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我國超高純度化學品精餾關鍵技術達到國際先進水平
已獲授權專利15項、在化工行業百余個項目中成功應用 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傳質與分離工程研究中心了解到,由北京化工大學、新疆天業(集團)有限公司等共同完成的“超高純度化學品精餾關鍵技術開發及應用”通過了中國石油和化學工業聯合會組織召開的科技成果鑒定。

 

 

  由中國工程院院士舒興田擔任主任的鑒定委員會認為:該項成果創新性強,對提高相關行業的科技進步有顯著推動作用,該項技術總體達到國際先進水平。
  “超高純度化學品精餾關鍵技術開發及應用”是北京化工大學傳質與分離工程研究中心李群生教授、任鐘旗教授團隊歷經15年攻關取得的重要研究成果。目前,該成果已獲授權專利15項,其中發明專利7項,發表論文123篇,其中sci 32篇,出版專著1部。在化工行業近30家企業百余個項目中成功應用,生產出了市場急需的高純硅料(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%,雜質醋酸乙酯含量≤20ppm,生產高端材料EVA的必須基礎化工原料)等多種超高純化學品,打破了國外技術封鎖和產品壟斷,滿足了我國電子、航天、軍工等領域超高純化工基礎材料的需求,部分產品出口到歐盟、美國等地區,取得了顯著的經濟和社會效益。
  據該項目技術負責人李群生教授介紹,該項目具有以主要技術創新點:
  一是創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,創建了填料內流體流動的多參數模型,為新型結構填料的設計開發,實現技術原始創新,提供了依據。
  二是發明了填料波紋呈折線及雙弧線變化等新結構規整填料,傳質效率比現有主流填料高出50%以上??⒘擻脛涮椎母咝Р坶臼揭禾宸植計饕約懊嫦蠆煌鏘檔母咝盍纖商準際?。
  三是建立了適用于多種類型塔板的“最優加權”模型,指導發明了導向孔、浮閥孔和篩孔最優配置的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及傳質,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%。
  四是開發了塔內、塔間、工段間、裝置間四層面的響應曲面化優化技術,優化了整個精餾系統,能耗比國內外同類技術降低30%~40%,節能效果顯著。
  以上創新使得精餾的分離效率大為提高,提供的理論板數更多,分離提純過程得到極大強化,從根本上解決了超高純度化學品生產技術的難題。
  據介紹,鑒定專家委員會由中國工程院院士舒興田、云南石化有限公司總經理張有林、中國石油昆侖工程公司總經理王德義、中國化工集團公司信息部部長鹿長榮、清華大學教授陳健、南京大學教授張志炳、中國石油大學化工學院院長高金森等7名專家共同組成。舒興田院士任主任、張有林總經理任副主任。鑒定會還特約中國石油和化學工業聯合會副秘書長胡遷林、科技成果處處長姜硯茹、胡娟等出席。
  鑒定會由中國石油和化學工業聯合會科技與裝備部姜硯茹處長主持。北京化工大學副校長王峰、任鐘旗,北京化工大學科學研究院常務副院長汪樂余,化工學院院長邱介山,北京世紀隆博科技有限責任公司王文新、北京化工大學傳質與分離工程研究中心團隊成員等參加了成果鑒定會。
  “超高純度化學品精餾關鍵技術開發及應用”是由北京化工大學、新疆天業(集團)有限公司、北京先鋒創新科技發展有限公司、北京世紀隆博公司等單位聯合開發的。
  該項成果鑒定委員會主任委員舒興田院士在聽取課題組匯報后,高興的指出:超高純度化學品是電子、航天、軍工等行業急需的高端基礎化工材料,其精餾核心技術的開發是實現產品高端化、提升我國制造質量和發展水平的重要途徑,超高純化學品精餾存在分離物系復雜、雜質與產品沸點相近、所需理論板數和能耗隨純度提高呈指數增長等世界性難題,一直是制約產品超高純度化學品生產的瓶頸之一,也是國內外搶占的戰略制高點。部分核心技術長期被國外壟斷,嚴重威脅國家產業安全和經濟安全。在項目立項時,我國生產芯片和單晶硅急需的高純硅料被幾家國外公司壟斷,產品價格奇高且受制于人。因此,實現自主創新,替代并超越國外先進技術,對扭轉我國高端化學品受制于人的嚴峻形勢,滿足國民經濟發展重大需求,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。
  中國石油和化學工業聯合會副秘書長胡遷林表示,該成果實現了產學研用的無縫對接與深度融合,促進了科技成果向現實生產力的的轉化。其工業應用為提升“中國制造”的影響力和競爭力,該項技術是應用廣泛的分離提純技術,還可以進一步大規模的推廣到電子信息、航空航天、國防軍工的多個行業??晌夜げ到峁溝髡蛻蹲齔齷畢?。
  北京化工大學王峰副校長表示:化工產業是重要的基礎工業,李群生教授課題組的超高純度化學品關鍵技術研究開發成功,為我國在電子信息、高新材料、航天航空、國防軍工等領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,使得我國在相關領域搶占制高點、滿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的研發對于鋼鐵行業也有非常重大的意義。李群生教授告訴中國冶金報記者,鋼鐵行業對于高純度高端化的化學品也有很大要求。鋼鐵行業的焦炭、煤焦油加工,目前在我國較為粗放、低水平、簡單重復。煤焦油深加工是鋼鐵行業急需的一個重要的分支。目前,鋼鐵行業對于煤焦油的開發是初品的開發,用煤焦油生產出粗的萘油、蒽油、酚油,或者簡單加工成工業級粗品對外銷售。本項技術,可以把這些簡單的工業粗品,進一步加工生產出高純度精品,把產業鏈向下游延伸,將生產過程技術含量提高,將產品附加值大幅度提高,提高利潤和上繳稅金。例如一般工業粗品,價格約在3000/~8000/,而加工成精品,價格可以達到10000/~50000/,甚至更高。

  另外,鋼鐵行業排放的大量化學品,經過本項技術,可以大幅度回收精制得到產品,減少排放,化廢為寶。

  上述項目在工業化應用中,已經有了大量的成熟應用的業績,例如在山西曲沃,該項技術能在工業萘能耗很低的情況下生產出精萘。

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