微型的集装箱式流程工艺设备—实现高效、灵活和节约型的流程工艺生产，一半以上的企业都认为这是一项非常有益的未来型技术

在产品研发到市场投放的时间缩短50%的高要求下，过去几年里，F3 Factory集装箱式生产模块和微反应设备的研发有了长足的进展。到底有多少理念变成了现实？哪些地方的贯彻落实环节出现了问题？《流程工业》德文版杂志对这些实际应用情况进行了独家调查。

还没有听说过50%的理念吗？还没有听说过F3 Factory项目吗？那就太遗憾了！因为许多人都认为：这将对化工设备的规划设计和研发带来一场思维方式和观念的大转变。但这种转变并不是孤立的，正如《流程工业》杂志记者在对100家企业的独家调查中发现，70%的被调查企业（从事化工和药品生产的大型集团公司占了一半以上）还没有听到过F3项目这个词，而向他们介绍了这一理念后，57%的企业认为这是一种有着广泛应用前景的技术方法（参见饼状图）。

F3 Factory项目到底是什么？流程工艺技术从实验室开发到应用于实际生产中的过程耗时漫长，历时10年把实验室中研发的工艺转换成现实生产力的例子比比皆是，而在特殊化工和精细化工领域中，这一时间可能会更长。而今天，对流程工艺研发提出的要求是：快速的投放市场、很高的流程工艺灵活性以及尽可能低的投资费用。3年前，在一次流程工艺技术研讨会上，有研究者提出了一个创新的想法：流程工艺项目的研发时间要缩短50%。

为此，能够更快的投放市场、更灵活的小型流程工艺设备需求应运而生，但这就需要创新的技术方案，而把现有设备按比例缩小是行不通的。这不仅需要新的设计方法，还需要新的自动化技术方案和安全技术方案。例如：

虽然实现了实验室规模流程设备的连续运行，但是所实现的仅仅是一些小范围的技术创新，如用旋转蒸发器代替了传统的蒸发塔。

流程工艺过程设计的主要部分是制定R+I流程图，而其重复使用的可能性极小。在这一方面，多特蒙德技术大学流程设备和流程工艺系的研究工作充分证明：在流程设备的规划设计中，模块化原则将得到进一步的发展和应用。在决策树法的帮助下应能简单方便地把像PID模式的“泵”或“热交换器”集成到系统中。

必须构思完全创新的自动化技术方案。

实践中的飞跃

当前，欧盟正在努力推进F3 Factory和Copiride两个项目。F3 Factory项目的重点是灵活、快速和面向未来，参与研究和开发的联合体有25家来自欧洲技术领先的企业和流程工艺研究所，目的是把大型设备连续生产的优点和小型设备生产灵活的优点结合在一起。不久前在勒沃克森Invite化学工业园揭幕的研发中心就是这一项目的应用实践，参与这一项目的合作伙伴是拜耳集团公司、巴斯夫公司、Evonik公司，Astra Zenca和Rhodia公司。

Copiride项目则侧重于多功能的、通用设备平台的研发。结构紧凑的集装箱式流程工艺设备，把多功能的设备、反应器组合在一起，从而能够以灵活的组成结构适合不同流程工艺过程的设备。这一项目的另一个重点是微反应器的标准化和进一步开发，使之能够满足大批量生产的要求。在特殊化工专业厂Evonik公司，可以看到很多未来型的流程工艺技术，3个各长12m的集装箱式设备Evotrainer包括了生产所需的所有设备：反应釜、过程控制系统、IT技术模块、原材料仓库、消防设施、紧急通道、集水槽等，所使用的技术还包括生产电化学品所需的微型工厂技术。化学品的研发一般都在集装箱式设备中平行进行工艺技术开发，为生产厂节约了大量宝贵的时间，几乎可以提前2年将产品投放市场。

“我们需要更经济的、更坚固耐用的模块化流程设备样机。”流程工艺和工程技术项目组负责人Frank Stenger博士在德国德西玛化学工程与生物技术协会Dechema的专题技术讲座中说道。根据他的经验，这类流程设备的另一个重点就是灵活性和价格。

尽管征途充满荆棘，但研发工作依然不断向前发展。目前，Evonik公司与斯图加特大学和荷兰爱恩德霍芬大学以及Mainz市的IMM微流程工艺研究所建立合作，研发第三代集装箱式的流程工艺设备，这一设备的特点是拥有通用的基础平台，其供水、供气、供电、供热系统以及数据传输系统的设计从理论上应能满足多种化学反应釜的需要。

微反应技术

流程工艺技术也有很多可以改进提高的潜力，有些流程工艺企业就已经开发出了这种类型的模块了。例如，Granz市Micro Innova公司研发生产的Miniplansystem系统，Ehrfeld微流程工艺技术公司（BTS）研发生产的Lonza FlowPlate微反应器——已在Achema 2012上展示，类似板式热交换器的微反应器。

在医药产品和精细化工生产领域，年产量大，同时还要求以最快的速度对市场做出反应，微反应技术具有诱人的应用潜力。为持续的发展下去，转变设备的研发思路必不可少。最优化的工程设计应如Gerhard Schembecker博士在多特蒙德技术大学专题报告中所说的那样：“如果想实现模块化，就需在一些领域加以限制，期望100%型的解决方案是不可能的。”

调查过程中意见摘录

由于欧洲在新设备方面中的投资越来越少，现有设备的补充和改造过程应注意整体方案的探讨，而流程设备的运输也值得商榷。

模块化流程工艺设备项目的生产控制取决于研发设计：所需的基础设施，例如水、电、气的供应；自动化系统设计等。模块化结构的流程工艺设备是未来发展的趋势。

市场需要更快速的、灵活的流程工艺设备，因此，F3 Factory项目走的是正确的道路。

专业化工领域中的流程设备有一个缺点：生产控制的灵活性差，只能生产特定的产品。

模块化扩展的流程工艺系统可轻松方便地加以改造、扩充和补充，但从整个流程工艺过程链的角度进行考察，从上料、产品灌装到产品包装，大多数用户还是做不到这点，因为他们对流程工艺设备的规划设计了解甚少，包括操作使用原理和维护保养知识等。