中国科学院过程工程研究所Word文档下载推荐.docx
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1.反应器内宏观混合和微观混合模型、流体力学与热力学、反应动力学的耦合模型和模拟计算等技术,应用于工业多相反应器的工业设计放大、问题诊断和优化调控。
2.基于能量最小多尺度（EMMS）模型，建成了物理对象、模型、软件、硬件一致的多尺度模拟超级计算系统，在石化、能源、冶金等领域，对工艺设计、过程放大、运行控制等全过程采用大规模模拟技术，开发系统创新的有自主知识产权的新工艺及其关键装备。
3.验证性实验平台搭建技术，应用于典型的重大应用工艺过程，建设虚拟和实验平台，实现多相复杂装置内流动与传递过程三维准实时的高精度测量与显示，以及实际和虚拟装置运行状态基本同步的数字化定量控制，为工艺装置运行的在线优化、事故预警与分析和操作人员培训等提供手段和指导性原则。
2.多相搅拌槽反应器的设计、放大和优化
项目成熟阶段：
□孵化期□生长期■成熟期项目来源：
企业委托、国家自然科学基金重大和重点项目。
概况：
搅拌槽反应器是最常用的工业多相反应器之一，课题组研究、设计和开发气液固两相、三相、四相等多相搅拌槽反应器（包括新型表面曝气反应器、浮选机等）。
所开发的新型搅拌反应器，能够有效强化多相混合（混合时间短）、分散、传递和反应。
应用领域包括化工、冶金、石化、生化、制药、环境工程。
可以改造现有工业反应器、实现技术提升，也可以为新工艺设计新型高效搅拌反应器。
成果可以直接应用于生产，已在大型石化企业应用。
专利及应用情况：
已申请发明专利7项。
完成石家庄化纤有限责任公司己内酰胺项目中的“4台40m3苯甲酸催化加氢搅拌反应器的优化设计”、“160m3甲苯氧化反应器气体分布器的优化设计”、“酰胺化反应器分布器的优化设计和改造”等项目。
3.滴流床反应器的优化设计、放大和性能强化
□孵化期■生长期□成熟期项目来源：
企业委托、国家自然科学基金重点项目
滴流床反应器在工业上广泛应用，如生物净化处理废水、催化裂化、催化加氢等。
但其放大设计仍主要依靠经验。
课题组系统研究了滴流床气液固三相反应器中多种操作性质的滞后现象和多稳态的稳定性，开发了关于滴流床中滞液量、流动形态转变、气液固传质、流体分布发展等数学模型，并提出人为非稳态操作强化滴流床内传质操作的方法，对滴流床的设计、放大、调控和强化操作有指导价值。
可应用于石化、化工领域中工业生产的问题诊断和反应器优化改造，实现技术提升，也可设计新型高效滴流床反应器。
4.环流反应器的模拟、设计、放大和操作优化
□孵化期□生长期■成熟期
项目来源：
企业委托、国家973项目、国家自然科学基金重大和重点项目
课题组研究了气-液和气-液-固环流反应器（包括内环流、外环流和多层环流反应器）内的流动、传递和反应过程，利用数值模拟和机理性的分区模型，设计新型环流反应器，能够实现气液固的良好混合，节省强制循环泵。
应用领域包括化工、生化、冶金、石化，如生物发酵、气液固反应、矿物浸出等。
可以改造现有工业环流反应器或鼔泡塔、实现技术提升，也可以为工艺设计新型高效环流反应器。
可直接应用于生产，已在冶金和化工企业应用。
专利情况：
已申请发明专利1项“煤直接液化磁力刮刀环流反应器及其煤直接液化方法”、实用新型专利1项“一种多相环流反应器”。
与其他单位合作，为神华集团煤直接液化中试装置设计新型环流反应器，2007年12月在神华6万吨装置上成功试用。
5.结晶器的设计、放大和优化
企业委托、国家自然科学基金重大和重点项目
结晶反应器（液固或气液固搅拌反应器）的放大设计目前仍主要依靠经验。
课题组研究了结晶体系的反应－结晶成核动力学，从微观和宏观混合的机理出发，数值模拟和仿真结晶反应器内的流动、传递和结晶反应过程，指导工业结晶反应器的设计、放大、优化和操作调控，以改善结晶产品的粒径分布和纯度，提高原料利用率和产品收率、改善产品质量。
