项目名称高纯度高端化有机化工品精馏核心技术及应用
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项目名称：高纯度高端化有机化工品精馏核心技术及应用
提名奖种：国家科技进步奖
提名单位：中国石油和化学工业联合会 项目简介：
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。 本项目在国家自然科学基金委、教育部等的支持下，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，创建了填料内部流体流动多参数模型，准确表 述了气液两相在填料内的流动和分布规律，创新引入波纹折线倾角、比表面积等参数， 为新型填料的开发、发明提供了理论依据。 （2）基于“液膜扰动”理论，突破了传统直线填料的局限，发明了多折线 BH 型填 料，开发了与之配套的工艺软件包，创建了 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，推动了我国芯片产业的发展。 （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
部，获中国专利优秀奖 1 项，中国石油和化学工业联合会科技进步一等奖 2 项，成果整 体达到国际先进水平，部分达到国际领先水平。
本项目在中国石化、新疆天业等 42 家大中型化工企业 302 个项目成功应用，近三 年累计取得经济效益 32.69 亿元，节能折合标煤 25.81 万吨，减少化学物料排放 37.03 万吨。生产的电子级二氯二氢硅、超纯多晶硅、高端聚氯乙烯等高端产品，不仅满足了 我国化工、电子、航天等领域的需求，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。
述工作未见相同报道，
本项目具有新颖性、创新性。”
（2）查新报告（报告编号：2013-260）表明：“电石法聚氯乙烯生产中分离提纯新
技术的研究及工业应用”项目：在此次检索的国内外文献中，除委托方发表文献，未见
文献报道，该项目具有新颖性。”
客观评价：
1）项目获奖情况 （1）2006 年，“BH 型高效填料塔与分离过程强化的研究、开发及产业化应用”获 中国石油和化学工业协会科技进步一等奖。 （2）2014 年，“电石法聚氯乙烯生产中分离提纯新技术的研究及工业应用”获中国 石油和化学工业联合会科技进步一等奖。 （3）2017 年，“新型导向筛浮塔板与高效 S 型填料的研究开发及其工业应用”获 中国石油和化学工业联合会科技进步二等奖。 （4）2017 年，核心专利“丝网波纹填料”获中国专利优秀奖。 （5）2017 年，专著《传质分离理论与现代塔器技术》获“中国石油与化学工业优 秀图书奖一等奖”。 2）项目鉴定 （1）2017 年 6 月 20 日，中国石油与化学工业协会组织了对“新型导向筛浮塔板与 高效 S 型填料的研究开发及其工业应用”成果的鉴定，由费维扬院士等 7 位专家组成的 专家委员会鉴定意见如下：“该成果具有新颖性，对提高相关行业的技术进步有显著推 动作用，关键技术在特定领域的应用处于国际领先水平。” （2）2014 年 8 月，中国石油与化学工业协会组织了对“电石法聚氯乙烯生产中分离 提纯新技术的研究及工业应用”成果的鉴定，专家委员会鉴定意见如下：“该系列技术先
2
进、成熟、可靠，创新性突出，整体达到国际先进水平，在分离提纯指标方面处于国际
领先水平，一致同意通过鉴定。建议：进一步加快推广应用。”
（3）2006 年 8 月，中国石油与化学工业协会组织了对“BH 型高效填料塔与分离过
程强化的研究、开发及产业化应用”成果的鉴定，由王文兴院士等 7 位专家组成的专家
委员会鉴定意见如下：“该技术具有新颖性，实现了集成创新。对提高行业技术进步具
有显著的推动作用，总体技术达到国际先进水平，部分达到国际领先水平，建议进一步
做好推广工作。”
3）科技查新结论
经国家一级科技查新工作站——中国化工信息中心的《科技查新报告》所述：
（1）查新报告（报告编号：2017-146）表明：“新型导向筛浮塔板与高效 S 型填料
1
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，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 14 项，发表论文 80 篇，其中 SCI 论文 7 篇，出版专著 1
的研究开发及其工业应用”项目：国内外已有关于分离提纯技术的研究报道，而委托方
在本项目中通过在新型导向筛浮塔板、高效 S 型填料、槽槽式液体分布器及金属丝网除
雾器、流程优化技术四个方面对分离提纯的过程强化、节能减排进行了系统的研究，并
