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我國超高純度化學(xué)品精餾關(guān)鍵技術(shù)達到國際先進(jìn)水平
已獲授權專(zhuān)利15項、在化工行業(yè)百余個(gè)項目中成功應用 非常適合大規模推廣應用

2019-05-27 10:31:00

   5月27日,《中國冶金報》記者從北京化工大學(xué)傳質(zhì)與分離工程研究中心了解到,由北京化工大學(xué)、新疆天業(yè)(集團)有限公司等共同完成的“超高純度化學(xué)品精餾關(guān)鍵技術(shù)開(kāi)發(fā)及應用”通過(guò)了中國石油和化學(xué)工業(yè)聯(lián)合會(huì )組織召開(kāi)的科技成果鑒定。

 

 

  由中國工程院院士舒興田擔任主任的鑒定委員會(huì )認為:該項成果創(chuàng )新性強,對提高相關(guān)行業(yè)的科技進(jìn)步有顯著(zhù)推動(dòng)作用,該項技術(shù)總體達到國際先進(jìn)水平。
  “超高純度化學(xué)品精餾關(guān)鍵技術(shù)開(kāi)發(fā)及應用”是北京化工大學(xué)傳質(zhì)與分離工程研究中心李群生教授、任鐘旗教授團隊歷經(jīng)15年攻關(guān)取得的重要研究成果。目前,該成果已獲授權專(zhuān)利15項,其中發(fā)明專(zhuān)利7項,發(fā)表論文123篇,其中sci 32篇,出版專(zhuān)著(zhù)1部。在化工行業(yè)近30家企業(yè)百余個(gè)項目中成功應用,生產(chǎn)出了市場(chǎng)急需的高純硅料(純度高達10N級)、高端聚氯乙烯(單體純度為99.999%,聚氯乙烯通過(guò)了出口歐盟、美國ATS155項指標檢測)、精醋酸乙烯(純度高達99.995%,雜質(zhì)醋酸乙酯含量≤20ppm,生產(chǎn)高端材料EVA的必須基礎化工原料)等多種超高純化學(xué)品,打破了國外技術(shù)封鎖和產(chǎn)品壟斷,滿(mǎn)足了我國電子、航天、軍工等領(lǐng)域超高純化工基礎材料的需求,部分產(chǎn)品出口到歐盟、美國等地區,取得了顯著(zhù)的經(jīng)濟和社會(huì )效益。
  據該項目技術(shù)負責人李群生教授介紹,該項目具有以主要技術(shù)創(chuàng )新點(diǎn):
  一是創(chuàng )新性地引入了波紋傾角、比表面等參數,突破了原有模型參數少的局限,創(chuàng )建了填料內流體流動(dòng)的多參數模型,為新型結構填料的設計開(kāi)發(fā),實(shí)現技術(shù)原始創(chuàng )新,提供了依據。
  二是發(fā)明了填料波紋呈折線(xiàn)及雙弧線(xiàn)變化等新結構規整填料,傳質(zhì)效率比現有主流填料高出50%以上。開(kāi)發(fā)了與之配套的高效槽榫式液體分布器以及面向不同物系的高效填料塔成套技術(shù)。
  三是建立了適用于多種類(lèi)型塔板的“最優(yōu)加權”模型,指導發(fā)明了導向孔、浮閥孔和篩孔最優(yōu)配置的FGVT塔板和導向梯形立體復合塔板(FTCT)等新型塔板,強化了氣液兩相在塔板上流動(dòng)及傳質(zhì),塔板分離效率與原有的塔板相比提高了30%,操作彈性提高了約40%。
  四是開(kāi)發(fā)了塔內、塔間、工段間、裝置間四層面的響應曲面化優(yōu)化技術(shù),優(yōu)化了整個(gè)精餾系統,能耗比國內外同類(lèi)技術(shù)降低30%~40%,節能效果顯著(zhù)。
  以上創(chuàng )新使得精餾的分離效率大為提高,提供的理論板數更多,分離提純過(guò)程得到極大強化,從根本上解決了超高純度化學(xué)品生產(chǎn)技術(shù)的難題。
  據介紹,鑒定專(zhuān)家委員會(huì )由中國工程院院士舒興田、云南石化有限公司總經(jīng)理張有林、中國石油昆侖工程公司總經(jīng)理王德義、中國化工集團公司信息部部長(cháng)鹿長(cháng)榮、清華大學(xué)教授陳健、南京大學(xué)教授張志炳、中國石油大學(xué)化工學(xué)院院長(cháng)高金森等7名專(zhuān)家共同組成。舒興田院士任主任、張有林總經(jīng)理任副主任。鑒定會(huì )還特約中國石油和化學(xué)工業(yè)聯(lián)合會(huì )副秘書(shū)長(cháng)胡遷林、科技成果處處長(cháng)姜硯茹、胡娟等出席。