应用领域包括化工、冶金、石化、生化、制药，可以改造现有工业结晶器、实现技术提升，也可以为新工艺设计新型高效反应结晶器。
已申请发明专利1项。
2006-2007年利用模型和数值模拟，提出石家庄己内酰胺工艺由5万吨扩产到16万吨时481m3硫酸铵结晶反应器改造的技术方案，验车成功。
6.资源/能源绿色利用
油气、矿产以及煤炭资源的高效合理开发及利用支撑着国民经济的健康发展。
中科院过程工程研究所自建所以来就紧密围绕国家的战略需求，在资源与能源领域持续不断地开展着科技创新工作，积累了众多优秀的科研成果，为国家经济社会的发展贡献了力量。
1.亚熔盐液相氧化技术，应用于铬、铝、钒、钛等难选有色金属矿产以及非金属矿产资源的开发利用。
2.循环流化床技术，应用于煤炭的清洁燃烧、提取煤基化学品以及中热值煤气生产、难选铁矿石磁化焙烧以及其他物料高效焙烧等。
3.离子液体技术，应用于油品的脱酸、脱硫以及石油裂解C4资源的高值化利用等。
4.湿法冶金以及生物冶金技术，应用于低品位复杂矿产综合利用。
7.高效节能的乙二醇/碳酸酯集成技术
孵化期■生长期£
成熟期项目来源：
科技支撑计划、国家“863”项目、国家自然基金、企业委托
乙二醇是一种重要的石油化工基础有机原料，主要用于生产聚酯纤维、防冻剂、不饱和聚酯树脂、润滑剂、增塑剂、非离子表面活性剂以及炸药等。
本项目针对高能耗乙二醇的生产过程，建立了高效节能具有自主知识产权的乙二醇/碳酸酯集成技术。
与环氧乙烷直接水合法相比，极大地提高了原子利用率，能耗可降低35%以上，可有效地利用上游乙烯氧化制环氧乙烷过程排放的含二氧化碳废气，可根据市场需要灵活地调整生产方案，选择性地生产碳酸乙烯酯、碳酸二甲酯、乙二醇等多种产品。
已申请中国专利10项，建成10吨/年的乙二醇模试试验装置。
8.混合碳四高效综合利用生产甲基丙烯酸甲酯
孵化期£
生长期■成熟期项目来源：
863支持项目、中石油横向项目
MMA主要用于有机玻璃行业，广泛用于汽车、建筑、设备部件、家用电器材料、光信息材料、电气部件封装、卫生洁具等。
其下游高性能产品不断开发成功，市场需求非常旺盛。
目前我国甲基丙烯酸甲酯（MMA）的生产工艺全部采用传统的以丙酮和氢氰酸为原料的丙酮氰醇法，规模小、效益差、污染重，严重制约着MMA行业的发展。
本项目以清洁C4为原料，替代了有毒有害原料，不使用强酸强碱，不产生硫酸氢氨等难处理副产物，将从根本上改变我国MMA工艺技术落后、环境污染严重的状况。
已申请13项中国发明专利，9项授权。
9.油品脱酸新技术
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生长期■成熟期
国家863，企业合作项目
随着原油开采量增加和开采技术的提高，高酸原油的比重越来越大，酸的存在使得油品在加工过程中造成设备腐蚀，非计划停工次数增加，生产效率低，安全问题突出。
在高酸原油中，90%以上的酸为环烷酸。
本技术采用“离子开关”原理，选择有机碱类脱酸剂，实现了脱酸与提炼环烷酸的双重效果，具有较高的经济和社会效益。
与其他技术相比具有操作费用低、脱酸效率高、环烷酸可回收、脱酸剂可重复利用的特点。
实验证明：
使用该法脱酸率可达95%以上，环烷酸回收率大于90%，脱酸剂回收率大于99.8%。
同时本技术可以推广到动植物油的脱酸中，尤其可用于生物柴油的炼制。
项目进展情况：
已完成小试和中试，可以进行产业化开发。
10.合成气直接制低碳烯烃新工艺
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生长期£
中国科学院过程工程研究所知识创新工程前瞻性项目
全球石油资源的严重不足、价格的不断攀升，以及重要石油化工产品需求量的快速增长，迫切需要非石油路线生产乙烯、丙烯等重要化工原料。
