163银河

163银河绿色过程与工程重点实验室

163银河:163银河绿色过程与工程重点实验室

  163银河绿色过程与工程重点实验室(以下简称“绿色实验室”) 源于陈家镛院士创立的“湿法冶金实验室”,2008年3月获批为院重点实验室。2012年和2017年163银河工程领域重点实验室评估中,均获评为“A类”优秀实验室。

  、建设实验室目的和意义

  绿色过程与工程是以原子经济性绿色反应/高效定向生物合成/分离过程强化研究为核心,研究清洁生产过程的关键科学及工程问题,为生物制造、绿色过程工程及生态工业过程提供基本的理论和方法,解决我国重要矿产、油气和生物质资源的高效转化利用及产业化放大中的关键科学与工程技术问题,形成原创性的清洁过程基础平台和技术平台,在工程科学领域中起着基础和先导的作用。

  、实验室定位

  面向国家国防、资源、环境、能源等工业重大战略需求,以原子经济性的绿色反应/分离过程强化研究为核心,开展绿色化学与工程、绿色反应工程、绿色分离工程和绿色过程系统集成的应用基础研究,为我国过程工业的绿色化提升及创建生态工业过程提供基本的理论和方法,解决我国国防战略材料、战略矿产资源、油气和生物质资源的高效转化利用及产业化放大中的关键科学与工程技术问题,形成原创性的清洁过程基础平台和技术平台,成为联结实验室小试与企业大规律生产的桥梁及纽带。

  

 

  实验室已形成绿色过程与工程的鲜明特色,研究布局既注重了代表学科发展长远方向的基础研究,又注重了与国民经济建设密切相关的关键技术难题研究,特别注重对“非常规介质”、“计算机模拟技术”、“生物技术”、以及具有绿色化学自身鲜明特点的“温和条件化学”“原子经济性反应分离”的研究和应用,已形成高效-清洁-循环利用为核心的绿色过程工程研究的完整体系。

  、实验室主要研究方向

  (1) 在微观原子和分子尺度上,从源头上引入新介质、创建新工艺。研究设计资源高效、清洁转化的原子经济性化学和生物反应新路径、新介质及新系统。在相对温和条件下,最大限度地利用原料中的全部原子,从源头控制废弃物和污染物的产生,建立资源利用的绿色化学理论和方法。

  (2) 在设备和过程层次上,基于绿色反应工程和绿色分离工程原理,创建高效新装备、实现过程强化。研究物质清洁高效转化工艺的设备设计和放大方法、过程强化机制、资源循环再生的多目标优化与调控规律,建立资源利用过程强化的共性科学基。⒂τ糜诓祷痉豆こ。

  (3) 在系统层次上,实现末端污染治理和减排、系统集成优化。研究资源循环利用的系统集成理论及方法,形成物质流-能量流-信息流的优化集成,将清洁工艺技术与生态经济理念有机融合,推动工业生态技术的示范及应用。

  (4) 关键技术方面主要包括:

  电子级化学品生产关键技术;

  含能材料、粉体材料、高聚物材料等军工亟需相关材料制备关键技术;

  核电用10B、及6Li、14C等重要同位素制备关键技术;

  锆、铪、锂、钛等战略金属生产关键技术;

  低碳、负碳、零碳整合的“碳中和”技术群;

  海洋盐湖低浓度复杂体系能源战略金属资源绿色提取与先进材料制备技术;

  原料药、大宗化学品等绿色生物制造技术;

  化工过程公共突发事件的应对策略;

  己二腈、高端尼龙56/66等“卡脖子”关键化工产品技术;

  电子废弃物、废旧塑料、金属废渣等固体废物绿色智能循环利用。

  四、实验室发展目标

  (1) 在资源清洁转化研究方面,取得一批具有国际领先水平的基础性研究成果。在清洁转化的原子经济性反应过程、高效非常规介质温和转化、资源循环利用及生态工业系统等方面,解决过程工业清洁替代技术工程化过程中的瓶颈科学问题,形成具有代表性的理论成果,确立在绿色过程工程学科领域的国际先进地位。通过基础研究提升过程工程学科水平,成为国际知名和引领学科发展的绿色过程工程基础研究和高技术创新的先进实验室。

