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    发布时间:2017-04-10 14:40:15    点击:2412

我院“微界面传质强化反应-精细分离集成系统”项目通过科技成果鉴定


    4月9日,由南京大学张志炳教授团队牵头联合三家企业单位共同完成的“微界面传质强化反应-精细分离集成系统研发”项目在宁举行科技成果鉴定会。鉴定会由中国石油和化学工业联合会姜砚茹处长主持。南京大学校长、中科院院士陈骏,校长助理李成,以及南大科技处、化学化工学院等相关单位负责同志出席会议并讲话。
    校长助理李成教授在致辞中对与会专家、学者和企业代表与会表示热烈欢迎,对中国石油和化学工业联合会一直以来对南京大学科技工作的支持表示感谢。他表示,南京大学所取得的成绩离不开行业协会、兄弟高校、合作企业长期以来的鼎力支持和精诚合作,希望与会专家能多提宝贵意见,支持项目继续完善为国家发展服务。
    会上,张志炳教授代表项目团队向与会人员报告了项目研究相关情况,从项目立项背景、科学技术问题、理论基础、研发情况、应用与先进性等方面详细阐述了“微界面传质强化反应-精细分离集成系统”的核心内容,并就专家组提出的问题进行了解答。
    项目应用现场标定组资深专家、原中国石油和天然气集团炼化局门存贵总工程师介绍了示范装置72小时连续标定情况与结论。
    鉴定委员会由中国科学院院士、清华大学费维扬教授担任主任委员,中国工程院院士、南京工业大学欧阳平凯教授和中国工程院院士、福州大学付贤智教授任副主任委员等七位行业内高级专家组成。在审读成果报告、查阅支撑材料并对课题主要研究与应用情况充分质询的基础上,形成了鉴定意见:“该技术具有原创性和自主知识产权,多项关键技术已达到国际领先水平”。
    南京大学化学化工学院执行院长黎书华向张志炳教授团队获得的成就表示祝贺,并代表学院向与会专家、代表及各级领导对化学化工学院学术发展的大力支持表示衷心感谢。
    陈骏校长在致辞中对张志炳教授团队不断推陈出新的科技研究成果表示高度赞扬,他认为这项新技术应用范围很广,有望解决石油开采、页岩气、地球化学等不少领域的关键问题。他指出,南京大学在过去三十年始终坚持基础研究这一特色与优势,始终坚持与国际接轨的科研标准,取得了丰硕成果。在关注SCI指标,解决数量问题后,在最近十多年,学校聚焦前沿科学问题,重视顶尖期刊,重视质量,成绩显著,在NI指数排名中南大名列全球12位、全国第2。当前,南京大学提出要做问题导向的原创科研,将论文导向的科研转向问题导向。他希望,南京大学的科研能从解决科学问题出发,发展有重大意义的原创性应用研究,并注重与其他学科、其他团队的交叉融合,创造更大成果。
    姜砚茹处长感谢专家的辛勤劳动和严谨科学的鉴定评价以及标定组专家严格的标定考核,并祝贺南京大学取得高水平的研究成果,希望南大能在我国转型“中国智造”的新时期,为企业解决更多的生产实际困难,延续企业与院校的良好合作传统。
    据了解,现代石化、煤化工、制药、生化发酵、新材料制备、废水处理等工业中有很多慢反应过程,如氧化、加氢等等,这些反应体系的气液相界面积很小,传质效率较低,因而制约了反应效率的提高。而反应效率低,就将直接影响产品生产过程的能耗物耗和产品竞争力。因此长期以来,人们想了很多办法试图解决此问题,虽在某些方面取得了可喜进展,但终因理论或设备方面等种种原因,没有找到突破性普适化的技术方法。
    张志炳团队从基本理论分析入手,认为目前工业上采用的加氢、氧化、氯化等慢反应过程的气液固反应器设备效率低主要归因于它们大多只能产生较大尺寸的气泡(厘米获毫米级),即使有些大毫米级尺度的气泡产生,也仅占其中很小比例。其内在原因是传统的搅拌桨或鼓泡塔反应器中只能产生厘米或大毫米尺度的Kolmogorov湍流涡。因此,即使再加大搅拌电机功率,其大部分能量也只能转化为热能,而不能转变成为小气泡生成所需的表面能。
    为此,张志炳教授提出了研发微米尺度气液界面反应系统的构想。经过十多年的攻关,不仅提出了微界面传质强化反应的理论,同时开发了微界面传质强化反应器构效调控系统(简称MTIR系统),建立了整套构效调控数学模型,这些模型可依据输入的能量调控气泡直径和气泡个数、从而调控气液界面和传质速率,因而可以依据工业上的实际需求,计算和设计反应器的结构,或反之。如此,可在反应过程的催化剂、物料配比、操作条件等不变情况下,实现反应效率成倍提高、能耗、物耗、水耗、污染物排放等大幅降低的目标。
    该项目已申请国内外发明专利41项,已获国内外发明专利授权30项。其中7项为欧美专利,已授权4项。该技术已在10家企业推广应用。以二甲苯空气氧化制甲基苯甲酸生产为例,与传统的塔式鼓泡反应器(CBR)生产系统相比,该技术在原料利用率、节能和减排方面显示了突出的综合性能:反应效率是原来的2.77倍,主产品收率净提高34个百分点,吨产品原料消耗从1.3吨下降到1.1吨,综合能耗降低11%,水耗下降93%。该技术实施后,在国际市场上一直占主导地位的日本某跨国公司和英国某跨国公司美国分公司的同类产品生产线相继宣布关闭。该技术已累计新增产值53.9亿元、利税21.2亿元,减排化学污染物82675吨,节能相当于10000吨标准煤。


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