合成气直接制烯烃具有工艺路线短的明显优势，本项目采用分子模拟及量化计算预测催化性能，大大减少传统经验性催化剂研究的工作量；
设计高效反应器，有利于传热、传质和催化剂稳定性及催化剂再生，减少二次反应，提高反应效率，延长催化剂寿命。
该项目将优化合成气向低碳烯烃的高效定向转化性能，同时减少CO2的生成，具有广阔的前景和较高的经济效益。
11.燃料油低温脱硫新技术
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成熟期
企业合作项目
世界各国对汽油、柴油中硫含量的要求越来越严格。
加氢脱硫是现有工业上应用最广泛的工艺，但加氢脱硫催化剂仍沿用金属硫化物，在使用过程中活性组分的流失会引起大气污染，且操作条件比较苛刻，氢耗量大，投资规模大。
本项目开发了基于离子液体的萃取脱硫和氧化-萃取脱硫技术，脱硫效率大幅度提高，由于离子液体易于回收、反应条件温和，极大的降低了操作费用，所以该工艺的开发具有广阔的市场前景。
本研究已经设计筛选出用于高效燃料油脱硫的离子液体脱硫剂，建立了离子液体萃取脱硫和氧化-萃取脱硫的实验室装置。
申请相关专利4项，其中公开2项。
12.计算机模拟与过程集成技术
生长期¢
国家自然基金，国家863，国际合作，企业合作等
计算机模拟与过程集成已成为工业过程设计和运行的重要工具，广泛用于新流程、反应器、催化剂、溶剂等的设计和优化，以及物性、反应路径和过程的预测，从而实现节能减排的总体目标。
课题组在模拟计算方面具有雄厚的实验条件和基础，具有物性测量、微反及模式装置、分离装置等，可为模拟计算提供准确的实验数据，达到相辅相成的目的。
拥有大型并行计算机（曙光R210TX，64个CPU（2.8G）,32个结点（2G）硬盘:
140G）。
拥有多种模拟软件，如AspenPlus，ProII，CFX，Fluent，Phoenics，gProms，Gaussian03，CODESSA，Cosmo，Turbomole等，并与许多国际著名研究机构，如三菱化学、英国PSE公司，日本TokyoInstituteofTechnology等建立了长期的合作关系。
13.乙腈法抽提丁二烯新型离子液体添加剂
企业委托
丁二烯是一种重要的石油化工基础有机原料和合成橡胶单体，是C4馏分中最重要的组分之一，将丁二烯从C4混合物中有效地分离出来十分重要。
我国目前拥有多套ACN萃取精馏生产丁二烯的工业装置，工艺路线相似，但都存在能耗较大问题。
本项目开发了高性能离子液体萃取添加剂用于乙腈法抽提丁二烯技术，实现高效选择性萃取分离，提高现有丁二烯的生产效率，回收循环利用离子液体降低萃取剂成本，降低能耗。
新工艺利用的离子液体，为绿色溶剂，几乎没有蒸汽压，在工艺内部有效循环利用而不损耗，对环境非常友好。
新工艺还可在DMF工艺和NMP工艺中进一步推广应用。
已申请中国专利1项。
14.低温液相合成气制甲醇新工艺
科技支撑计划、国家“863”项目
甲醇消费量仅次于乙烯、丙烯和苯，居第4位，广泛用于有机中间体、医药、农药、染料、涂料、塑料、合成纤维、合成橡胶及其他化工生产中，并且可用作替代能源——醇醚燃料。
本项目低温液相合成甲醇具有以下优势：
良好的温控能力和散热能力，反应温度低；
较广的原料气适应性，高的单程转化率。
2006年全球甲醇生产能力已接近4800万t/a，总消费量达3680万t。
2007年我国精甲醇累计产量为1076万吨，能耗约1700万吨标煤。
采用新工艺可大幅度降低能耗和操作成本。
已申请1项专利。
15.合成气加压流化床甲烷化技术
□孵化期■生长期□成熟期
我国天然气资源的不足和煤炭资源分布与需求的逆向分布使得利用煤、生物质等固体燃料生产替代天燃气SNG成为了国家不可缺少的战略需求。
