大型工業反應器工程教育部工程研究中心

大型工業反應器工程教育部工程研究中心建立於2006年06月，大型工業反應器工程教育部工程中心以大型石油化工、煤化工、生物化工過程為研究對象，在大型化工固定床反應器、移動床反應器、多相床反應器、高粘流體反應器、氣流床反應器、過程耦合強化反應器、生物反應器的開發、放大及模擬與最佳化、數位化設計、自動化控制、特殊加工方法等方面積累了豐富的套用基礎和實踐經驗。

基本介紹

• 中文名：大型工業反應器工程教育部工程研究中心
• 建立時間：2006年06月
• 研究方向：固定床反應器、移動床反應器等
• 研究對象：大型石油化工、煤化工等

簡介

特別是近幾年以來，成功開發了多套大型和特大型石油化工裝置，典型的包括聚酯、苯乙烯、環氧乙烷、甲醇、乙二醇，碳酸二甲酯成套技術，煤氣化、電廠脫硫等大型工業反應器技術，以及在PTA裝置和乙烯裝置的控制與系統集成方面作了大量的研究工作，貯備了相當的理論基礎、套用技術；並形成了一套獨特的、卓有成效的開發方法，取得了一些具有國際先進水平的研究成果，獲得國家及省部級科研獎勵20餘項，申請國家發明專利60餘項，授權國家軟體著作權登記6項，每年為企業創造數億餘元的經濟效益，在國內享有很高的聲譽。

主要研究方向

固定床反應器、移動床反應器、多相床反應器、高粘流體反應器、氣流床反應器、過程耦合強化反應器、生物反應器等的開發、放大及模擬與最佳化、數位化設計、自動化控制、特殊加工方法。

反應器介紹

一、大型苯乙烯反應器

苯乙烯是石化工業中十分重要的化學品．廣泛用於電子、汽車、建築、包裝、日用輕工等領域。全世界苯乙烯生產廠家共有93家，總生產能力已達到2726萬t/a。國內苯乙烯生產廠家已達到18家，生產能力在270萬t/a左右。苯乙烯的生產方法主要有乙苯催化脫氫法、苯乙烯/環氧丙烷聯產法和乙苯脫氫—-氫氧化法。其中乙苯催化脫氫法是主 要的苯乙烯生產方法，約占苯乙烯總產能的85%．苯乙烯/環氧丙烷聯產法發展較快，產能約為總產能的15%。

華東理工大學在中石化的領導下從90年代開發乙苯負壓脫氫反應器技術，在消化吸收Lummus反應器技術的基礎上，開發了乙苯負壓脫氫軸徑向反應器。本技術在國際上首次在撫順石化3萬噸/年乙苯脫氫反應裝置中被套用，突破了國外對乙苯脫氫反應器（UOP/Lummus公司或Fina/Bader公司）的技術局控制，取得了滿意的成果。隨後該技術又套用到蘭州石化6萬t/a、撫順石化6萬噸/年苯乙烯裝置改造中，取得了較好的成果。然後又放大套用到大連10萬噸/年苯乙烯裝置和國家“十五”科技重點攻關項目齊魯20萬噸/年苯乙烯裝置中，2005年10月國家“十五”科技攻關項目驗收。國內新建裝置的50%都採用了該技術，每年新增利稅20億元/年以上。

項目先後獲得8項獎勵。

《乙苯脫氫絕熱反應器開發方法》獲1992年上海市科技進步二等獎；

《3萬噸/年乙苯負壓脫氫制苯乙烯工業化試驗項目》獲1998年中石化總公司科技進步一等獎；

《軸徑向反應器的開發和套用》獲1998年教育部科技進步二等獎；

《乙苯負壓脫氫制苯乙烯反應裝置》獲2003年上海市科技成果一等獎；

《乙苯負壓脫氫制苯乙烯反應裝置開發》獲2003年第六屆上海市優秀髮明一等獎；

《製備苯乙烯的裝置》獲2003年上海市發明專利三等獎。

《大型苯乙烯第一、第二脫氫反應器國產化研製》獲2005年中國石油化工集團公司科技進步一等獎

《20萬噸/年苯乙烯成套技術開發》獲2006年中國石油化工集團公司科技進步一等獎

二、大型甲醇反應器

面對21世紀高科技發展和我國加入WTO的挑戰，我國以煤和天然氣為原料的碳一化工也應當而且必將有所發展，有所進步。甲醇是一種重要的基本有機原料，也是碳一化工的起始化合物，在基本有機原料中，甲醇僅次於乙烯、丙烯和苯居第四位。按現行甲醇和汽油市場價格，甲醇作為汽車的燃料，既有明顯的經濟優勢，又有很好的環境保護效果。

