未来的化工生产模式

未来的化工生产模式可以在德国勒沃库森看到。被称之为F3的欧盟项目将开拓世人的眼界。在此，PROCESS杂志向您做一简要的介绍。

拜耳技术服务公司的Sigurd Buchholz博士在介绍F3化工厂的情况时说：新的连续生产的化工厂不生产长生不老的万能药，即使这一项目最终成为一个示范性的工程，能够生产精密化工产品、APIs或者聚合物。但是它所采用的流程工艺技术是一种迄今为止技术最灵活、有着更高经济性的流程工艺方案，是值得人们注意的。他所介绍的F3化工厂代表着化工企业的未来，是一个有欧洲25家化工生产企业和高等院校参与的、由拜耳技术服务公司负责协调的欧盟项目。

原来一直使用的、著名的老生产工艺，如无缝管生产线和批次投料生产设备已经不能保证未来生产发展的需要，因此企业负责人们决定在4年时间内研发生产一套新的工艺方案，一套能够把两套设备中的优点结合在一起、保持欧盟化工企业在世界上有着比其他地域化工企业更强竞争力的工艺技术。促使开展这一研发项目的原因很多，例如：能源价格的上涨，石油资源的日益匮乏，越来越高的市场要求，来自汽车制造业和电子工业较短的生产周期和很大的需求量的要求，不断变化的产品多样性，对用户需求、对亚洲和中东腾飞发展的化工基地需求的快速反映等等。适应未来的需要，快速和灵活生产，这些就是这一欧盟合作研发的宗旨，从而也使得这一项目有了特殊的名称F3＝灵活（Flexible）、快速（Fast）、未来（Future），即3个F。合作伙伴们计划为这一项目投资3000万欧元，在欧盟科研框架计划的范围内，欧盟投入的资金约1800万欧元。

“在这一财团有力的支持下，结合化工和高校各方的专业技术使我们有了强有力的后盾。”Buchholz先生说。在同事们的热烈掌声中，他介绍了这一项目实施的具体计划。

集成度提高

“我们考虑使用流程设备集成系统。”F3项目BTS部门的复责人Tobias Gr?mping博士说。它是抽象概念“Wordings”的一部分，以便让所有的项目参加者都能更好地理解，表示的是仪器设备各个解决方案综合起来构成一个相互连接的工艺方案，例如化工合成用的混合设备和反应塔，或者下游产品中使用的分离设备。

这种流程设备集成系统将会逐步地构建成为高性能的集装箱式的流程工艺模块。一个定型了的反应模块，例如由控制系统、能源供应系统和药品原材料供应系统组成的模块可借助于“即插即用”功能与流程设备主干线连接起来。要实现这一目标，需要一些迄今为止已经掌握的技巧和方法。而这些技巧和方法长期以来都分散掌握在项目成员企业的手中，没有形成一股“合力”。现在，项目的研发人员将把这些分散的力量集中起来，构建一个个集装箱式的模块；把这些模块按照聚合物、化工原材料和精密化工产品生产的要求任意地组合起来就能够生产出所需的产品。

为了在规定的时间内完成项目，整个项目分解为若干子项目平行展开。目前的进展状况是：对不同的模块类型和相应的生产情况进行评审，设计和制造流程设备的主干系统。同时开展这一技术的推广和个案的研究。

到4年的研发期结束之后，即使没有达到创新、改革的目标，也肯定会在化工技术领域带来巨大的影响，因为这一领域已经非常清楚地显现了要出现根本变革的迹象。因为去年6月的项目启动会议把一些化工领域中的著名企业和高等院校都联系在了一起。除了像Arkema、Astra Zeneca、BASF、Evonik Degussa、Rhodia和Procter & Gamble等著名的化工企业之外，欧洲精英级的高等院校也都参与到这一项目之中。在市场中，有些项目成员企业还互为竞争对手，但在项目协调规则的作用下他们都能够为同一个战略目标齐心协力。

避免同室操戈

“项目的试验产品经过了精心的挑选，以避免出现内部的直接竞争，这样所有参加项目的合作伙伴都可以全力以赴地投入到项目研发中，自由地交换意见和看法。”Buchholz先生说。例如BASF公司参与的是无稀释剂的聚合物生产，Rhodia公司则从事新型塑料材料的研发，Evonik公司则在单基体共聚物和中间产品的单质子项目中开展工作。Arkema公司承担的是重要的可再生原材料方面的研究：由生物物质生成的丙烯醛和丙烯醛的前期产品。各个高等院校则在测试仪器设备方面给予大力的支持和帮助。卡尔斯沃大学的试验中心侧重于微流程工艺技术的研发；波鸿的鲁尔工业大学的液选技术专业负责的是模块式分选设备的研发。据波鸿鲁尔大学的代表Marcus Grünewald教授介绍，他们的目标就是将高塔般的蒸馏设备缩小为一个较小的模块，使其能够适合即插即用设备的要求。

瞄准了经济性

F3项目的特点不仅具有是灵活性，而且兼有经济性。这一研发项目同样要实现节约能源和减少原材料消耗的目的。根据项目要求的测算：典型化工产品生产时的能源消耗要减少40%、原材料消耗要减少30%。“最重要的是实现流程工艺技术的集成、希望实现跳跃性的效率提高。”Gr?mping先生说。这也涉及到流程工艺技术的强化、高效设备的万能性和充分的利用资源。利用微化工技术或者混合工艺技术已经部分地实现了这些目标，例如反应蒸馏塔。还有一些新的工艺技术方案正在讨论研究之中，例如：微波合成技术或者使用电离液、超临界水来代替稀释剂。Dominique Roberge（Lonza）进行的一项调查研究表明：精细化工中20%的反应过程可以通过使用更加合理的流程工艺技术而获利。

F3项目的成员不想对整个化工技术领域中的概念重新下定义，项目中的每一个成员都在目前相对独立的、在现有技术的基础上拿出自己新的解决方案。这一项目应为下一步的实施和未来的应用奠定基础。每一个项目成员都根据各自之前完成的工程项目贡献出自己宝贵的知识和经验，例如Evonik公司和Procter & Gamble公司已经在欧盟的推广项目：流程工艺技术的强化和微化工技术推广项目中成功地进行了合作。在德国，虽然在跨企业的领域中展开了微化工技术的研发项目，但在实际应用中却局限在每个单独的企业中。Buchholz先生说：“此次的方案将会得到更大的推广。”在展示中心，能够在当前勒沃库森的化工园区中看到项目成员携手并肩获得的成果；到2011年时，将会公布这一方案技术验证的可行性报告。那时工作才真正的开始：评定F3项目是否是化工领域中的一项革命性成果，还是办公桌抽屉里的一叠废纸。