2020南京创新周发展观察:延长反应技术研究院“集聚创新优势资源,构建产业科技成果转化基地”

聚焦关键技术,打通科技成果转化“最后一公里”,是新型研发机构肩负的重要使命。近年来,南京延长反应技术研究院在江北新区深耕绿色化学制造装备领域,依托南京大学技术与人才资源优势,强化合作集聚高端创新要素,着力孵化细分领域企业,攻关化工产业关键技术,推动科研成果快速向市场转化。由其自主研发的“微界面强化反应”技术,对现有化工生产过程的反应器进行优化改造,提高化工生产安全并大幅节能降耗,目前,正在全国化工企业推广应用。

集聚优势资源攻关先进技术

近年来,我国化工产业结构性产能过剩趋重,化工产品利润空间急剧压缩,化工安全问题日趋严峻。伴随着资源环境压力的不断扩大,如何实现化工反应过程向“低温、低压、高效、本质安全、绿色低碳”的生产转变,成为化工产业实现可持续发展亟需破解的问题。

2018年,南京延长反应技术研究院落户江北新区。依托南京大学“介观化学教育部重点实验室”以及化学、化学工程与技术两个“双一流”学科,研究院以微界面反应强化技术为核心,充分激活高校技术团队的科研优势,并结合延长石油集团已形成的中试平台和产业技术,联合开展技术深度研发、成果产业化推广、企业孵化等工作,系统推动新区新材料科技园相关产业转型升级。

成立至今,延长反应研究院一方面攻关产业核心技术,着力提升自主创新能力。针对工业生产过程中普遍存在氧化、加氢等慢反应过程,反应体系气液相界面积较小,从而制约传质效率、反应效率,影响产品生产制造的问题,研究院在南京大学教授张志炳的带领下,提出了“微界面强化反应技术”理论,并在“微界面传质强化反应-精细分离集成系统研发”项目攻关上取得突破进展。

“微界面强化反应技术”是多相化学反应技术的“升级版”,主要通过强化界面传质,实现传质速率与反应效率的大幅提高,从而大幅强化反应效果、优化反应条件,实现更高效率和更低排放。具体来说,就是在催化剂、物料配比、操作条件等不变的情况下,将反应气泡由毫-厘米级(直径约5-20mm)缩小到微米级(直径约25μm-1mm),使传质效率成数量级提高,从而使化工生产过程的反应效率成倍提高和能耗、水耗、污染物排放等大幅降低。

张志炳说,技术创新是企业降本增效、提升实力过程中的永恒话题。“微界面强化反应技术”作为一项普适性、平台型、颠覆性的技术,可广泛应用于石油开采、石油炼制、石化、精细化工、新材料、制药、水处理等化学制造全产业链的绿色化制造,有望在化工生产领域带来一场技术革命。

据悉,广西某蒎烷生产装置应用该技术后,其反应速率和用能效率等强化5倍以上;江苏某公司在二甲苯氧化装置上应用该技术,在反应压力和反应温度大幅度降低的情况下,反应速率还获得强化,产品生产成本大幅降低30%以上,直接逼停英国、日本等一直在国际市场上占主导地位的同类型生产线。

另一方面,延长反应研究院积极构建联合研发生态圈,打造创新发展“强阵容”。研究院先后与中石油、中石化、中化集团等40余家国内外知名企业展开不同程度的开发合作,同时通过技术共享、项目共建,分别与中国石油合作创建“微界面强化反应联合研发中心”,与中国石化合作创建“中国石化化工过程强化技术联合研发中心”进行产业化研发合作。

去年一年,研究院已申请各类专利361件,获得江北新区多项嘉奖。为尽快实现“微界面反应强化技术深度研发与产业化”项目落地与运作,延长石油集团和江北新区共同为研究院提供了3亿元的资金支持,主要用于研究院科研、人才团队、产业化设施和孵化器建设,支持研究院高标准建设产学研发展具有强带动力的新型研发机构。

“政企校研协同创新,可实现多方优势互补,更好地促进先进技术深度研发和产业化运行,借力科技创新,为化工企业高质量发展提供支撑。”延长石油集团总经理张恺颙说。

着力企业孵化构建市场触角

新型研发机构产出的科研成果往往处于前沿科学研究和关键技术开发领域,对科研团队经验知识依赖度高,具有成果转化投资要求高、产业化周期长、风险大的特点。普通企业由于技术吸收能力较弱,难以直接将科研成果转化为现实生产力。因此,通过内部孵化和投资,创建以研究院为母体的产业化子公司,成为新型研发机构科研成果转化的必然选择。

为走好产学研转化“最后一公里”,延长反应研究院以产业化为目标、市场为导向,不断夯实基础研究与技术开发支撑,经过一年多探索,构建了以研究院为母体,孵化企业为市场触角的现代化管理运营体系,业务板块涵盖产学研“基础研究-技术创新-产业化运行”各环节。

目前,延长反应研究院已成功孵化出南京微能化工科技有限公司、南京大江清源环保科技有限公司、南京巨科华盈能源科技有限公司等5家企业,各企业作为科技成果向市场转化的第一触角,持续推动产业升级、促进科技创新、加快项目落地。

其中,南京微能化工科技有限公司是专业从事石油化工、煤化工、精细化工等领域技术开发和技术服务业务的科技公司。作为“微界面强化反应技术”工业化落地的主要载体,该公司获得研究院特许使用的反应过程强化领域的国内外发明专利100多项,通过不断完善现有技术,研发全新工艺装备技术,全力为我国化学制造业提供技术和智力支持。