集成气化与合成气甲烷化的工艺被认为是最可靠的工业化技术路线,其中关键技术是气化和合成气甲烷化。
课题组根据国内外技术现状，针对合成气甲烷化是高放热、且体积缩小的过程，选择确定了等温甲烷化的技术方向，并基于课题组在流化床技术方面的优势，率先在国内申请了流化床甲烷化工艺专利，建立了国内第一套加压（50atm）流化床甲烷化试验平台，揭示了技术可行性，目前正在开展流化床甲烷化的催化剂研发。
16.混合C4（异丁烯）催化水合制备叔丁醇
■孵化期□生长期□成熟期
叔丁醇主要用于高纯异丁烯制备、汽油添加剂、工业溶剂、增塑剂、生产甲基丙烯酸甲酯、有机中间体原料等。
本项目开发了炼油厂副产混合C4催化水合制备叔丁醇的新型催化剂和清洁工艺，可实现混合C4中异丁烯的高效利用。
新型液体催化剂具有不挥发、稳定性好、腐蚀小、可设计的优点；
异丁烯转化率可达90%以上，叔丁醇选择性99.5%以上；
催化剂易于与产品分离，可循环使用；
工艺清洁，路线简单。
我国催化裂化可得C4馏分800万t•a-1以上，乙烯裂解装置可提供C4馏分256万t•a-1。
因此，混合C4的综合利用具有显著的经济和社会效益。
已申请相关专利1项。
17.电催化合成铬酸酐清洁生产集成技术
□孵化期■生长期□成熟期项目来源：
科技支撑计划、国家自然基金、企业委托
铬为重要战略性资源，铬盐系列产品作为化工-轻工-高级合金材料的重要基础原料，广泛应用于高性能合金、电镀、鞣革、颜料、印染、陶瓷、防腐剂、催化剂、医药等多种部门。
传统工艺采用有钙焙烧-硫酸生产工艺，工艺流程长、排放大量含铬芒硝和硫酸氢钠等副产品，资源利用率低。
本项目开拓铬酸盐中间体电催化合成铬酸酐清洁生产集成技术。
与传统工艺相比，具有无污染、产品纯度高，反应副产品内循环或综合利用，生产成本低，投资省的特点。
新技术从生产源头彻底解决铬盐行业重污染难题，综合成本下降10%，产品纯度高达99.75%，具有突出的经济、社会和环境效益。
专利及进展情况：
已申请中国专利3项，正在建立小试规模连续试验装置。
18.基于纳米介孔材料的苯酚羟基化清洁生产技术
■孵化期□生长期□成熟期项目来源：
国家863项目、国家自然基金
苯二酚是一种重要的特种精细化学品，主要用于医药、农药、感光材料、合成材料阻聚剂、抗氧化剂和橡胶助剂等领域。
目前，国内苯二酚需求仍主要依赖国际市场，国内生产的核心技术也靠国外引进，且该技术对设备材质要求严、能耗高，同时，还存在酸回收等相关的环境问题。
本项目针对苯酚羟基化的生产过程，建立绿色节能的苯酚羟基化集成技术。
本技术与现有引进的均相酸催化技术相比，有效提高了原子利用率，建立了多相催化苯酚羟基化新型反应器系统和优化的集成生产工艺，预期可能耗降低20%以上。
如果本课题最终形成的技术成果能够获得推广应用，将产生巨大的经济效益。
已申请中国专利2项，小试结果顺利。
19.尿素反应耦合法合成异氰酸酯（MDI）清洁工艺集成技术
□孵化期■生长期□成熟期
国家“十一五”科技支撑重大项目
异氰酸酯主要用于合成聚氨酯，也是农药、医药、染料、皮革等行业的重要的中间体，我国异氰酸酯市场需求潜力巨大，产能不足，且生产成本过高。
光气化法是国内外普遍采用的MDI工业生产方法，但生产过程中使用剧毒的光气，且反应过程中生成氯化氢，对设备腐蚀严重，而且纯MDI的收率和质量也较低。
本所研发出的新工艺路线-尿素反应耦合法无有害物排放，可实现污染物的源头减量，设备投资与操作费用也将大幅度降低。
新工艺如实现产业化将开辟石油化工、煤化工、天然气化工新的产业链条，技术经济与环境效益潜力巨大。
本项目已经申请中国发明专利三项。
20.N,N′－二苯基脲清洁生产的新工艺
□孵化期□生长期■成熟期
N,N′－二苯基脲是一种重要的医药中间体，主要用于制备磺胺及其下游产品2，6一二氯苯胺等。
国内企业生产主要采用工业尿素法，存在生产规模较小，污染重，产品纯度、色度不高等问题。
