十年破局｜微通道连续流技术：从实验室走向万吨级工业化

黄金十年|2015-2025年，探索连续流技术产业化的中国方案

在化工领域的版图上，连续流微通道技术宛如一颗冉冉升起的新星，自2010年起，它从实验室的理论构想逐步落地生根，成长为在大规模工业化应用中熠熠生辉的实用技术。凭借高效、安全、绿色的显著特性，连续流微通道技术正重塑着众多行业的生产模式。

化工合成车间，一批高活性药物中间体正在反应器中“流动”合成。与传统巨型反应釜不同，这个工艺的核心装置仅如行李箱大小。微通道反应器内，分子在毫米级空间内高效碰撞、传热、转化。这种连续流技术正以“微尺度”重构化工制造的宏观格局，从实验室创新到万吨级工厂，掀起一场生产模式的革命。

微通道连续流反应技术被公认为21世纪化学合成技术的革命性成果。通过研究微时空尺度下的“三传一反”特征与规律，实现过程安全、高效和可控，已成为高质量发展的重要技术推动力量。在政策与市场的双轮驱动下，2018年10月发布的《石化绿色工艺名录》正式将微通道自动化生产工艺纳入其中;2023年3月，工信部与国资委联合印发的《前沿材料产业化重点发展指导目录》中，新型微通道反应器装备及连续流工艺技术位居榜首;2024年1月，由应急管理部起草，国务院安委会印发的《化工和危险化学品安全生产治本攻坚三年行动方案(2024— 2026年)》中，明确高危工艺企业应用微通道、管式反应器等新装备、新技术。标志着其战略地位获得国家层面的确认。

海外先行|连续流技术从实验室迈向工业化的早期实践

全球连续流技术商业化进程始于医药巨头的敏锐布局。2016年，日本味之素旗下比利时子公司Ajinomoto OmniChem率先引进Chemtrix微通道反应器设备，次年即开发出实验室级连续流工艺。到2018年，该公司成功实现规模化生产，其药物精细化学品业务总监Eric De Vos博士指出：“连续流化学平台可放大至100kg商业化生产水平，微小结构确保简单切换不同工艺。” 这一突破性进展不仅加速了API(药物活性成分)的安全生产，更拓展至寡肽、寡核苷酸等高端领域，为行业树立了技术升级范本。

味之素比利时 Wetteren 工厂的 GMP 连续流中试 / 生产平台

产学研协作成为推动技术落地的核心引擎。2017年，由12家企业和5所科研机构组成的CCFLOW国际联合会在奥地利成立，项目获得4700万欧元资助。在技术总监Oliver Kappe教授(连续流研究逾15年的权威学者)带领下，阿斯利康、礼来制药、Chemtrix等企业协同攻坚工艺简化与放大难题，覆盖从合成化学到工厂设计的全链条创新。

CCFLOW技术总监Oliver

设备厂商的技术输出同样功不可没。2012年，美国康宁公司将Advanced-Flow™微通道反应器引入中国，与常州大学共建联合实验室。其反应器采用非金属耐腐材质(碳化硅和玻璃)，可定制年产数十吨至数千吨的生产方案，在硝化、氧化等高危反应中展现显著优势。尽管单台设备价格达百万元(年处理250吨规模)，但长期看可降低30%以上综合成本。

图源-常州大学官网

以微止危|破解高危工艺痛点，走出连续流技术中国路径

硝化反应作为18类国家重点监管高危工艺之一，长期因事故频发成为行业痛点。中国创新企业以“微通道技术”为突破口，在“谈硝色变”的高难度领域实现了本质安全突破。

2022年，百合花集团与贵州微化科技率先攻克高黏度固体浆料体系的连续硝化难题。针对含固体颗粒的高黏度物料易堵塞微通道的行业痛点，覃志忠博士团队联合贵州微化科技，创新开发出HL高黏度含固反应器——在保留微通道高效混合特性的同时，引入外加机械能场强化传质传热，彻底解决物料沉积问题。这套万吨级装置投产后，物料停留时间缩短至传统工艺的1%-2%，硝酸用量降低10%-15%，产品杂质含量从1.0%降至0.2%以下，实现了染料中间体生产的安全与品质双跃升。这也是连续流技术在国内的第一套万吨级生产装置。

贵州微化科技HL万吨级工业化装置

来源:《中国化工报》

2025年，常州大学张跃团队的《新型连续流微通道反应器系统集成及在硝化反应中的应用》入选工信部首批先进适用技术。其核心创新在于多通道并联设计，通过冷热传质通道协同，在浙江万丰化工的偶氮染料生产中，将硝化反应风险等级从高危降至可控。

浙江万丰化工股份有限公司偶氮染料装置

来源：常州大学环境科学与工程学院、《光明日报》

农药行业成为连续流技术首个规模化应用的战场。该领域涉及的硝化、重氮化等反应被列为18类国家重点监管高危工艺，传统釜式生产事故频发。微通道技术凭借“以微止危”的特性，通过毫升级反应单元和高效传质传热，将反应风险降至最低。

东湖高科为国内首次公开报道使用连续化技术实现产业化应用的农药企业。2012年浙江工业大学丁成荣团队与绍兴东湖高科合作开发的连续流技术，攻克了有机磷农药的世界性难题，该技术荣获浙江省科技进步奖二等奖。他们创新设计矩形管高通量微通道反应器，建成全球首套年产5万吨乙烯利连续流装置，于2016年建成投产，使原药含量从89%提升至91%以上，生产成本下降27%，三废量减少43.6%。更通过产业链整合，将副产二氯乙烷转化为矮壮素原料，三甲胺尾气则用于生产氯化胆碱，实现资源全循环。

