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青岛科技大学过程系统工程研究所

作者:    信息来源:    发布时间: 2017-05-22

青岛科技大学过程系统工程研究所

青岛科技大学过程系统工程研究所是一所专门为炼油、石化、化工、轻工、医药等过程工业提供过程应用软件和工程技术的高新技术研究机构,主要从事过程工业基础理论研究,过程工业高科技人才(学士、硕士、博士、博士后)培养,过程工业科技软件的研发与应用,过程工业新产品、新工艺、新技术开发,过程科技成果产业化等工作。

一、学术队伍

拥有一支年龄结构、高学历、具有较高学术水平的学术梯队。山东省化工过程工程技术中心主任、国内著名过程系统工程专家、青岛市科学技术最高奖获得者韩方煜教授任研究所名誉所长。项曙光教授任研究所所长。过程系统工程研究所现有教授2人,副教授4人,博士生导师2人、硕士生导师5人,博士生、硕士生20余人。

二、科学研究

过程系统工程研究所经过二十多年的发展,形成了以下稳定、具有特色的研究方向:(1)过程系统工程;(2)过程节能;(3)过程科技软件研发与应用;(4)信息技术在过程工业应用;(5)化工过程安全。

过程系统工程研究所是青岛科技大学的重要教学科研基地、科技成果转化基地、产学研基地及产业化基地之一。先后完成国家自然科学基金重点项目1项,国家自然科学基金项目6项,原国家计委产业化前期重大项目1项,国家科技部创新基金项目2项;其它纵、横向课题近100项。取得了较为显著的教学、科研成绩。1983年起,研究所在韩方煜等教授带领下,完成了ECSS工程化学模拟系统III期工程的研发工作。1988ECSS获国家科技进步二等奖,达到八十年代国际水平,已在国内八十余家石油、化工、轻工等行业的设计院、研究院和大型企业中得到应用,取得了显著的社会效益和经济效益。九十年代,开发新一代ECSS化工之星软件,在装置扩建改造,节能降耗、优化操作、设计计算和科研开发过程中发挥了重要作用,极大地推动了过程模拟技术和企业的技术进步。将过程模拟与优化技术应用于实际过程改造与开发,十余项新技术、新工艺实现产业化,如与烟台万华联合开发的具有国际先进水平拥有自主知识产权的MDI制造技术,打破了国外公司对MDI制造技术的垄断,使我国成为第五个拥有该制造技术自主知识产权的国家。MDI制造技术成功地应用于烟台万华聚氨酯股份有限公司实际装置的改造,年纯增直接经济效益亿元以上,MDI制造技术曾获国家科技进步二等奖,山东省科技进步特等奖10年以来,研究所与中国石化、中国石油、中科院等单位合作,进行新一代通用石油化工过程模拟软件开发,开发环氧氯丙烷、环氧丙烷等绿色化工工艺,开展化工过程本质安全、过程仿真、过程故障等研究工作,签订科技开发合同额2000万元以上,实到科研经费近2000万元,在国内外重要刊物上发表论文近200多篇(30SCIEI等收录),出版专(译)著5部,授权国家发明专利7项,软件著作权10余项。

三、条件建设

研究所占地面积300 m2;拥有进行多尺度模拟计算分析软件,微观尺度用于量子化学计算与分子模拟软件ADF等,介观尺度计算流体力学模拟的Fluent软件和CFX,宏观尺度的过程模拟、优化与放大软件Dyno-ChemAspen PlusPro II等,以及自主开发的通用、专用过程模拟与优化软件、设备设计与核算软件、过程仿真软件等。另外,工艺开发实验室拥有高压合成釜、催化剂评价的固定床反应和流化床反应装置以及精馏分离装置;用于定性定量分析气相色谱、微量水分分析等基础设备。

四、人才培养

本实验室所依托的化学工程与技术为博士授予权一级学科。重视研究生精品课程及教材建设,科学设计以创新意识和创新能力为核心研究生课程体系,担任研究生《高等化工热力学》和《化工系统工程》以及本科生《系统分析与综合》和《过程工程计算机应用基础》等课程建设和讲授。建立了校内外工程实践基地,研究生在读期间,紧密与企业接触,参与实际项目,充分锻炼了其理论与实践应用能力。近年来,已培养硕士、博士研究生50余人,培养的研究生得到了社会高度认可。

