱率等優(yōu)勢(shì),。
微反應(yīng)器的連續(xù)化操作,，使得一些不穩(wěn)定的中間體的后續(xù)合成成為可能。連續(xù)化操作的前提是采用機(jī)械泵進(jìn)行連續(xù)精確地輸送反應(yīng)流體,。微反應(yīng)器采用耐腐蝕材料,，如哈氏合金、碳化硅,，解決了反應(yīng)過(guò)程中的腐蝕問(wèn)題,，但泵體及管道的腐蝕使得微反應(yīng)器的應(yīng)用也面臨著巨大考驗(yàn)。因此,，有效提高泵體及管道防腐能力、延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命,，對(duì)于微反應(yīng)領(lǐng)域有著十分重要的意義,。
目前微反應(yīng)領(lǐng)域采用的不銹鋼進(jìn)料泵耐高壓，但耐腐蝕性較差,。腐蝕性液體輸送使用尤為廣泛的為氟塑料制造的耐腐蝕泵,，其中四氟泵應(yīng)用尤為廣泛，耐腐蝕性好,，但耐壓性有限,，不能適用于高壓反應(yīng)。連續(xù)流進(jìn)料對(duì)于泵除了耐腐蝕外還要同時(shí)滿足一些特殊要求，如需要穩(wěn)定無(wú)脈沖,、適用于不同粘度和溫度的物料,、耐壓、適用于易氣化物質(zhì),、精準(zhǔn)輸送等,。
基于上述條件，杭州精進(jìn)科技研發(fā)了一款既耐高壓又耐腐蝕的進(jìn)料泵,，泵頭結(jié)構(gòu)為不銹鋼內(nèi)嵌PTFE,，適用于更多的強(qiáng)腐蝕應(yīng)用場(chǎng)合。管道采用PTFE管,，連接部位在傳統(tǒng)卡套接頭的基礎(chǔ)上引入自抓式限位墊片,，利用卡套接頭空心螺釘接觸面配合改性塑料卡套形成作用外圈的壓力和內(nèi)圈的反作用抓力，耐壓性能顯著提升,。濃硫酸長(zhǎng)周期實(shí)驗(yàn)證明,，在輸送壓力為2.7-2.9MPa時(shí)，精睿高壓四氟泵能夠連續(xù)輸送濃硫酸1675h,。
金屬材料腐蝕的現(xiàn)象和機(jī)理比較復(fù)雜,，常見(jiàn)的有全面腐蝕、局部腐蝕（點(diǎn)蝕,、縫隙腐蝕,、電偶腐蝕、晶間腐蝕,、應(yīng)力腐蝕等）,。
全面腐蝕
點(diǎn)蝕形貌
縫隙腐蝕
晶間腐蝕
由于腐蝕是材料或結(jié)構(gòu)與環(huán)境介質(zhì)發(fā)生作用而造成的，因而控制腐蝕的技術(shù)途徑主要可以從材料,、環(huán)境,、界面三方面考慮。每種防護(hù)措施都具有其使用條件,，實(shí)際具體采用怎樣的技術(shù),，應(yīng)根據(jù)腐蝕控制的目標(biāo)、方法的可行性和經(jīng)濟(jì)性加以綜合考慮,。文中介紹的就是通過(guò)改變進(jìn)料泵的材料和泵頭結(jié)構(gòu),，減少腐蝕。作為目前化工行業(yè)的熱點(diǎn),，連續(xù)化反應(yīng)系統(tǒng)設(shè)備都需要重點(diǎn)解決腐蝕問(wèn)題,，后續(xù)將會(huì)有一系列文章進(jìn)行介紹，敬請(qǐng)期待,！