强化“过程技术”：化工业节能减排重拳出击

北京化工大学教育部超重力工程研究中心研制出了国际上第一台300吨／小时超重力水脱氧商业化样机，率先原创性地提出了超重力反应沉淀法合成纳米粉体的新方法并实现了万吨级工业化生产，技术和产品出口欧、美、日、新加坡等国。这些技术均处于世界领先水平，因此也确立了我国在国际超重力技术领域的核心地位。

北京化工大学邹海魁博士告诉《中国产经新闻》记者，化工反应过程强化技术项目被列入“十一五”国家“863”计划后，针对国际化工领域普遍关注的诸如“受传热、传质和混合限制”及“受动力学和反应化学平衡限制”等两大类急需强化的反应过程，选择结构催化剂强化、超重力强化、微波强化、反应过程耦合强化等关键共性技术以及对技术发展具有支撑作用的碳化硅泡沫材料。

“在科技部、中国科学院和国家教育部的领导下，采用产学研一体化组织运作机制、学科交叉与融合、新材料、新技术、新过程的交叉集成等，联合国内20多个单位共同围绕泡沫碳化硅基结构催化剂技术、超重力反应强化工程化技术、大型超重力过程强化与系统集成技术和反应过程耦合强化技术等问题展开研究与开发并取得了重大成果，尤其在节能减排方面实现了单元过程平均节能达20％以上，部分过程原料消耗下降20％，污染物排放降低25％的显著效益。” 邹海魁说。

出击“重拳”的效益

《中国产经新闻》记者从相关部门了解到，传统化工企业生产的设备大都“巨型化”，这不仅在设备安装上占有大量土地，造成土地的浪费。这种“巨大化”的设备而带来材料的浪费，也提高了生产成本。设备“巨大化”使化工原料在其中存留的时间长，反应时间增加，从而进一步降低其化学反应速度，增加了能量消耗，同时还会出现副反应、产生副产物，增加反应废物，从而加大了废物排放和环境污染。

邹海魁向记者表示，化工反应过程强化技术是使设备体积微型化，节省设备及土地资源。充分利用能量、提高生产效率，降低能耗。加大反应迅速，减少副反应，减少副产物的生成，减少污染环境的废物排放。也就是说，化工反应过程强化技术将从源头上实现化学工业的能源与资源的高效利用和清洁生产，达到节能、降耗、环保、安全生产的目的。

张明国在谈到化工反应过程强化技术的效益时说，在国外，化工反应过程强化技术被广泛应用于蒸馏、精馏、除尘、除雾、烟气中二氧化硫、有害气体、吸收二氧化碳、脱碳、脱硫、受污染的地下水中所吹出芳烃化学热，旋转电化学反应器及燃料电池，以此达到快速去除气泡和降低超电压的目的，聚合物脱除挥发物，强化生物氧化反应过程等。

“而在国内，化工反应过程强化技术被广泛应用于制备纳米材料、强化除尘过程和强化生化反应过程、油田注水脱氧等领域。”张明国说。

张明国介绍，用高性能低成本泡沫碳化硅材料技术不仅能够控制汽车尾气排放、工业大气污染、高效环保燃烧技术、高效耐用换热器技术以及发展新型复合材料提供支撑，而且能够突破天然气部分氧化制合成气和部分氧化偶联制乙烯等工程化的瓶颈，为天然气资源的优化利用提供技术保障，有助于改变化学工业过度依赖石油资源的局面，开辟一条重要的非石油原料的化学工业路线。

他说，应用超重力反应器技术，能够显著降低MDI生产反应过程的能耗，采用超重力磺化法生产三次采油用石油磺酸盐，能够解决原液－液磺化工艺能耗高、环境污染严重的问题。此外，应用超重力反应器技术还能生产生物柴油，实施水脱氧，处理废水，治理SO2等废物。

“应用反应过程耦合强化技术、微波强化技术等生产碳酸酯、醋酸酯、羧酸酯、MDI（二苯甲烷二异氰酸酯）、丁基橡胶、碳酸二甲酯等，不仅提高装置生产能力，降低能耗、物耗、废物排放，而且显著简化生产工艺流程，降低设备投资，实现生产过程的绿色化、低能耗、高效化。”张明国说。

“重拳”出击　任重道远

化工反应过程强化技术的研发与应用能够有效地促进我国节能减排的实施与实现。目前，这项高新技术虽然部分地实施与实现了产业化，取得了良好的效果，但跟发达国家相比，尤其距离《国家中长期发展规划》和《国家十一五规划》对化工企业的要求，还存在一定的差距。

“之所以存在差距，主要是化工反应过程强化技术是一项高新技术，具有高风险、高效益等特点，要得到企业的长期支持与协助。但是，受市场影响的企业在利益的驱动下，仅对明确的、短期的商业目标感兴趣，而不愿投资开发高风险的远期项目，因此，他们难以给予持续关注和支持，致使其研究与开发的可持续受到影响。”张明国说。

张明国还说：“许多化工公司的研究和开发工作主要集中在开发新产品，而对开发新型设备和过程等化学工程问题不太感兴趣，一些设备制造商和工程公司通常只选用已得到工业应用的成熟的设备或技术，而不愿冒风险进行开创性的实验。目前许多大学的化工系面临研究经费短缺和编制被压缩的困境，教授们只能选择一些小型的、低风险的研究项目。”

显然，面向节能减排，要持续有效地出击化工反应过程强化技术这个“重拳”，虽然前景广阔，但仍有很长的艰难之路要走。

为此，张明国建议，首先，要选择能够实施产业化的化工反应过程强化技术进行研究，以便有效地开展技术创新，促进其成果转化为生产力。

其次，要针对现有工艺过程，研究与开发具有重大经济效益的化工反应过程强化技术。

再次，要密切跟踪研究与石油化工发展有关的化工反应过程强化技术领域。还有，要在化工反应过程强化技术领域实现自主知识产权，摆脱国外发达国家的技术垄断，促进化工反应过程强化技术的自主发展。　

总之，化学反应过程强化技术具有多学科交叉的特点，因此，只有化学、化工、机械和信息技术等各学科的协同努力，只有加强基础研究，致力创新，开发具有自主知识产权的新过程、新设备和新软件，才能不断推进化工反应过程的强化，促进节能减排工作的有效开展。