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微化工領(lǐng)域的研究將成為化工行�(yè)�(zhuǎn)型升級的重要�(fā)展方�
2021/5/26 11:16:52  來源� 清華大學     作者:    瀏覽次數(shù):次
 
  今年兩會的政府工作報告提�,,為�(yīng)對氣候變�,,要推動以二氧化碳為主的溫室氣體減排,力爭到2030年二氧化碳排放達到峰�,�2060年實�(xiàn)碳中�,。這是“碳中�”�“碳達�”被首次寫入政府工作報告中,,引起全社會的廣泛熱議。在此大背景下舉辦的“2021第二屆全國催化加氫工藝及催化劑技�(shù)開發(fā)與工�(yè)�(yīng)用交流研討會”注定備受�(guān)�,�
 
  催化加氫技�(shù)是醫(yī)藥和精細化工和其他有機合成中的核心技�(shù),,也是化工生�(chǎn)當中的核心技�(shù),是一種可促進節(jié)能減排和清潔生產(chǎn)的工�,,能夠起到縮短反�(yīng)時間,、提高原料利用率和產(chǎn)物收率的作用,同時又能減少污染物的排�,,降低生�(chǎn)成本,。對�(huán)保領(lǐng)域、能源領(lǐng)�,、醫(yī)藥領(lǐng)域而言,,開展催化加氫技�(shù)的科學研究具有重大意義�
 
  然而催化加氫技�(shù)目前�(fā)展到什么階�,?市場應(yīng)用情況如�,?帶著這些問題我們采訪了�(yè)�(nèi)知名專家,清華大學化工系博導(dǎo)張吉松副教授,。從他個人及團隊多年來的學�(shù)研究出發(fā),,深入探討關(guān)于催化加氫技�(shù)的方方面�,�
 
張吉松接受本�(wǎng)記者專�
 
  化工儀器網(wǎng):是什么因素讓您選擇了微化工這個科研方向?
 
  張吉松:第一次接觸到微化工技�(shù)是在大三�,,當時微化工技�(shù)處于初期階段,,尚未有具體的科研成果面世,相關(guān)介紹處于理論層面,,實驗室相關(guān)的科研工作也是很�,。但是當時我們關(guān)注到相關(guān)文獻中多次提到這個技�(shù)可以�(yīng)用到有機合成�(lǐng)域,彼時的化工行�(yè)整體上一直是往大型化發(fā)�,,基于專�(yè)敏感性和對化工的認識,�我們意識到通過微反�(yīng)器效率的提高,把�(shè)備往微型�,、高效化�(fā)�,,將是化工行�(yè)一個重要的�(fā)展方向�然而微反應(yīng)器的�(yīng)用領(lǐng)域覆蓋范圍廣�,,包括高分子材料,、納米材料、分離技�(shù)�,,其有機合成涉及到物�(zhì)的轉(zhuǎn)�,,涉及到的實際問題較多,我覺得這個的意義更大,,加上我的導(dǎo)師駱廣生教授的指�(dǎo),,就堅定選擇了微反應(yīng)器有機合成的方向。進入麻省理工�,,接觸到一些國際上新的理念,,也就是流動化學在原料藥行業(yè)的應(yīng)用,當時國內(nèi)在原料藥有機合成這個領(lǐng)域的科研較少,,我意識到這很可能成為一個新的增長點,,特別是加氫過程,由于其工藝的復(fù)雜�,,成為該技�(shù)科研攻關(guān)的一個痛點難�,,具有較高的科研價�,回國后就一直往這個方向開展科研工�,�
 
  化工儀器網(wǎng)�2020年是十三五的收官之年,,四部委�(lián)合發(fā)布《推動原料藥�(chǎn)�(yè)綠色�(fā)展的指導(dǎo)意見》,提出5年突�20項以上綠色關(guān)鍵共性技�(shù),,基本實�(xiàn)行業(yè)綠色生產(chǎn)技�(shù)替代,。也就是說在接下來的“十四�”期間,這基本就是原料藥�(chǎn)�(yè)�(fā)展的方向,。能否從您研究的�(lǐng)域出�(fā),,談?wù)勅绾螌崿F(xiàn)綠色�(guān)鍵共性技�(shù)突破,�
 
  張吉松:目前,我國已�(jīng)成為世界上最重要的原料藥生產(chǎn)基地,,所以國�(nèi)原料藥行�(yè)的健康發(fā)展對整個行�(yè)的發(fā)展具有重要的影響,。但是目前行�(yè)�(nèi)存在著效率低、污染嚴重等問題,,業(yè)界普遍認�,,流動化學將來可以成為改變原料藥合成的革命性技�(shù)。從技�(shù)角度而言,,如微反�(yīng)器為代表的技�(shù)力量,,將來可有效推動原料藥行�(yè)更加健康地發(fā)�,,而從我們開展的連續(xù)加氫工藝來講,,我們有信心該技�(shù)未來將在保障本質(zhì)安全、降低企�(yè)成本,、解決污染等方面起到重要作用,。此外,通過流動化學減少催化劑的使用,,從資源角度有望可以為國家節(jié)省大量的貴金屬資�,,從�(huán)保角度做到減少污染的作用,從成本角度爭取生產(chǎn)成本的降�,�
 