且委托方在化工领域已有工业应用，对今后科学研究和工业应用也具有更加系统的指导
提名奖种：国家科技进步奖
提名单位：中国石油和化学工业联合会 项目简介：
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。 本项目在国家自然科学基金委、教育部等的支持下，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，创建了填料内部流体流动多参数模型，准确表 述了气液两相在填料内的流动和分布规律，创新引入波纹折线倾角、比表面积等参数， 为新型填料的开发、发明提供了理论依据。 （2）基于“液膜扰动”理论，突破了传统直线填料的局限，发明了多折线 BH 型填 料，开发了与之配套的工艺软件包，创建了 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，推动了我国芯片产业的发展。 （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
部，获中国专利优秀奖 1 项，中国石油和化学工业联合会科技进步一等奖 2 项，成果整 体达到国际先进水平，部分达到国际领先水平。
本项目在中国石化、新疆天业等 42 家大中型化工企业 302 个项目成功应用，近三 年累计取得经济效益 32.69 亿元，节能折合标煤 25.81 万吨，减少化学物料排放 37.03 万吨。生产的电子级二氯二氢硅、超纯多晶硅、高端聚氯乙烯等高端产品，不仅满足了 我国化工、电子、航天等领域的需求，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。
述工作未见相同报道，
本项目具有新颖性、创新性。”
（2）查新报告（报告编号：2013-260）表明：“电石法聚氯乙烯生产中分离提纯新
技术的研究及工业应用”项目：在此次检索的国内外文献中，除委托方发表文献，未见
文献报道，该项目具有新颖性。”
客观评价：
1）项目获奖情况 （1）2006 年，“BH 型高效填料塔与分离过程强化的研究、开发及产业化应用”获 中国石油和化学工业协会科技进步一等奖。 （2）2014 年，“电石法聚氯乙烯生产中分离提纯新技术的研究及工业应用”获中国 石油和化学工业联合会科技进步一等奖。 （3）2017 年，“新型导向筛浮塔板与高效 S 型填料的研究开发及其工业应用”获 中国石油和化学工业联合会科技进步二等奖。 （4）2017 年，核心专利“丝网波纹填料”获中国专利优秀奖。 （5）2017 年，专著《传质分离理论与现代塔器技术》获“中国石油与化学工业优 秀图书奖一等奖”。 2）项目鉴定 （1）2017 年 6 月 20 日，中国石油与化学工业协会组织了对“新型导向筛浮塔板与 高效 S 型填料的研究开发及其工业应用”成果的鉴定，由费维扬院士等 7 位专家组成的 专家委员会鉴定意见如下：“该成果具有新颖性，对提高相关行业的技术进步有显著推 动作用，关键技术在特定领域的应用处于国际领先水平。” （2）2014 年 8 月，中国石油与化学工业协会组织了对“电石法聚氯乙烯生产中分离 提纯新技术的研究及工业应用”成果的鉴定，专家委员会鉴定意见如下：“该系列技术先
2
进、成熟、可靠，创新性突出，整体达到国际先进水平，在分离提纯指标方面处于国际
领先水平，一致同意通过鉴定。建议：进一步加快推广应用。”
（3）2006 年 8 月，中国石油与化学工业协会组织了对“BH 型高效填料塔与分离过
程强化的研究、开发及产业化应用”成果的鉴定，由王文兴院士等 7 位专家组成的专家
委员会鉴定意见如下：“该技术具有新颖性，实现了集成创新。对提高行业技术进步具
有显著的推动作用，总体技术达到国际先进水平，部分达到国际领先水平，建议进一步
做好推广工作。”
3）科技查新结论
经国家一级科技查新工作站——中国化工信息中心的《科技查新报告》所述：
（1）查新报告（报告编号：2017-146）表明：“新型导向筛浮塔板与高效 S 型填料
1
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，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 14 项，发表论文 80 篇，其中 SCI 论文 7 篇，出版专著 1
的研究开发及其工业应用”项目：国内外已有关于分离提纯技术的研究报道，而委托方
在本项目中通过在新型导向筛浮塔板、高效 S 型填料、槽槽式液体分布器及金属丝网除
雾器、流程优化技术四个方面对分离提纯的过程强化、节能减排进行了系统的研究，并
且委托方在化工领域已有工业应用，对今后科学研究和工业应用也具有更加系统的指导