國際推展製程強化概念

「綠色製程設計」對化工產業來說，是非常重要的議題。由於化工產業在傳統觀感中一向都存在著建地面積大、高汙染、高能耗、高風險的刻板印象。故此，近年國際化工領域積極推展製程強化（Process Intensification）概念，來開發綠色製程，使製程朝向「微型化」與「多功能化」原則來設計。藉此降低化工產業製程設備的體積及能源需求，並同時減少對社會與環境的衝擊。

所謂「微型化」是藉由強化質傳及熱傳效率以縮小設備的體積。如超重力、微流道設備就在此範疇。而「多功能化」則是藉由設備及系統的設計將不同製程程序整合在一起，從而減少設備數量及能源的消耗，反應性蒸餾就是其中一項代表性技術。

採用功能化設計原則

精化產品製程也在近年導入多功能化的設計概念。以往在生產精化部主力產品的反應過程中都會產生超高濃度廢水，致使後端廢水系統處理不及造成擴產的瓶頸。而超高濃度廢水其實就是原料與反應的混合物，只要再經過蒸餾純化就可將其分離並再利用。但在產能滿載狀況下，若再使用反應器進行蒸餾純化的工作，勢必會影響產能。

為了解決這個棘手的問題，我司採用多功能化設計原則，將反應器及蒸餾塔兩種功能整合在一起，稱之為「反應蒸餾」，簡單說就是使反應及蒸餾純化在一套系統裡同時進行，而不另外占用其他的設備及工時。

此技術主要有四項優點，列舉如下：

1.降低設備數量

以前至少需使用兩套反應設備(連同其附屬設備)。而功能整合後，僅需要在一套反應設備增設小型分餾系統，就可達到相同目的。不單是設備數量減少，占地亦大幅減少。

2.減廢並提高原料利用率

分離方式將蒸餾出來原料迴流至反應系統中，不與廢水混合。本來會排放到廢水中的原料，現在可以回收到系統中繼續參與反應。達到減廢的同時，連帶提升原料利用率。

3.縮短反應時間並提升化學反應率

根據勒沙特列原理(Le Chatelier principle)，當副產物產生立即從系統中移除，不僅可以加速反應速度亦能提升反應轉化率。反應蒸餾正是利用此概念，當副產物產生時立即利用分餾技術將其移除。精化部主力產品的製程在導入此技術後，反應工時減少許多，轉化率提升亦非常顯著。

4.充分利用反應熱，減少能源的使用

過往兩個製程段分開，必然會有反覆冷卻及加熱的過程，無非就是一種能源浪費。當功能整合後，不但沒有反覆加熱冷卻的問題，還可以充分利用反應熱減低蒸餾純化時能源的需求。

綠色化學願景可期

由於多功能化製程設計，需要結合兩個或以上的製程，涉及反應動力學、熱力學及多變數設計的概念。在早期電腦運算技術還不夠成熟時，只能仰賴設計者經驗，加上反覆試誤的過程，往往難以真正放大實現。現在可藉由專業程序以及目前常見的化工模擬軟體輔助，如 AsepnPlus、PRO II 與ChemCAD，使多功能化製程設計變得容易許多。

因應全球環保意識抬頭，傳統化工製程的生存空間已大幅受限，未來綠色化工製程之設計主流，都希望朝製程強化的方向發展。HOPAX將持續追求設備微型化及多功能化，以最低的能耗與最少的空間，產出穩定高品質的產品，達成製程整合、節能減廢的綠色化學工廠之願景。

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