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液-液萃取分離科學(xué)和技術(shù)是化學(xué)工程學(xué)科的重要分支之一。一大批萃取分離技術(shù)在石油化工、原子能、醫(yī)藥工業(yè)、食品工業(yè)、生物化工以及環(huán)境工程中得到了廣泛應(yīng)用。現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，對(duì)液-液萃取分離科學(xué)與技術(shù)提出了新的挑戰(zhàn)，也為新型萃取分離技術(shù)的產(chǎn)生和發(fā)展提供了良好的機(jī)遇。液-液萃取技術(shù)作為一項(xiàng)應(yīng)用很廣的高效分離技術(shù)，已成為許多領(lǐng)域發(fā)展的技術(shù)關(guān)鍵。本項(xiàng)目圍繞國(guó)家節(jié)能減排戰(zhàn)略，開展高效液-液離心萃取設(shè)備的研制及應(yīng)用研究。創(chuàng)造性地建立了流場(chǎng)分布與操作條件的關(guān)系模型，實(shí)現(xiàn)了設(shè)備的可控設(shè)計(jì)；對(duì)液-液離心萃取過程環(huán)隙間流動(dòng)特性進(jìn)行深入細(xì)致的研究，定量地求出泰勒渦流的生成條件及其變化規(guī)律，精確地描述出流場(chǎng)全貌；在Taylor-Couette流體運(yùn)動(dòng)特征、失穩(wěn)演變過程和壓力周期波動(dòng)特性方面有所突破，建立離心不穩(wěn)定準(zhǔn)則，獲得環(huán)隙式液-液離心萃取過程的強(qiáng)化傳質(zhì)機(jī)理，為環(huán)隙式液-液離心萃取系統(tǒng)的量化設(shè)計(jì)提供理論基礎(chǔ)。開發(fā)出的離心萃取成套設(shè)備及相關(guān)工藝技術(shù)，在石油化工、生物制藥等行業(yè)得到了成功應(yīng)用。在我國(guó)最大的林可霉素生產(chǎn)基地-南陽(yáng)普康藥業(yè)集團(tuán)有限公司建成了基于離心萃取技術(shù)的“萃取-洗滌-反萃”成套設(shè)備及工藝，獲得了成功。依托中國(guó)石化集團(tuán)公司，在我國(guó)最大的己內(nèi)酰胺生產(chǎn)基地建成了雜質(zhì)離心萃取的工業(yè)示范裝置，每年產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益500萬(wàn)元，大大改善了產(chǎn)品質(zhì)量。

超高壓閥門的閥芯需要抗腐蝕耐磨的材料，因此閥芯的材料往往與本體不同，為了防止出 現(xiàn)掉落、松動(dòng)等故障，需要將閥芯與閥門本體進(jìn)行焊接。考慮到閥門本體結(jié)構(gòu)的特殊性，需要 設(shè)計(jì)一種全自動(dòng)焊接機(jī)床來(lái)滿足這一要求。 該套數(shù)控焊接機(jī)床的機(jī)械系統(tǒng)主體部分是X,Y,Z三軸工作平臺(tái)以及旋轉(zhuǎn)R軸構(gòu)成 (X和Y軸 行程為100mm,Z軸行程為400mm,三軸均通過滾珠絲杠傳動(dòng)，具有較高的控制精度，R軸可旋 轉(zhuǎn)任意角度，載荷100KG) ，為了實(shí)現(xiàn)精確控制，四軸均通過伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器+伺服電機(jī)驅(qū) 動(dòng)，通過設(shè)置伺服驅(qū)動(dòng)器及運(yùn)動(dòng)控制卡相關(guān)的參數(shù)，電機(jī)位置控制可達(dá)到加工精度要求 (小于 0.2mm) 。其中XYZ三軸均有正負(fù)原點(diǎn)開關(guān)和零點(diǎn)開關(guān)，R軸只有一個(gè)零點(diǎn)開關(guān)。工作臺(tái)的旋轉(zhuǎn) 由R軸通過1:100行星減速齒輪帶動(dòng)，工件通過專用工裝夾緊，并通過電刷與焊機(jī)負(fù)極連接。 該項(xiàng)目主要完成了以下工作：焊槍結(jié)構(gòu)改進(jìn)及硬件調(diào)試；機(jī)床數(shù)控軟件的模塊化設(shè)計(jì)， 包括焊接中示教及焊槍路徑規(guī)劃中提出的一種通過空間直線和空間圓弧實(shí)現(xiàn)空間曲線的插補(bǔ) 算法，輔助功能的實(shí)現(xiàn)和焊縫收弧引弧等時(shí)間控制策略等；著重研究了焊接工藝參數(shù) (焊接電 流，焊接電壓，焊接速度和焊槍角度) 對(duì)焊縫的影響，通過一種數(shù)學(xué)模型來(lái)描述工藝參數(shù)與焊 縫熔深之間的關(guān)系，對(duì)摸索焊接工藝參數(shù)對(duì)焊縫形態(tài)影響和焊縫質(zhì)量的預(yù)測(cè)和評(píng)估有重要意 義。

