典型有機化工過程的傳遞與反應協(xié)同機制及強化重大項目指引

1、精選優(yōu)質文檔-傾情為你奉上精選優(yōu)質文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)專心-專注-專業(yè)精選優(yōu)質文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)附件2： “典型有機化工過程的傳遞與反應協(xié)同機制及強化”重大項目指南化學工業(yè)是我國國民經(jīng)濟支柱產(chǎn)業(yè)，而有機化工是化學工業(yè)的主導產(chǎn)業(yè)，包括基本有機化工、精細化工、三大高分子合成材料等，其有機產(chǎn)品的合成，約90%以上是以三烯（乙烯、丙烯、丁二烯）、三苯（苯、甲苯、二甲苯）、甲烷和乙炔等為基礎原料，經(jīng)氧化、磺化、鹵化、硝化等有機分子官能化反應得到，因此“官能化”反應成為有機化工的關鍵過程。該關鍵過程涉及多相復雜體系內的快速反應，通常受分子混合、傳遞的限制，對反應速率與傳遞過程

2、的匹配性有嚴格的要求。由于對反應與傳遞的協(xié)同機理的認識不夠，特別是對微觀尺度上的傳遞和混合機制缺乏深入的認識，難以選擇合適的調控手段，造成目前工業(yè)反應過程的選擇性低和收率低等問題，導致高能耗、高污染、高物耗，使有機化工成為化學工業(yè)“節(jié)能減排”的重點領域。本項目針對氧化、磺化等典型有機化工“官能化”反應體系，圍繞液相快速反應體系的分子混合機理及過程強化、多相反應體系的微納尺度分散相形成機制與界面?zhèn)鬟f規(guī)律等關鍵科學問題，以提高反應選擇性和收率、減少能耗和物耗并從源頭上消除污染為目標，開展從宏觀到微觀的物質傳遞與反應過程協(xié)同性的科學規(guī)律及理論模型研究，采用非常規(guī)外場強化等手段，實現(xiàn)典型有機化工關鍵過

3、程物質傳遞與反應過程的強化和耦合調控，形成超重力強化、等離子體強化、膜技術強化與調控的關鍵技術與新工藝，為具有原創(chuàng)性的“節(jié)能減排”重大工程應用奠定科學基礎。一、科學目標針對磺化和氧化等典型“官能化”有機化工反應過程，采用理論分析、實驗研究和計算機模擬相結合的方法，研究液相快速反應體系內的分子混合與傳遞機理、多相復雜反應體系的微納尺度分散相的形成規(guī)律與界面?zhèn)鬟f現(xiàn)象、外場對化工過程傳遞與反應的強化機制和耦合協(xié)調規(guī)律，建立傳遞與反應協(xié)同作用新理論模型，應用超重力、等離子體、膜技術等強化手段，實現(xiàn)物質傳遞與反應過程的協(xié)調匹配和調控，解決反應選擇性低和收率低的普遍性問題，達到典型有機化工過程節(jié)能降耗和減

4、排的目的，并提高產(chǎn)品品質。創(chuàng)建甲烷氧化、丙酮氧化、三次采油用原油磺化等2-3個典型有機化工過程“節(jié)能減排”工業(yè)示范新技術，過程節(jié)能20%-30%。在本領域具有學術影響力的國際期刊發(fā)表系列論文，形成一支多學科交叉的具有國際學術影響的研究隊伍。二、研究內容（一）多相反應體系中微納尺度下混合、傳遞與反應協(xié)同機理。研究液相快速反應過程中的分子混合和傳遞過程機理，揭示多相復雜體系微納尺度上分散相的形成與界面?zhèn)鬟f規(guī)律，建立分子尺度、細觀和宏觀反應器尺度的物質傳遞與反應協(xié)同的理論模型，發(fā)展數(shù)值模擬方法，掌握調控氧化等快反應過程的分子混合、傳遞與本征反應動力學之間相互匹配的共性規(guī)律，用于甲苯和二甲苯氧化大型工

5、業(yè)反應器的工程設計和優(yōu)化改造。（二）超重力強化分子混合、傳遞與反應調控機制。研究超重力作用下磺化等液相快速反應體系中分子混合規(guī)律及反應機制，掌握超重力強化氣液氧化多相反應體系的傳遞與反應的規(guī)律，建立反應過程強化理論模型，構建快速反應過程的超重力強化技術平臺，指導實現(xiàn)三次采油用原油磺化制石油磺酸鹽、維生素E生產(chǎn)關鍵氧化過程的新工藝的工業(yè)應用。（三）等離子體作用下傳遞與反應協(xié)同機理及應用基礎。研究等離子體作用下物質傳遞與反應協(xié)同效應，及其對顆粒成核與生長的影響規(guī)律，建立過程理論模型；構建等離子體技術應用平臺，研制應用于甲烷制合成氣反應過程中的具有高抗積碳性能的鎳基催化劑及其反應新工藝，指導該新催化

6、劑制備與甲烷制合成氣新工藝的工業(yè)試驗，實現(xiàn)合成氣制備的水碳比降低40%，顯著降低反應過程的能耗。（四）新結構膜分離與反應耦合機制及過程強化。以液固催化氧化反應體系為對象，研究膜分離與反應過程耦合體系中的耐酸堿新型膜材料和管式膜反應器結構、以及耦合過程的協(xié)調機理，認識材料結構過程應用性能之間的構效關系，發(fā)展非均相反應體系傳遞與反應過程的協(xié)同調控方法，建立反應與膜分離過程耦合強化基礎理論，指導實現(xiàn)苯酚、丙酮催化氧化膜分離與反應耦合新工藝的工業(yè)化應用。三、資助年限 4年（2010年1月至2013年12月）四、資助經(jīng)費 1000萬元五、申請注意事項 申請書的資助類別選擇“重大項目”，亞類說明選擇“項目申請書”或“課題申請書”，附注說明選擇“典型有機化工過程的傳遞與反應協(xié)同機制及強化”。“項目申請書”中的“主要參與者”只填寫各課題“申請人”相關信息；“簽字和蓋章頁”中“依托單位公章”蓋“項目申請人”所屬依托單位公章，“合作單位公章”蓋“課題申請人”所屬依托單位公章?！罢n題申請書”中的“主要參與者”包括課題所有主要成員相關信息；“簽字和蓋章頁”中“依托單位公章”蓋“課題申