我們的EMC全自動催化劑評價裝置推出后,因為將使用了幾十年的傳統(tǒng)固定床升級成了臺式全自動智能固定床,備受市場歡迎。有用戶非常好奇,歐世盛并不是做固定床的企業(yè),為何能把困擾催化領域幾十年的微型智能化的問題這么快地解決了,有啥玄機?
起因是三年前公司兩位創(chuàng)始人因為大連化物所采購了不少柱塞泵而去用戶那里交流超低流速問題的時候,在化物所實驗室第一次看到了用來做催化劑研究的大塊頭傳統(tǒng)固定床,設備上帶著各種復雜的指針儀表和閥以及又粗又長的反應柱管,看起來像是上世紀的古董。
隨后在和用戶的交流中了解到,催化劑篩選的液體流速需要精準控制到每分鐘千分之一毫升,而柱塞泵由于內(nèi)部結(jié)構(gòu)限制只能長周期控制到0.05mL以上,用戶需要重復幾次實驗才能取到相對準確的結(jié)果。當兩位創(chuàng)始人問到為何設備體積這么大這么多儀表的時候,用戶唉聲嘆氣說道,一直想解決設備小型化問題,可跟所有的固定床企業(yè)都交流過了,沒有實質(zhì)性突破,而如今再買固定床實驗室已經(jīng)沒有地方放置了,而且設備體積大就意味著持液體積大,平衡時間長,VOC排放也很大,環(huán)保壓力很大……
看到傳統(tǒng)固定床的這么多痛點,回到北京兩位創(chuàng)始人又分頭拜訪了中石化、清華大學等催化實驗室,綜合多位實驗室科學家的綜述,總結(jié)出了傳統(tǒng)固定床的7大痛點:
01 體積太大,日常使用最好能放在實驗臺上
02 泵精度不夠
03 反應器太長太大,加熱爐太大
04 恒溫段太短,升溫過程漂移
05 氣液分離器太大
06 減壓閥、背壓閥最好能自動控制
07 軟件系統(tǒng)分析在線檢測數(shù)據(jù)不充分不簡潔
以上種種涵蓋了固定床所有核心部件,要解決這幾大痛點無異于固定床的整體升級換代。
由于我們有在制藥行業(yè)應用全自動加氫設備H-FLOW的經(jīng)驗,自動背壓閥,減壓閥,在線檢測聯(lián)動分析不是問題,但每分鐘1微升的高壓泵是難點,3mL/20MPa自動氣液分離器也是難點,800℃精準升溫和恒溫段也不是小問題,柱管變短意味著要解決加熱方式和密封方式的問題。
由于整個設計涉及到化學工程、材料學、流體力學、反應動力學、微流控、熱管理、自動化、傳感器、工藝、算法等很多方面,多學科多領域交叉,對歐世盛研發(fā)團隊各個方面技術(shù)人才的要求非常高,可能這也是國內(nèi)外沒有這種設備的原因吧。但一旦解決了,全國幾萬臺固定床將可能全面升級換代,科學家們的研發(fā)效率至少提高100倍以上。歐世盛內(nèi)部立即開展了動員大會,一定要為科學家們提供更好的利器,并將首臺產(chǎn)品出廠日期定為立項后的一年整。
經(jīng)過無數(shù)個不眠之夜,做了無數(shù)次實驗之后,通過熱傳導模擬計算以及流體動力學模擬優(yōu)化,并借助特定的加熱材料,再加上自研上位機控制軟件的加持,最終成就了一款全自動的催化劑篩選評價裝置,芳名EMC(Evaluation Machine of Catalyst)。
隨著首套的成功交付,又根據(jù)用戶的需求陸續(xù)推出了雙通道、4通道、8通道、16通道。不同的通道數(shù)量基礎上根據(jù)反應類型的不同又延伸出分別適用于氣固/氣液固反應的型號。由此衍生出了EMC系列豐富的產(chǎn)品型號,用于滿足不同場景的應用需求。
以頗受實驗室歡迎的雙通道評價裝置來闡述,其包含EMC-2(氣液固)/EMC-G2(氣固)兩個型號,氣固/氣液固反應均可實現(xiàn),尺寸(深×寬×高)500×900×610/600×900×800(mm),占地面積小。高壓注射泵壓力控制精度小于0.1Mpa,最小流量精度可達到0.001mL/min(氣液固型),反應柱管18cm,恒溫段12.8cm、無需密封圈使用硬連接(氣液固型),后端接3mL高壓自動氣液分離器(氣液固型),無需等待降溫,旋擰15°一鍵插拔石英反應柱管(氣固型),還可以與自動樣品采集器聯(lián)用實現(xiàn)樣品定時定量在線采集(氣液固型),與在線液相色譜聯(lián)用實現(xiàn)樣品在線過程檢測。設備全流程自動控制,無需人為干預操作過程,前端搭載有全自動減壓閥,后端搭載有全自動背壓閥,二者配合完成反應體系升降壓全過程。操作者只需要在軟件上動動手指設定好流速、溫度、壓力,機器即可開始工作,還可以用手機遠程觀察工作狀況。這款小型化、智能化、全自動、低VOC排放的設備,實現(xiàn)了化工行業(yè)面臨的“綠色化、智能化”的要求,廣泛適用于涉及催化劑研發(fā)、篩選、評價的科研院所和企業(yè)用戶。
從應用角度來考量,原本用固定床反應器或釜式反應器等傳統(tǒng)反應器來做催化劑研究的領域存在著大量的EMC催化劑評價裝置的應用場景,所以這個產(chǎn)品對存量的釜式反應器或固定床評價裝置有很大的替代潛力,用戶也是基本上重疊的,包括石油化工、基礎化工、化學制藥等等,對于這部分用戶的覆蓋和相關(guān)應用我們的銷售和應用工程師已是駕輕就熟。
而對于新技術(shù)、新領域、新產(chǎn)業(yè)衍生出來的新需求,有著更廣袤的應用場景可以探索,比如:氫能源領域電解水制氫環(huán)節(jié)基于納米金剛石構(gòu)建新型催化劑的篩選研究;大氣治理領域氣體Voc催化降解評價研究;汽車尾氣凈化領域三元催化劑基于活性組分、載體、涂層的研究;環(huán)保領域工業(yè)廢氣處理涉及的分子篩催化劑研究;氫燃料電池國產(chǎn)化進程中低鉑或非鉑催化劑的研究;CO?資源化利用領域,用于CO?電催化還原的單原子催化劑的評價;納米新材料合成領域以及鋰電池領域,單原子催化劑(SACs)的研究;生物質(zhì)轉(zhuǎn)化領域固體酸催化劑的研究;有機合成中催化雙鍵異構(gòu)化、氫化、胺化、脫氫環(huán)二聚、醛醇加成等特定化學反應的固體堿催化劑的研究……從而帶來令人興奮的新增市場。
于用戶有價值,于企業(yè)有效益,于傳統(tǒng)需求可替代,于新興需求可持續(xù),如此的產(chǎn)品才是有生命力的產(chǎn)品。我們?nèi)諒鸵蝗兆龅氖戮褪遣恢>氲胤矫恳粋€山丘,白了頭,也無悔。這也是歐世盛矢志不渝的追求。