五、学术交流

建立了中青年教师对外合作交流制度,支持中青年教师以及研究生参加国内外高水平的学术会议,研究所每年选派中青年老师及在读研究生参加世界及国内范围系统工程相关会议。近年来,研究所承办组织了中国过程系统工程年会(PSE2010)和第三届全国石油和化工生产安全与控制技术交流会议。

六、社会经济效益

研究所自成立以来,获国家级奖励2项,省部级奖励7项。与烟台万华联合开发的具有国际先进水平拥有自主知识产权的MDI制造技术,打破了国外公司对MDI制造技术的垄断,使我国成为第五个拥有该制造技术自主知识产权的国家。MDI制造技术成功地应用于烟台万华聚氨酯股份有限公司实际装置的改造,年纯增直接经济效益亿元以上。开发的工程技术(如环氧技术、增塑剂技术等、C4分离技术、C5分离技术等)已在实际企业中实现产业化,年新增直接经济效益近亿元。基于流程模拟软件及集成的过程节能技术在实际装置应用,可产生年节能效益可达4000万。重要标志性成果如下:

通用石油化工过程模拟与优化技术:基于CAPE-OPEN标准,开发具有国际先进、国内领先水平的拥有自主知识产权、面向流程工业的通用流程模拟和知识库软件,该软件拥有丰富的基础物性数据、热力学数据、热力学模型、单元操作模块、先进的求解计算方法以及友好图形用户界面,可方便、高效实现对石油化工过程的数学模拟,从而打破国外流程模拟软件的垄断。通过流程模拟与优化技术,可以对装置进行诊断、优化操作,从而提高附加值产品收率、实现节能降耗、挖潜增效、减少排放;不仅可产生直接经济效益,还可带来巨大的社会效益。

过程全流程仿真技术:独立开发了动态仿真模拟分析系统DSAS,可模拟各种化工过程常规和事故状态的动态行为,并可对人员的操作情况进行自动评分。DSAS已成功应用于30余类石油、化工装置的动态仿真系统开发,涉及合成氨、聚甲醛、醋酸、己内酰胺、氯乙烯、甲醇、催化裂化等工艺。而且,以DSAS为技术平台,成功研制出化工过程实习动态模拟系统DSCP软件,已经在10余所高校中进行了推广应用。另外,研究所与中石油、中海油等企业合作开发合成氨、尿素、常减压、催化裂化、加氢裂化等10余套仿真培训系统成功在企业运行,为企业培训操作、技术人员提供高效工具。

过程系统节能技术:基于先进的过程模拟技术与过程集成技术,开发了针对于石油、化工过程系统一整套节能技术。较先引进夹点技术与换热网络综合技术,开发了换热网络综合与模拟软件HENs系统,并成功用于节能技术推广与应用工作,对炼油装置(常减压、加氢裂化、连续重整、延迟焦化、石脑油加氢、汽油脱硫、柴油加氢等)、石油化工装置(乙烯、苯乙烯、氯乙烯、环氧、乙二醇、丁二烯、异戊二烯、丁烯-1等)、轻工(酒精)等20余套装置进行了系统节能研究,为推动企业节能降耗和提高经济效益做出积极贡献。

基于过程模拟的过程工艺开发技术:针对我国新工艺、新技术开发落后,与国外差距较大、物耗能耗高等现状,积极从生产实际中寻找问题,在实验室小试基础上,运用过程模拟技术对新工艺进行开发,并形成完整工艺包,从而降低研发成本,提高研发效率。典型案例:(1)干法回收环氧氯丙烷装置中氯化氢变为高纯HCl气体,不仅解决了设备腐蚀和废盐酸处理问题,而且可以将HCl实现循环利用;(2)基于反应过程动力学研究,实现环氧高浓度皂化工艺技术,提高产量,大大减少废水量;(3)采用氯醇化、萃取、高浓皂化、蒸发等创新组合技术,开发环氧丙烷、环氧氯丙烷废水处理工艺,实现含氯废水零排放。

实验室主任:项曙光

实验室秘书:孙晓岩