东湖高科连续化生产装置

扬农集团在吡啶杂环类产品生产中，用微通道连续流技术替代传统釜式烯胺合成工艺。这一革新将反应停留时间缩短至原工艺的千分之一，单步能耗直降95%，更从源头杜绝了强放热反应的安全风险。2018年该技术在宁夏瑞泰落地后，2023至2024年一氯/二氯/吡虫啉系列产品创收近9亿元，利润约4000万元。该技术路线已通过中国石油和化学工业联合会科技成果鉴定，整体技术处于国际先进水平，并先后入选2020年度绿色工艺名录、2021年度石化绿色低碳工艺名录。

来源：工信部官网

制药行业正迎来连续流的深度渗透。2023年4月，康宁公司成立连续制药科技(AFPT)服务业务，在苏州设立全球服务中心。该平台整合微反应器与在线检测设备，为药企和CDMO提供“工艺参数-样品-分析”一体化解决方案。康宁副总裁姜毅强调：“服务将缩短早期化合物合成周期，推动实验室到药品生产的全链条连续流化”——这一布局直指万亿美元规模的制药市场降本增效痛点。

来源：康宁官方新闻稿(康宁中国官网)

2024年，浙江圣达集团控股的昌明药业公司公布“连续流法制备N-[1-(S)-乙氧羰基-3-苯丙基]-L-丙氨酸”专利，采用填充贵金属催化剂的连续流反应器进行加氢反应，大幅缩短反应时间并减少副产物生成，为糖尿病药物合成开辟新路径。同年7月，药石科技在成都国际论坛展示其连续加氢设备，通过端到端连续流工艺将某商业化产品的工艺质量强度(PMI)降低40%，能耗减少35%，空间利用率提升3倍，两年蝉联美国化学会CMO绿色化学卓越奖。

药石科技气液固连续加氢装置

来源：新浪财经

国际制药巨头强生公司的糖尿病药物卡格列净合成更是连续流多步合成的典范。齐鲁天和惠世制药开发的连续流工艺，在-18℃下仅用44秒完成传统工艺需数小时的四步反应：

聚力共生|产学研携手打通连续流技术产业化最后一公里

连续流技术的普及离不开设备商、高校与企业的三方协同。2025年6月27日，贵州微化科技与贵州理工学院联合建设的微通道反应工艺及设备中试平台，入选贵州省《2025年第一批科技成果转化中试平台清单》，该平台集成贵州微化科技60套小试设备(涵盖微波反应器、HL、MT、LT等装置)及22套中试系统(集成换热、输送、在线监测等关键模块)，既能满足多样化实验需求，又能支持工业级量产的全流程验证;部分核心设备采用模块化设计与自动化控制，大幅缩短实验室到规模生产的周期。主要提供精细化工产品微通道连续反应关键工艺技术中试、新能源材料微通道连续反应关键工艺技术中试、无机纳米功能性材料微通道连续反应制备及改性关键工艺中试、中试技术包开发及工艺指导等服务。

来源：贵州理工学院

西华大学理学院院长王周玉带领团队深耕连续流人才培养，聚焦硝化、氧化、氢化三大高危领域，为行业输送兼具理论与实操能力的专业人才。常州大学张跃团队建立了“企业提出需求—高校提供方案—企业降本增效”的产学研模式，当南通醋酸化工在AK糖生产中遭遇硝化安全风险时，团队开发的多通道并联系统既保障了安全，又使能耗降低20%。

闰土股份2021年投入近7亿元启动30个新建项目，其子公司迪邦化工与清华大学合作开发的微通道染料合成连续化工艺正在安装调试。通过管道式反应替代高大反应釜，生产过程不仅效率提升，安全风险也大幅降低。

十年回望|连续流技术的时代机遇与待解难题

从2015年微通道反应器开始在实验室出现，到2022年，贵州微化科技在百合花集团率先实现万吨级连续硝化装置技术突破，再到2025年万吨级微通道装置遍布东部化工园区，十年间连续流技术完成了从科学概念到产业支柱的华丽蜕变。百合花集团的染料硝化、扬农集团的吡啶清洁生产、丁成荣团队的乙烯利绿色工厂等项目，共同勾勒出一条“本质安全、低碳循环、智能高效” 的产业升级路径。尽管成果斐然，连续流技术仍面临现实瓶颈。精细化工行业普遍存在柔性生产需求，而连续流产线灵活性不足，一套装置通常仅适配单一产品，装置投资成本高等现实问题。

微通道内流动的不仅是化学物质，更是中国化工经济的命脉与未来。随着本质安全与双碳战略成为全球共识，这场由毫米级通道引发的工业革命，正在将传统化工的“钢铁巨塔”转化为灵活、高效、安全的现代产业新生态。

参考文献

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[12].药石科技. (2024). 连续加氢技术在绿色制药中的应用 [CMO绿色化学论坛演讲]. 成都国际制药技术大会.(PMI降低40%技术展示)

[13].贵州理工学院.(2025).贵州理工学院：促进微通道工艺技术科技成果转化(公众号推文)

[14].覃志忠. (2022). 高黏度物料微通道反应器开发进展 [全国精细化工连续流技术研讨会演讲]. 杭州.(百合花集团机械能场强化技术)

[15].Ding, C., & Donghu Gaoke Co. (2024). Annual report of 50,000-ton ethephon continuous flow project. Zhejiang University of Technology.(丁成荣团队乙烯利项目报告)

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