大型工业反应器工程教育部工程研究中心

2006年成立的科研机构

大型工业反应器工程教育部工程研究中心建立于2006年06月，大型工业反应器工程教育部工程中心以大型石油化工、煤化工、生物化工过程为研究对象，在大型化工固定床反应器、移动床反应器、多相床反应器、高粘流体反应器、气流床反应器、过程耦合强化反应器、生物反应器的开发、放大及模拟与优化、数字化设计、自动化控制、特殊加工方法等方面积累了丰富的应用基础和实践经验。

简介

特别是近几年以来，成功开发了多套大型和特大型石油化工装置，典型的包括聚酯、苯乙烯、环氧乙烷、甲醇、乙二醇，碳酸二甲酯成套技术，煤气化、电厂脱硫等大型工业反应器技术，以及在PTA装置和乙烯装置的控制与系统集成方面作了大量的研究工作，贮备了相当的理论基础、应用技术；并形成了一套独特的、卓有成效的开发方法，取得了一些具有国际先进水平的研究成果，获得国家及省部级科研奖励20余项，申请国家发明专利60余项，授权国家软件著作权登记6项，每年为企业创造数亿余元的经济效益，在国内享有很高的声誉。

主要研究方向

固定床反应器、移动床反应器、多相床反应器、高粘流体反应器、气流床反应器、过程耦合强化反应器、生物反应器等的开发、放大及模拟与优化、数字化设计、自动化控制、特殊加工方法。

反应器介绍

一、大型苯乙烯反应器

苯乙烯是石化工业中十分重要的化学品．广泛用于电子、汽车、建筑、包装、日用轻工等领域。全世界苯乙烯生产厂家共有93家，总生产能力已达到2726万t/a。国内苯乙烯生产厂家已达到18家，生产能力在270万t/a左右。苯乙烯的生产方法主要有乙苯催化脱氢法、苯乙烯/环氧丙烷联产法和乙苯脱氢—-氢氧化法。其中乙苯催化脱氢法是主要的苯乙烯生产方法，约占苯乙烯总产能的85%．苯乙烯/环氧丙烷联产法发展较快，产能约为总产能的15%。

华东理工大学在中石化的领导下从90年代开发乙苯负压脱氢反应器技术，在消化吸收Lummus反应器技术的基础上，开发了乙苯负压脱氢轴径向反应器。本技术在国际上首次在抚顺石化3万吨/年乙苯脱氢反应装置中被应用，突破了国外对乙苯脱氢反应器（UOP/Lummus公司或Fina/Bader公司）的技术局控制，取得了满意的成果。随后该技术又应用到兰州石化6万t/a、抚顺石化6万吨/年苯乙烯装置改造中，取得了较好的成果。然后又放大应用到大连10万吨/年苯乙烯装置和国家“十五”科技重点攻关项目齐鲁20万吨/年苯乙烯装置中，2005年10月国家“十五”科技攻关项目验收。国内新建装置的50%都采用了该技术，每年新增利税20亿元/年以上。

项目先后获得8项奖励。

《乙苯脱氢绝热反应器开发方法》获1992年上海市科技进步二等奖；

《3万吨/年乙苯负压脱氢制苯乙烯工业化试验项目》获1998年中石化总公司科技进步一等奖；

《轴径向反应器的开发和应用》获1998年教育部科技进步二等奖；

《乙苯负压脱氢制苯乙烯反应装置》获2003年上海市科技成果一等奖；

《乙苯负压脱氢制苯乙烯反应装置开发》获2003年第六届上海市优秀发明一等奖；

《制备苯乙烯的装置》获2003年上海市发明专利三等奖。

《大型苯乙烯第一、第二脱氢反应器国产化研制》获2005年中国石油化工集团公司科技进步一等奖

《20万吨/年苯乙烯成套技术开发》获2006年中国石油化工集团公司科技进步一等奖

二、大型甲醇反应器

面对21世纪高科技发展和我国加入WTO的挑战，我国以煤和天然气为原料的碳一化工也应当而且必将有所发展，有所进步。甲醇是一种重要的基本有机原料，也是碳一化工的起始化合物，在基本有机原料中，甲醇仅次于乙烯、丙烯和苯居第四位。按现行甲醇和汽油市场价格，甲醇作为汽车的燃料，既有明显的经济优势，又有很好的环境保护效果。

