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編者按

7月5日至7日，習(xí)近平總書記在江蘇考察時強(qiáng)調(diào)，要“不斷提高科技成果轉(zhuǎn)化和產(chǎn)業(yè)化水平”。

南京科教資源豐富，大院大所大學(xué)林立，擁有各類國家級科研平臺120多家、市級新型研發(fā)機(jī)構(gòu)超400家，在推動科技成果轉(zhuǎn)化方面具有獨(dú)特優(yōu)勢。

南京日報推出“科技成果轉(zhuǎn)化在南京”系列報道，生動展示一批大院大所的科研成果如何在南京轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品，推動南京建設(shè)具有全球影響力的產(chǎn)業(yè)科技創(chuàng)新中心主承載區(qū)。

“來得正好，我們和江蘇一家科技企業(yè)的微界面反應(yīng)強(qiáng)化技術(shù)小試實(shí)驗(yàn)合作上午剛結(jié)題，項(xiàng)目一共400萬元?！?0月12日，記者一走進(jìn)南京延長反應(yīng)技術(shù)研究院大廳，研究院院長、首席科學(xué)家，南京大學(xué)教授張志炳就和記者分享了一個好消息。

南京延長反應(yīng)技術(shù)研究院，是南京市政府、南京大學(xué)、研發(fā)團(tuán)隊(duì)等多方出資數(shù)億元，于2018年就微界面強(qiáng)化反應(yīng)技術(shù)落地產(chǎn)業(yè)化建立的新型研發(fā)機(jī)構(gòu)。目前，研究院已完成簽約項(xiàng)目近50項(xiàng)；近三年實(shí)現(xiàn)銷售額年均增長率達(dá)50%以上，納稅額年均增長率為107.1%。

顛覆性思維打破壟斷，原創(chuàng)先進(jìn)化學(xué)反應(yīng)器平臺

化學(xué)反應(yīng)器猶如手機(jī)的“芯片”和汽車、飛機(jī)的發(fā)動機(jī)，是化學(xué)制造過程產(chǎn)生新物質(zhì)的核心裝備。

走進(jìn)研究院，最顯眼的是大廳右側(cè)擺放的圓柱形裝置。在其中的傳統(tǒng)反應(yīng)器中，透明液體中有指甲蓋大小的氣泡不斷從下往上翻涌，而旁邊的微界面反應(yīng)器中則顯得較為“安靜”。這便是微界面強(qiáng)化反應(yīng)技術(shù)展示臺。

“‘安靜’，是因?yàn)樗臍庖侯w粒更多、界面尺度更小。這樣一來，對于絕大多數(shù)兩相及以上的化學(xué)反應(yīng)體系，在同樣條件下，它們的氣液界面面積就更大，氣體和液體融合就更充分，界面上的分子傳輸速率也就越快，化學(xué)反應(yīng)時間就更短，其結(jié)果是反應(yīng)效率就能倍數(shù)級提高。”張志炳領(lǐng)著記者走近觀察，果然看似較“安靜”的反應(yīng)器液體中充滿了密密麻麻肉眼勉強(qiáng)能分辨的微小氣泡。

如果把國內(nèi)外傳統(tǒng)的攪拌釜反應(yīng)器、鼓泡塔反應(yīng)器等比作“3G”，那么微界面強(qiáng)化反應(yīng)器就可稱為“5G”。張志炳打比方介紹，微界面反應(yīng)強(qiáng)化技術(shù)，本質(zhì)是使氣—液、液—液、氣—液—液、氣—液—固等界面的幾何尺度由毫米—厘米大小破碎為納米—微米尺度，在數(shù)量級上大幅度提高化學(xué)反應(yīng)體系不同物質(zhì)分子間的質(zhì)能傳遞效率，從而實(shí)現(xiàn)化工生產(chǎn)過程的效率成倍提升、能耗物耗大幅下降、安全環(huán)保性能得到本質(zhì)改善。

“這個技術(shù)，最難的就是顛覆研究人員自身的思維定式和固有認(rèn)知?！睆堉颈^續(xù)解密，我國化學(xué)制造業(yè)起步較晚，行業(yè)內(nèi)的許多關(guān)鍵技術(shù)長期被國外壟斷。因此，要在技術(shù)上實(shí)現(xiàn)并跑乃至領(lǐng)跑，就必須以顛覆性思維進(jìn)行科學(xué)上的探索與技術(shù)上的創(chuàng)新，既要遵從教科書上的普遍化科學(xué)原理，又要在源頭上尋找技術(shù)創(chuàng)新的突破口而不被現(xiàn)有的思維定式所束縛，“這個技術(shù)的表觀展示相當(dāng)于用一把‘快刀’剁餃子餡，將大氣泡和大液滴切成納微尺度的微氣泡和微液滴?！?/p>