随着磺胺类药物、异氰酸酯等需求量的日益增长，N,N′－二苯基脲市场前景看好。
我所课题组提出以苯胺和尿素为原料，不添加任何催化剂和其他溶剂条件下，常压下加热反应合成二苯基脲的清洁新工艺集成技术。
新工艺以苯胺作为反应原料和溶剂，通过强化副产氨气移出、高效相分离、介质循环利用等反应、分离强化手段，有效提高了二苯基脲的产率。
本项目已经申请中国发明专利一项。
21.煤/重油分级利用热裂解气化技术
我国煤资源的80%属于中高挥发分煤，传统的直接燃烧和气化不能利用其富含的挥发分和挥发分中所含的芳香环化学品，造成高值资源的浪费。
课题组利用其在双流化床技术方面的积累与优势，2009年在国内首次开展了热解与气化耦联的热解气化，同时生产热解气、热解油、合成气的新技术研发，建立了1000t/a级中试装置，完成了成功调试运行，为进一步优化技术工艺、形成可放大的技术奠定了坚实基础。
专利和实际应用情况：
煤/重油热裂解气化技术目前暂时没有与企业合作，但已与大型石化类企业开始探讨合作方式，并在推动国家项目的支持。
可望在3年左右实现技术示范。
22.褐煤分级轻度热解提质技术
中科院支新项目
我国褐煤资源占全国煤炭资源总量的12.7%，总量达1500亿吨。
褐煤热值低,含水量高,富含挥发分,易风化、易自燃。
轻度热解是提质褐煤，生产高热值、稳定性好的兰炭/半焦，实现褐煤高效利用的有效途径。
目前普遍采用移动床热解,难以处理20mm以下碎煤，造成资源浪费。
课题组提出了褐煤分级轻度热解提质技术，利用气流床-流化床-移动床耦合的复合反应器实现对0-50mm的宽粒度分布褐煤的轻度热解，制备兰炭或半焦，并同时实现对不同粒度煤的分级。
已与碳制品企业达成了共同实施1万吨/年规模的技术示范工程的合作合同。
目前完成了系列基础研究，将在2010年2月开始进行1万吨/年示范工程设计，6月开工建设，计划2010年完成示范工程的调试运行。
23.碎煤预氧化流化床气化生产工业煤气技术
国家科技支撑项目
我国每年消耗1.0亿吨粒径20mm以上的精煤，通过小型固定床生产工业煤气，价格高、难以放大。
课题组基于前期开展的双流化床气化技术中试成果，通过技术优化提出了适应褐煤、长烟煤、弱粘结性烟煤的预氧化流化床气化技术工艺，应用于焦化过程产生的中煤、焦粉、煤泥等低阶煤，生产替代焦炉煤气的工业煤气专利和实际应用情况：
目前，针对示范用煤开展了前期研究，完成了煤处理量1000吨/年的中试装置设计，正在进行中试装置建设，根据项目进度规划，将在2010年6月开始进行示范工程的设计，10月开工建设。
24.焦化过程煤炭分级与预热调湿集成技术
我国的焦炭产量已近4.0亿吨/年，代表重要的煤炭利用过程和行业。
煤炭焦化过程要求将煤炭粉碎至3mm以下，自煤矿运来的煤目前直接被全量送入粉碎过程，但原煤的60%本身已达3mm以下，导致粉碎过程的高能耗。
同时，目前的煤直接被送入焦化炉，原煤的含水导致焦化过程低效率。
焦化炉产生大量270℃左右的烟气，目前直接排放，形成了烟气显热的损失。
课题组提出了利用焦炉烟气、同时实现分级与预热调湿的集成化技术工艺，开展了颗粒分级特性、煤脱水动力学、过程模拟等基础性研究
专利和实际应用情况:
与煤焦类企业合作，已基本建成了煤处理量2t/h的中试装置，根据进度将在2010年4月前完成中试，进一步通过技术优化与放大，届时将建立煤处理量400t/d的第一套工业装置。
25.煤焦油高效分离及加氢提质综合利用集成技术
科技支撑计划、企业委托
煤焦油是世界化工原料的重要来源，作为某些化学品的原料具有不可替代性。
我国焦油分离过程普遍存在能耗高、产品结构单一、深加工和综合利用能力较差等问题。
本项目针对复杂煤焦油的分离过程，建立高效、节能的焦油综
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