2019年10月至11月,南京微能完成了微界面强化XXX氧化过程的试验。该试验以某太白粉生产企业的脱硫液为原料液,采用“微界面强化反应技术”对现有氧化工艺进行优化改造。试验发现,微界面强化反应器内XXX的氧化反应速率提高了2.4倍,而达到相同的XXX的转化率情况下空气用量直降约70%,大幅降低了风机功耗。

南京大江清源环保科技有限公司是研究院平台上的科技开发服务型公司,主要从事高效环保技术开发及技术服务、新型环保装备制造、高盐废水治理、黑臭水体治理与修复、工业废液的资源化处理、微界面湿式氧化处理技术及装备开发等环保及清洁生产业务,目前已具备成熟的微界面强化高盐低压湿法氧化技术和城市黑臭水体微界面强化反应治理技术。

2019年8月,南京延长反应技术研究院、南京大学与江苏超跃化学有限公司共同启动“高盐废水循环利用技术产业化项目”。大江清源作为该项目的实施单位,通过将“微界面湿法氧化技术”和其它技术进行组合叠加,开发出符合企业废水资源化的解决方案,实现废水减量化、循环化利用,在园区企业内部形成产业链条,有效提升原料的利用率。

“我们把科技成果和经济建设的两张皮转化为化工生产过程中的一张纸、一个工艺技术包,形成可以解决实际问题的技术和工艺,把论文、著作和成果转化为设备、车间以及可以创造社会财富的工厂,打通科技转化过程的最后一公里,解决企业中的问题,造福社会。”南京延长反应技术研究院总经理杨建说。

释放机构价值服务高质量发展

新型研发机构是产学研紧密结合的创新生力军,兼具研发机构、企业等身份,对经济社会发展具有多重价值。长期以来,延长反应研究院专注服务化工产业转型升级,持续挖掘产业问题、破解技术瓶颈,为产业发展注入新活力,为走绿色、高质量发展路径贡献方案。

核心技术破题高质量发展。当前,我国化工企业多沿江、临海布局,一批化工园区在长江上游相继建成,传统石化产业在长江中下游地区密集分布,同时密集区不断向上游、支流拓展。重化工业在长江沿岸形成“化工围江”现象,对长江流域的生态安全和安全生产形成巨大的潜在风险和隐患。

2019年12月20日,扬子江生态文明创新中心生态环保产业技术研究院在江北新区正式成立。作为首批正式加盟所之一,南京延长反应技术研究院将与中心和各加盟所围绕当前生态文明建设和高质量发展面临的重难点问题,进一步加强和深化合作交流,为长江流域高质量发展提供有力支撑。

“解决目前长江沿岸‘化工围江’情形下带来的高污染、高危险、高能耗问题,是落实长江经济带可持续发展战略部署、实现高质量可持续发展过程中必须要解决的重要课题。”杨建说,研究院的主攻方向与长江经济带可持续发展战略相契合,其“微界面强化反应技术”已累计帮助相关企业减少向环境排放各类有毒有害化学物质约300万吨,累计节能相当于25万吨左右标准煤。

加盟中心后,研究院将继续围绕微界面强化反应技术在绿色化学制造、废物资源化、高盐/高COD废水处理、黑臭水体治理等成熟应用领域和方向开展推广工作,不断优化工艺路径和工程方案,落实长江经济带可持续发展战略部署。

产业化推广创造市场价值。作为政府、高校科研院所伸入市场的前沿触角,新型研发机构将科研成果产业化推广作为工作的重中之重。为落实该计划,延长反应研究院将多措并举,把科技成果送到市场一线。

一是与国家级、省市级政府部门和行业协会等职能部门建立联合推广中心,利用政府、行业的资源,进行双赢合作,强化微界面技术的推广力度。

二是与重点石化所在区域政府或园区合作,充分利用当地资源,设立研究院分院,在信息、技术、服务等方面与当地企业无缝对接。拟分步在北京、山东、江苏、浙江等沿海重点石化区域和经济活跃地区设立研究院分院。

三是积极开展与大型企业(集团)如央企、地方国企、大型民企等合作,争取将微界面技术引入到它们的新建和改造项目之中,扩大微界面技术的影响力和覆盖面。

四是主动联系中国石化联合会、中国化工学会、省化工学会等国家级和各省行业协会,有偿宣传联合推广。

五是充分利用社会资源,建立微界面产业化基金,以C+T模式推进微界面产业化项目落地。

六是计划实施“首台套”产品让利模式,以让利或共享利益的方式对“首台套”产品进行产业化推广。

新型研发机构是新时代科技创新探索的新兴事物,以科研为强项,但在管理和运行体制等方面往往还存在诸多问题。地方政府的服务指导,对新研机构的发展尤为重要。“研究院目前尚处于发展建设初期阶段,主要通过‘1+N’模式进行企业孵化,希望政府能在企业股权优化、融资上市、高层次专业人才引进等方面提供更多政策扶持和服务指导。”杨建说。

依托高校优势,精研核心技术,南京延长反应技术研究院致力于把南京江北新区打造为国内外碳基能源工业及其它流程工业先进高端反应技术和绿色化学制造的主要研发和生产基地。(沈杨子 张凯畅)

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[责任编辑:曹梓骞]