成果已廣泛應(yīng)用于煉油石化、新材料、廢水處理

研發(fā)的時間線，張志炳清楚記得：2003年，經(jīng)過兩年思索后，團(tuán)隊(duì)首次確立該技術(shù)的攻關(guān)方向，此后埋首研發(fā)；直至2014年，第36版設(shè)計(jì)的工業(yè)級微界面發(fā)生器測試實(shí)現(xiàn)預(yù)期效果；2017年，首臺套工業(yè)示范裝置在企業(yè)穩(wěn)定運(yùn)行3年后通過中國石化聯(lián)合會的技術(shù)鑒定。2018年，研究院成立，專注該成果落地產(chǎn)業(yè)化。

“煉油、石化、精細(xì)化工、新材料、制藥、燃料火藥、環(huán)境治理等都可應(yīng)用，產(chǎn)業(yè)化前景非常廣闊。”張志炳表示，我國國民經(jīng)濟(jì)行業(yè)97個大類中約有三分之一與化學(xué)制造有關(guān)。氧化、加氫、氯化、羰基化、烷基化等是最普遍的化學(xué)制造方式，微界面強(qiáng)化反應(yīng)器可使化學(xué)制造更高效、更安全和綠色。

在研究院，多臺工業(yè)項(xiàng)目的模擬實(shí)驗(yàn)裝置正在工作。記者仔細(xì)一看，果然煉油石化、新材料生產(chǎn)、廢水處理等均有涉及。“每個生產(chǎn)領(lǐng)域，所涉及的化學(xué)反應(yīng)不一樣，我們的技術(shù)和設(shè)備也要量體裁衣加以調(diào)整。模擬裝置是為了在工業(yè)實(shí)際項(xiàng)目應(yīng)用前，進(jìn)行模型化實(shí)驗(yàn)和測試用的?！蓖Ａ粼谝慌_微界面強(qiáng)化柴油加氫裝置前，張志炳介紹，這是與中石化一個合作項(xiàng)目的模擬測試裝置。2023年5月，采用微界面技術(shù)改造的一套120萬噸級柴油加氫精制裝置在中國石化集團(tuán)一次性工業(yè)試驗(yàn)成功，產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)國VIB柴油原料，實(shí)現(xiàn)了以進(jìn)口壓力5.6MPa的低壓生產(chǎn)混合VIB柴油的目標(biāo)。

在該裝置的另一側(cè)，是一套高濃高鹽高酚醫(yī)藥廢水處理項(xiàng)目的模擬測試裝置?！巴ㄟ^微界面強(qiáng)化反應(yīng)，可以把原來廢水中生化菌‘啃不動’的高濃度酚類大分子，高效分解為二氧化碳和水或生化菌愛吃、能快速消化的‘面包’——小分子，廢水的可生化性大幅改善，從而提高廢水處理效率?！睆堉颈f。

落地近50個項(xiàng)目，國際巨頭主動上門尋合作

據(jù)了解，南京延長反應(yīng)技術(shù)研究院基于微界面強(qiáng)化反應(yīng)技術(shù)已開發(fā)了多項(xiàng)十萬噸—百萬噸級的石化產(chǎn)品生產(chǎn)和高鹽高COD水處理技術(shù)工藝包，均具有國際領(lǐng)先性和完全自主知識產(chǎn)權(quán)，其噸產(chǎn)品的能耗物耗、本質(zhì)安全性能、二氧化碳排放均處于世界領(lǐng)先水平。研究院里還設(shè)有24小時專人監(jiān)控的“集控室”，可以遠(yuǎn)程實(shí)時監(jiān)測合作項(xiàng)目的運(yùn)行情況。目前，研究院已與中石油、中石化等數(shù)十家國內(nèi)外知名大型企業(yè)建立了合作或共建聯(lián)合研發(fā)與應(yīng)用平臺，完成簽約項(xiàng)目近50項(xiàng)。

“新研機(jī)構(gòu)也是有績效考核的，我們幾乎年年都獲最高獎勵?！睆堉颈榻B，針對新研機(jī)構(gòu)，南京市科技部門有專門設(shè)定幫扶政策，只要績效考核優(yōu)秀，就能獲得相應(yīng)的獎補(bǔ)資金。此外，研究院落地的南京江北新區(qū)新材料科技園，石化企業(yè)集聚，在購買實(shí)驗(yàn)材料、開展產(chǎn)業(yè)鏈上下游合作方面非常方便。

創(chuàng)新帶來客戶。美國?？松梨?、德國巴斯夫等國際巨頭也紛紛主動上門尋求合作?！鞍？松梨谝恢迸c我們保持緊密聯(lián)系，就煉油、新材料生產(chǎn)等反應(yīng)技術(shù)的合作在持續(xù)商談中。”張志炳介紹，在化學(xué)反應(yīng)器方面，微界面強(qiáng)化反應(yīng)技術(shù)使我國在化學(xué)反應(yīng)器技術(shù)乃至擴(kuò)展到若干原料化學(xué)品的整套工藝技術(shù)方面，實(shí)現(xiàn)了從落后到領(lǐng)先的跨越，產(chǎn)業(yè)化發(fā)展勢頭良好，近三年研究院銷售額保持50%以上增長，納稅額年均增長幾乎翻番。

□ 南京日報/紫金山新聞記者 張安琪