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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。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(12万吨/年)聚酯、(20万吨/年)苯乙烯、(45万吨/年)环氧乙烷、(50万吨/年)甲醇、乙二醇,碳酸二甲酯成套技术,盐湖资源综合利用等成套技术和煤气化、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(部分国际领先)水平的研究成果,获得国家及省部级科研奖励21项(包括6项国家科技进步二等奖),申请国家发明专利60余项(其中已授权32项,公开7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直接经济效益,在国内享有很高的声誉。
  
  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。目前,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/环氧丙烷联产法近年来发展较快,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。目前国内新建装置的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。近10年来,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,目前聚酯产能已超过1000万吨/年。该项目获多奖励,包括2002年度国家科技进步自上述研究基础上,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,目前聚酯产能已超过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
  

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