  化工儀器網(wǎng):您所在的微反�(yīng)課題組是國內(nèi)最早從事微化工技�(shù)研究的單位之一,,現(xiàn)在您本人也同時承擔著國家自然科學基金委的幾項重點科研項目,可否談?wù)劕F(xiàn)在進展如何,?接下來又有怎樣的計�,�
 
  張吉松:2020年參與了我的�(dǎo)師駱廣生教授的一個重大專項的課題研究,這個項目也是微化工�(lǐng)域的第一個重大專�,。從微化工合�,、納米材料以及微反應(yīng)器系�(tǒng)的放大等方面做了�(guī)劃和研究,目前項目進展順利,,相�(guān)工作正逐步有序地推進中,。而我本人主要是承擔高化能體系的加氫反�(yīng),也就是硝基加氫過程,�硝基加氫具有巨大的能�,,但這項工藝相關(guān)的安全問題也很突出,所以我們針對它的反�(yīng)機理,、反�(yīng)動力�,、脫氯的副作用以及催化劑的特性、反�(yīng)器的特性對反應(yīng)過程的流動等進行了深入研�,�目前已與相關(guān)企業(yè)開展了合�,,從合作�(jié)果來�,,無論是催化劑的反應(yīng)效果、整個系�(tǒng)的運行時�,、過程的成本還是反應(yīng)的收率都得到了大幅的提升,,達到了�(yù)期的理想效果,希望在接下來的5年內(nèi)實現(xiàn)大規(guī)模生�(chǎn)和應(yīng)�,�
 
  此外還承擔著一項面上基金和�(yōu)秀青年基金的科研項�,,主要是圍繞微填充床反應(yīng)器,涉及到的流動,、傳�(zhì)和反�(yīng)行為,,目前在�(yè)界與之相�(guān)的科研工作較少,極大限制了微填充床反�(yīng)器后�(xù)的生�(chǎn),,所以我們著重針對流體力學和傳質(zhì)等開展了科學研究,,希望對新型微反�(yīng)器的認識能達到更為深入的水平來指�(dǎo)后續(xù)的放大工作�
 
  化工儀器網(wǎng):對于催化加氫技�(shù)的開�(fā)與應(yīng)�,,目前國�(nèi)學術(shù)界的�(fā)展是怎樣�,?您對該技�(shù)未來�(fā)展持有什么樣的看法?
 
  張吉松:目前催化加氫工藝已應(yīng)用到多個領(lǐng)域中,,比如石油化�,、煤化工�(lǐng)域。包括我所在的課題組開展的以原料藥為代表的精細化工�(lǐng)�,,然而相較于�(shè)�,、工藝都已經(jīng)比較成熟的石油化工、煤化工�(lǐng)�,,原料藥催化加氫的研究相對而言,,起步較晚,在工藝和�(shè)備上處于起步階段,。業(yè)界普遍圍繞怎么研究催化�,、改變催化劑,從而提高效率的研究,,但對于精細化工而言,,這個行�(yè)長久以來主要是以有機化學家為主導(dǎo)開展相關(guān)科研工作,從實驗室研�(fā),、工藝設(shè)計到放大生產(chǎn),,采用的是從有機化學�(lǐng)域的方式方法,而實際上這樣的研究是不充分的,,不管是催化劑技�(shù)還是對工藝的理解以及�(shè)備都不是目前化工�(lǐng)域最好的選擇,,從這個角度來講,未來還需加強化學、化工以及催化劑等多個方面的綜合研究,�
 
  后記
 
  作為�(guān)系國計民生的一項基�(chǔ)工業(yè),,化學工�(yè)幾乎涵蓋了社會生�(chǎn)、生活的方方面面,,包括工�(yè)生產(chǎn),、能源、航�,、國防科�,、食品藥品等。對于推動二氧化碳減排而言,,勢必要進一步優(yōu)化產(chǎn)�(yè)�(jié)�(gòu)和能源結(jié)�(gòu),,促使產(chǎn)�(yè)�(jié)�(gòu)�(diào)整和升級,推動能源的高效利用,,而延長產(chǎn)品鏈,、提高附加值,開展微化工領(lǐng)域的研究是當今全球化學工�(yè)的發(fā)展方�,,也是我國化學工�(yè)�(zhuǎn)型升級的核心�(nèi)�,,可以說微化工領(lǐng)域的�(fā)展必將影響整體的節(jié)能減排戰(zhàn)略,投入到微化工�(lǐng)域的研究也將成為化工行業(yè)的重要課�,�
 
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