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2006年中国科协学科发展讨论会化学工程分会场会议纪要

2007年03月16日

 

  2006年12月8~9日,在北京召开了2006年中国科协学科发展讨论会(化学工程分会场)暨《化学工程学科进展研究》综合报告审稿工作会议。来自产业界、科学界和高等院校的40多位专家学者出席了会议。中国化工学会理事长、中国石油化工集团公司(以下简称中石化)总工程师曹湘洪院士、中科院副院长李静海院士、中国化工学会龚七一副理事长兼秘书长、石油化工专业委员会乔映宾主任、化学工程专业委员会汪文川主任也出席了会议。
  会议由课题首席科学家中石化上海石油化工研究院谢在库院长主持,曹湘洪院士、李静海院士、龚七一副理事长兼秘书长分别在会议上讲话并对本次讨论会提出了指导性意见。
  会议宣读了12篇分报告和1篇综合报告,涉及化学工程基本理论、煤化工、石油化工、生物化工、高聚物化工、系统工程及化工过程强化等重点领域的现状、最新进展及发展方向。与会代表进行了深入的讨论,提出了各自的看法和意见。在此基础上,会议讨论总结了近年来我国化学工程学科中的十大成果、提出了未来发展的十大课题。同时推荐了本年度化学工程学科中最重要进展的项目是:非晶态合金催化剂和磁稳定床反应工艺。
  在与会代表的共同努力下,本次会议完成了各项预定议程,达到了预期目标,取得了圆满成功。
  本年度最重要进展的项目:非晶态合金催化剂和磁稳定床反应工艺
  非晶态合金是一类具有短程有序、长程无序结构特点的新材料。由于它具有独特的电磁性能、机械性能和耐磨性能,已被广泛应用于配电设备、电动机、电磁传感器等电力设备的制造。作为催化材料的研究国外始于1980年。非晶态合金具有表面缺陷多和表面原子配位不饱和的特点,所以催化活性中心数目多、催化活性高,另外所有金属和类金属均可形成非晶态合金,而且组成变化大,非晶态合金符合具有开发前景的新催化材料领域的要求。但非晶态合金是由有序结构的原子簇混乱堆积而成,在热力学上属于非平衡的亚稳态,限制了它在催化反应中的应用。中石化石油化工科学研究院通过将大半径稀土原子引入非晶态合金,可阻止镍原子的迁移,使其晶化温度由355℃提高到520℃。成功开发了非晶态镍铝合金及适合于粘稠、易氧化体系的急冷关键设备,如坩埚、喷嘴、铜辊等;同时将碱洗废液用于分子筛合成,实现零排放清洁生产,最后制成骨架化、多孔、比表面积大的Ni-Al非晶态合金催化剂。
  磁稳定床是以磁性颗粒为固相、在均匀磁场下形成的特殊床层形式,它兼有固定床和流化床的优点,可以强化反应过程。Exxon公司上世纪六十年代就将磁稳定床作为导向性基础研究的重要领域,但主要集中于气-固反应体系的研究。Ni-Al非晶态合金催化剂具有优异的低温加氢活性和磁性正好满足磁稳定床的要求。中石化石油化工科学研究院将磁稳定床反应器开发作为新反应工程基础研究的重点方向,并开展冷模实验,通过实验认识了磁稳定床的床层结构与磁场强度、催化剂物性、流体流速等操作参数间的关系,得到了磁稳定床的操作相图。通过优化线圈设计,优化线圈安装间距,设置磁隔栅内构件,采用强制水冷,建立了均匀磁场放大设计的数学模型,解决了均匀磁场放大和线圈长周期安全运转的技术难题,使磁稳定床能够应用于大规模的工业化过程中。
  利用非晶态镍合金具有的铁磁性特点,与具有流化床和固定床优点的磁稳定床相结合,开发了磁稳定床己内酰胺加氢精制新工艺。经过小试试验、中试冷模试验后,在中石化巴陵分公司建成一套6000吨/年的工业示范装置,空速为一般固定床的20~30倍,与釜式反应器相比,杂质加氢脱除效果提高3~5倍,催化剂耗量降低50%以上,而且动力消耗少。目前已建成两套25万吨/年的工业装置,在国际上首次实现了磁稳定床反应器的工业应用。


                                  中国化工学会
2006年12月9日

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