[01339989]高纯度高端化有机化工品精馏核心技术及应用

本项目属于化学工程领域化工分离提纯范畴。 高纯度有机化工品生产是实现产品高端化的重要途径,可提升中国制造质量和发展水平,符合《中国制造2025》国家战略。化工、电子、航天等行业升级急需高纯度有机化工品。高纯有机物精馏存在分离物系复杂、杂质与产品沸点相近、所需理论板数和能耗随纯度提高呈指数增长等世界性难题,一直是制约产品高端化发展的瓶颈之一,也是国内外抢占的战略制高点。实现精馏核心技术的突破,发展高端有机化工品产业,对满足国民经济发展重大需求,提升我国化工产业在国际竞争中的影响力和竞争力,均具有重要的战略意义。 本项目在教育部、国家基金委等的支持下,针对高纯度高端化有机化工品生产中精馏提纯关键难题,在高效填料、新型塔板及全流程优化等方面历经十五年攻关,提出了精馏塔内流体流动的“液膜扰动”理论,取得了多项原创性发明成果并实现了产业化,掌握了核心技术及主导权,为我国化工产业转型升级提供了先进的技术支撑,主要创新点： （1）首次提出了“液膜扰动”理论,突破了传统直线填料的局限,创建了填料内部流体流动多参数模型,准确表征了气液两相在新型填料内的流动和分布规律,创新引入波纹线倾角、比表面积等参数,为新型填料结构的开发、发明提供理论依据。 （2）基于原创性“液膜扰动”理论,发明了BH型填料,开发了与之配套的工艺软件包,形成了BH型填料塔成套技术,分离效率比Sulzer填料高出50%～67%。成功应用于多种高纯化工品生产,突破了国外技术封锁,杂质含量比国际指标低50%以上。制备出了电子化学品领域急需的高纯二氯二氢硅,杂质含量硼≤5ppt、磷≤20ppt、砷≤15ppt,用于晶圆和芯片的生产。生产出了精细化工领域急需的精醋酸乙烯,杂质醋酸乙酯含量≤20ppm。 （3）原创了“最优加权”模型,发明了导向孔、浮阀和筛孔最优配置的FGVT塔板。分离效率比同类技术提高约30%,操作弹性提高约40%。成功应用于多个行业高端化工品生产,在信息基础材料领域制备出纯度高达99.99999999%的硅料,解决了硅料生产中纯度要求极高的难题,打破了长期依赖进口、受制于人的局面。生产出的高端聚氯乙烯通过了ATS的155项指标检测,替代了进口并出口国外。 （4）首创了精馏塔内、塔间、工段间、装置间四维响应曲面流程优化技术,发明了三氯氢硅、精醋酸乙烯等系列流程优化工艺,突破了高纯度精馏的高能耗等难题,节能率比同类技术提高30% ～ 40%。 本项目已获授权国家专利5项,发表论文80篇,其中SCI论文7篇,出版专著1部,获中国专利优秀奖1项,成果整体达到国际先进水平,部分达到国际领先水平。 本项目在新疆天业（集团）有限公司等42家大中型化工企业302个项目成功应用,近三年新增利润12.84亿元,新增税收11.37亿元,节支总额6.12亿元,节能折合标煤22.02万吨,减少化学排放36.84万吨。生产的电子级二氯二氢硅、高端聚氯乙烯、超纯多晶硅等高端化工品,不仅满足了我国化工、电子、航天等领域的高端需求,还出口到欧盟、美国等地区,取得了显著的经济和社会效益,为我国化工行业转型升级作出了积极贡献。