  (2) 针对我国矿产资源、生物质资源及化工过程效率低、污染重的局面,发挥过程工程研发方面的基础积累优势,通过对亚熔盐液相氧化反应/分离耦合过程强化等方向的重点攻关,成为我国资源高效转化利用技术成果转化的快速通道,完成2~3项具有重大战略意义并对行业能够产生重大影响的原创性成果,建立绿色过程产业化示范工程,为国家创造经济和社会效益。

  (3) 培养一批能够从事绿色过程与工程研究的高水平科研人才。通过实现研究人员的开放流动,承接国家重大项目,进行多学科多层次的基础应用和工程技术人员的协同合作,成为本领域国家级的高素质人才培养基地、国际一流人才的聚集之地。

  (4) 为本行业和相关领域发展提供信息、咨询服务和研发型工程设计。成为本领域科技研发方向和政府科技决策咨询服务的平台,为国家战略目标服务。

  、实验室近期重要研究进展

  1) 电子级化学品生产方面,与电子化学品龙头企业湖北兴发化工集团合作,突破发达国家电子级磷酸技术封锁,国内市场占有率>60%,中芯国际(国内最大芯片厂)、华虹宏力、长江存储>90%.  2019年国家技术进步奖二等奖。

  与雅邦南京公司/江苏晶久微电子合作,开展电子级异丙醇、电子级氢氟酸 、超纯N-甲基吡咯烷酮和电子级四甲基氢氧化铵关键技术研发;研发了丙烯酸树脂类光刻胶,通过了SUSS光刻机验证实验。

  2) 航天、军事相关材料制备方面,研发了硝基苯酚类、二硝基尿素类(DNU)、双咪唑类(TNBI)、硝酰胺四唑类、1, 2, 3-三唑类等多种含能材料,获得航天部门的认可,共建了“航天动力材料工程与科学联合实验室”。

  3) 重要同位素制备方面,发明了“梯度淋洗-推拉萃取色谱”动力学分离6Li/7Li、10B/11B同位素新方法,建成年产500公斤90%丰度10B同位素的示范中试线,获得了丰度高达96.2%的10B同位素样品;建成年产高纯氯化锂、核纯硼酸的示范生产线。

  4) 锆、铪、锂、钛等战略金属生产关键技术方面,开发了钒钛磁铁矿钠化冶炼、高铬钒渣亚熔盐高效提取、红土镍矿盐酸法短流程制备镍基新材料技术、连续碱熔分解锆英砂技术、高纯钒及高纯钛等多项技术,建成多项万吨级示范工程,获得省部级奖励多项。

  5) 关键化工产品技术方面,己二腈生产技术、高端尼龙56/66等合成技术,提出并贯通了热力学可行、原子经济性及本质安全的丁二烯氢酯-腈化生产己二腈的全新技术路线,完成了工业性试验。

  6) 固体废物绿色智能循环利用方面,在多金属分离、废旧塑料再生、过程污染控制、废旧动力电池回收、:谭衔⒕Ч袒确矫娼⒒∈菘,实现了关键技术与装备突破,在国内20余家骨干企业获得工程应用,无害化处置率100%,资源产出率提高20%,综合经济效益超过10亿元。相关成果已获得国家技术发明二等奖1项,中国有色金属工业科学技术奖等10余项,引领了固体废物资源高效利用与污染协同控制新方向。

  六、实验室重要研究成果

      绿色实验室是我国最早进入清洁生产工艺技术研究领域的实验室,主持了我国第一个国家立项的化工系统清洁生产工艺研究攻关和863项目,并取得重大突破,为开拓多种资源清洁转化的过程强化新系统的普适性理论提供了重要基础。实验室在绿色过程工程领域起步早、积累雄厚,我国重大矿产资源高效清洁利用与环境污染控制方面做出了有重要影响的开拓性工作,取得一系列有重要影响的研究成果,处于国内领先地位。

  2005年以来获国家奖情况:

   

  

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