  鑒定會(huì )由中國石油和化學(xué)工業(yè)聯(lián)合會(huì )科技與裝備部姜硯茹處長(cháng)主持。北京化工大學(xué)副校長(cháng)王峰、任鐘旗,北京化工大學(xué)科學(xué)研究院常務(wù)副院長(cháng)汪樂(lè )余,化工學(xué)院院長(cháng)邱介山,北京世紀隆博科技有限責任公司王文新、北京化工大學(xué)傳質(zhì)與分離工程研究中心團隊成員等參加了成果鑒定會(huì )。
  “超高純度化學(xué)品精餾關(guān)鍵技術(shù)開(kāi)發(fā)及應用”是由北京化工大學(xué)、新疆天業(yè)(集團)有限公司、北京先鋒創(chuàng )新科技發(fā)展有限公司、北京世紀隆博公司等單位聯(lián)合開(kāi)發(fā)的。
  該項成果鑒定委員會(huì )主任委員舒興田院士在聽(tīng)取課題組匯報后,高興的指出:超高純度化學(xué)品是電子、航天、軍工等行業(yè)急需的高端基礎化工材料,其精餾核心技術(shù)的開(kāi)發(fā)是實(shí)現產(chǎn)品高端化、提升我國制造質(zhì)量和發(fā)展水平的重要途徑,超高純化學(xué)品精餾存在分離物系復雜、雜質(zhì)與產(chǎn)品沸點(diǎn)相近、所需理論板數和能耗隨純度提高呈指數增長(cháng)等世界性難題,一直是制約產(chǎn)品超高純度化學(xué)品生產(chǎn)的瓶頸之一,也是國內外搶占的戰略制高點(diǎn)。部分核心技術(shù)長(cháng)期被國外壟斷,嚴重威脅國家產(chǎn)業(yè)安全和經(jīng)濟安全。在項目立項時(shí),我國生產(chǎn)芯片和單晶硅急需的高純硅料被幾家國外公司壟斷,產(chǎn)品價(jià)格奇高且受制于人。因此,實(shí)現自主創(chuàng )新,替代并超越國外先進(jìn)技術(shù),對扭轉我國高端化學(xué)品受制于人的嚴峻形勢,滿(mǎn)足國民經(jīng)濟發(fā)展重大需求,提升“中國制造”在國際競爭中的影響力和競爭力,均具有重要的戰略意義。
  中國石油和化學(xué)工業(yè)聯(lián)合會(huì )副秘書(shū)長(cháng)胡遷林表示,該成果實(shí)現了產(chǎn)學(xué)研用的無(wú)縫對接與深度融合,促進(jìn)了科技成果向現實(shí)生產(chǎn)力的的轉化。其工業(yè)應用為提升“中國制造”的影響力和競爭力,該項技術(shù)是應用廣泛的分離提純技術(shù),還可以進(jìn)一步大規模的推廣到電子信息、航空航天、國防軍工的多個(gè)行業(yè)??蔀槲覈ぎa(chǎn)業(yè)結構調整和升級做出積極貢獻。
  北京化工大學(xué)王峰副校長(cháng)表示:化工產(chǎn)業(yè)是重要的基礎工業(yè),李群生教授課題組的超高純度化學(xué)品關(guān)鍵技術(shù)研究開(kāi)發(fā)成功,為我國在電子信息、高新材料、航天航空、國防軍工等領(lǐng)域提供了重要的基礎原材料,在目前國際貿易復雜多變的情況下,使得我國在相關(guān)領(lǐng)域搶占制高點(diǎn)、滿(mǎn)足超高純度重要基礎原材料需求,提供了可靠的保證。
  該高效精餾分離提純技術(shù)的研發(fā)對于鋼鐵行業(yè)也有非常重大的意義。李群生教授告訴中國冶金報記者,鋼鐵行業(yè)對于高純度高端化的化學(xué)品也有很大要求。鋼鐵行業(yè)的焦炭、煤焦油加工,目前在我國較為粗放、低水平、簡(jiǎn)單重復。煤焦油深加工是鋼鐵行業(yè)急需的一個(gè)重要的分支。目前,鋼鐵行業(yè)對于煤焦油的開(kāi)發(fā)是初品的開(kāi)發(fā),用煤焦油生產(chǎn)出粗的萘油、蒽油、酚油,或者簡(jiǎn)單加工成工業(yè)級粗品對外銷(xiāo)售。本項技術(shù),可以把這些簡(jiǎn)單的工業(yè)粗品,進(jìn)一步加工生產(chǎn)出高純度精品,把產(chǎn)業(yè)鏈向下游延伸,將生產(chǎn)過(guò)程技術(shù)含量提高,將產(chǎn)品附加值大幅度提高,提高利潤和上繳稅金。例如一般工業(yè)粗品,價(jià)格約在3000/~8000/,而加工成精品,價(jià)格可以達到10000/~50000/,甚至更高。

  另外,鋼鐵行業(yè)排放的大量化學(xué)品,經(jīng)過(guò)本項技術(shù),可以大幅度回收精制得到產(chǎn)品,減少排放,化廢為寶。

  上述項目在工業(yè)化應用中,已經(jīng)有了大量的成熟應用的業(yè)績(jì),例如在山西曲沃,該項技術(shù)能在工業(yè)萘能耗很低的情況下生產(chǎn)出精萘。

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