華東理工大學在甲醇合成方面有著長期系統深入的研究，從反應動力學、過程工藝到反應器模擬、系統模擬，從傳統的氣固相反應到三相床合成新工藝，均取得了豐碩的科研成果。共承擔了兩項國家自然科學基金，“八五”和“九五”期間均獲得國家科技攻關項目。“甲醇合成銅基催化劑動力學研究與年產20萬噸甲醇合成反應器模擬放大”1997年獲上海市科技進步一等獎。“絕熱－管殼複合型甲醇合成反應器”獲2002年中國石油和化學工業科技進步二等獎。在甲醇合成反應器和三相床甲醇合成方面申請了多項專利。

該技術在浙江巨化股份有限公司(10萬噸/年)、山東華魯恆升化工公司(20萬噸/年)、山東兗礦集團國泰化工有限公司多聯產甲醇裝置(20萬噸/年)、山東兗礦煤化公司焦爐氣甲醇裝置(20萬噸/年)、山西丹峰化工股份有限公司(10萬噸/年)、新疆石油管理局(20萬噸/年)、中國石油寧夏石化分公司(10萬噸/年)、河南駿馬化工集團公司(10萬噸/年)、惠生(南京)化工有限責任公司(25萬噸/年)、河南永城煤電集團有限責任公司(50萬噸/年)、山東兗礦集團煤化公司高硫煤甲醇裝置(50萬噸/年)、寧夏煤業集團有限責任公司(25萬噸/年)等十餘套甲醇裝置中得到實施。

1、2006年 “新型低壓甲醇合成催化劑的工程套用研究”，中國石油與化學工業協會科技進步三等獎

2、2006年 “絕熱管殼複合型低壓甲醇合成反應器的開發與工業套用”，山東省科技進步三等獎

3、2002年，絕熱－管殼複合型甲醇合成反應器，中國石油與化學工業協會科技進步二等獎。

4、1997年，甲醇合成銅基催化劑動力學研究與年產20萬噸甲醇合成反應器模擬放大，上海市科技進步一等獎。

5、1990年，軸徑向冷管型合成塔的開發與套用，國家教委科技進步二等獎。

6、1989年,甲醇合成反應動力學研究及套用，國家教委科技進步二等獎。

7、1985年，甲醇合成塔的模擬設計，國家科技進步二等獎。

8、2006年9月 房鼎業教授獲國家級教學名師獎

三、聚酯反應過程和反應器

聚酯(PET)是製造纖維、塗料、薄膜、瓶及工程塑膠的原料，在合成纖維中產量居第一位。華東理工大學在中石化的領導和支持下，對酯化反應過程，確定了PTA在反應介質中的溶解度方程，建立了反應動力學模型，確定了攪拌釜和機械/熱動力性循環反應器流動模型，建立了不同攪拌槳和耦合反應分離酯化過程模型。對縮聚反應過程，研究了縮聚反應動力學、熔體中小分子擴散機理和擴散速率；為合理分割預縮聚和終縮聚，確立了反應控制和傳質控制臨界粘度，使預縮聚反應器設計得以簡化。對高粘物系的攪拌、流動、混合、成膜、表面更新研究,確定了終縮聚圓盤反應器和籠式反應器的設計準則。

在此基礎上，對多套進口裝置進行了擴產改造。2000年建立了第一條10萬噸/年國產化裝置。從此我國新建聚酯裝置全部採用本國技術。原所有進口裝置產能為300萬噸/年，聚酯產能已超過1000萬噸/年。

該項目獲多獎勵

2002年度國家科技進步二等獎，

2001年度高校科技一等獎，

2001年度中石化科技進步一等獎。

四、生物反應器

華東理工大學在生物反應器開發方面，提出了全新的多尺度微生物過程最佳化理論與參數相關分析方法；研製了基於與細胞代謝流相關物質流檢測的專用的生物反應器；將方法和理論套用到十多種產品的工業化套用中，並取得實效；形成了生物反應器產業，為我國的生物技術發展提供了良好的支撐。

2001年到2005年獲得的主要獎項有：
國家科技進步獎二等獎 2項
省(部)級科技進步獎一等獎 4項
省(部)級科技進步獎二等獎 3項
省(部)級科技進步獎三等獎 2項