华东理工大学在甲醇合成方面有着长期系统深入的研究，从反应动力学、过程工艺到反应器模拟、系统模拟，从传统的气固相反应到三相床合成新工艺，均取得了丰硕的科研成果。共承担了两项国家自然科学基金，“八五”和“九五”期间均获得国家科技攻关项目。“甲醇合成铜基催化剂动力学研究与年产20万吨甲醇合成反应器模拟放大”1997年获上海市科技进步一等奖。“绝热－管壳复合型甲醇合成反应器”获2002年中国石油和化学工业科技进步二等奖。在甲醇合成反应器和三相床甲醇合成方面申请了多项专利。

该技术在浙江巨化股份有限公司(10万吨/年)、山东华鲁恒升化工公司(20万吨/年)、山东兖矿集团国泰化工有限公司多联产甲醇装置(20万吨/年)、山东兖矿煤化公司焦炉气甲醇装置(20万吨/年)、山西丹峰化工股份有限公司(10万吨/年)、新疆石油管理局(20万吨/年)、中国石油宁夏石化分公司(10万吨/年)、河南骏马化工集团公司(10万吨/年)、惠生(南京)化工有限责任公司(25万吨/年)、河南永城煤电集团有限责任公司(50万吨/年)、山东兖矿集团煤化公司高硫煤甲醇装置(50万吨/年)、宁夏煤业集团有限责任公司(25万吨/年)等十余套甲醇装置中得到实施。

1、2006年 “新型低压甲醇合成催化剂的工程应用研究”，中国石油与化学工业协会科技进步三等奖

2、2006年 “绝热管壳复合型低压甲醇合成反应器的开发与工业应用”，山东省科技进步三等奖

3、2002年，绝热－管壳复合型甲醇合成反应器，中国石油与化学工业协会科技进步二等奖。

4、1997年，甲醇合成铜基催化剂动力学研究与年产20万吨甲醇合成反应器模拟放大，上海市科技进步一等奖。

5、1990年，轴径向冷管型合成塔的开发与应用，国家教委科技进步二等奖。

6、1989年,甲醇合成反应动力学研究及应用，国家教委科技进步二等奖。

7、1985年，甲醇合成塔的模拟设计，国家科技进步二等奖。

8、2006年9月房鼎业教授获国家级教学名师奖

三、聚酯反应过程和反应器

聚酯(PET)是制造纤维、涂料、薄膜、瓶及工程塑料的原料，在合成纤维中产量居第一位。华东理工大学在中石化的领导和支持下，对酯化反应过程，确定了PTA在反应介质中的溶解度方程，建立了反应动力学模型，确定了搅拌釜和机械/热动力性循环反应器流动模型，建立了不同搅拌桨和耦合反应分离酯化过程模型。对缩聚反应过程，研究了缩聚反应动力学、熔体中小分子扩散机理和扩散速率；为合理分割预缩聚和终缩聚，确立了反应控制和传质控制临界粘度，使预缩聚反应器设计得以简化。对高粘物系的搅拌、流动、混合、成膜、表面更新研究,确定了终缩聚圆盘反应器和笼式反应器的设计准则。

在此基础上，对多套进口装置进行了扩产改造。2000年建立了第一条10万吨/年国产化装置。从此我国新建聚酯装置全部采用本国技术。原所有进口装置产能为300万吨/年，聚酯产能已超过1000万吨/年。

该项目获多奖励

2002年度国家科技进步二等奖，

2001年度高校科技一等奖，

2001年度中石化科技进步一等奖。

四、生物反应器

华东理工大学在生物反应器开发方面，提出了全新的多尺度微生物过程优化理论与参数相关分析方法；研制了基于与细胞代谢流相关物质流检测的专用的生物反应器；将方法和理论应用到十多种产品的工业化应用中，并取得实效；形成了生物反应器产业，为我国的生物技术发展提供了良好的支撑。

2001年到2005年获得的主要奖项有：

国家科技进步奖二等奖 2项

省(部)级科技进步奖一等奖 4项

省(部)级科技进步奖二等奖 3项

省(部)级科技进步奖三等奖 2项