成果描述：濕法磷酸較熱法磷酸能耗低，污染小，具有顯著的能源、環(huán)境和成本優(yōu)勢(shì)。但是濕法磷酸含雜質(zhì)較多，精制技術(shù)要求較高，近年來(lái)，由于能源和電力供應(yīng)緊張，環(huán)保要求提高，電熱法磷酸的生產(chǎn)與發(fā)展受到嚴(yán)重限制。濕法磷酸精制取代熱法磷酸的優(yōu)越性日益顯著。國(guó)外的濕法磷酸精制生產(chǎn)技術(shù)和裝置均已過關(guān)，完全實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化生產(chǎn)，產(chǎn)品質(zhì)量可與電熱法磷酸媲美，已經(jīng)大量取代熱法磷酸。國(guó)內(nèi)經(jīng)過四川大學(xué)等單位的研究開發(fā)，溶劑萃取法濕法磷酸精制的技術(shù)也已進(jìn)入工業(yè)階段，并在全國(guó)推廣。市場(chǎng)前景分析：工信部提出濕法磷酸精制方面，2015年精制濕法磷酸產(chǎn)品產(chǎn)量達(dá)P2O5150萬(wàn)t，2020年達(dá)P2O5200萬(wàn)t。與同類成果相比的優(yōu)勢(shì)分析：國(guó)際先進(jìn)

一、項(xiàng)目簡(jiǎn)介全球性的原油變重變劣，使原油硫含量增加；目前對(duì)滿足環(huán)保要求的汽油硫含量指標(biāo)日益嚴(yán)格，汽油深度脫硫日益重要。國(guó)內(nèi)外汽油產(chǎn)品大部分來(lái)源于流化催化裂化（FCC），國(guó)外占三分之一，國(guó)內(nèi)約占80%，造成我國(guó)汽油硫含量普遍偏高。研究和開發(fā)FCC汽油深度脫硫技術(shù)，降低汽油硫含量，是我國(guó)煉油、化工行業(yè)的一項(xiàng)緊迫任務(wù)。常規(guī)深度加氫脫硫（HDS）技術(shù)存在明顯不足：汽油收率低、汽油質(zhì)量差（辛烷值低）、投資費(fèi)用和操作成本高。解決途徑：開發(fā)新的深度加氫脫硫技術(shù)、開發(fā)各種非加氫脫硫技術(shù)、或開發(fā)非加氫脫硫技術(shù)與加氫脫硫結(jié)合的技術(shù)。在各種非加氫脫硫技術(shù)（吸附脫硫、微生物脫硫、萃取/萃取精餾等）中，汽油萃取精餾脫硫具有顯著的優(yōu)勢(shì)。與FCC汽油全餾分深度加氫脫硫工藝相比，F(xiàn)CC汽油輕中餾分萃取精餾脫硫-萃取相與重餾分加氫脫硫組合工藝的投資成本與操作成本明顯低于前者，此項(xiàng)技術(shù)具有普遍的推廣意義。本項(xiàng)目為此組合工藝的非加氫脫硫部分。二、市場(chǎng)前景汽油萃取脫硫、萃取精餾脫硫技術(shù)具有設(shè)備投資低、不耗氫、操作費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)，若與現(xiàn)有的加氫脫硫工藝結(jié)合則會(huì)實(shí)現(xiàn)低操作成本和極小的辛烷值損失的FCC汽油深度脫硫的目的，這樣就更進(jìn)一步地拓展了該類技術(shù)的發(fā)展空間和應(yīng)用前景。因此，該類技術(shù)已成為清潔燃料生產(chǎn)領(lǐng)域的重點(diǎn)研究方向之一。主要經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)：1）脫硫汽油殘硫含量小于30ppm；2）溶劑損耗與目前芳烴抽提工藝的持平；3）最終產(chǎn)品汽油RON損失＜1，芳烴含量基本與原料中相同，烯烴含量減少約為3%，烷烴含量增加約為3%；優(yōu)化FCC汽油切割餾分萃取精餾脫硫過程條件。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在回流比一定的條件下改變劑油比，隨著劑油比的增加脫硫率增加，劑油比達(dá)到0.55時(shí)脫硫率為95%，當(dāng)劑油比為0.765時(shí)脫硫率為96%，劑油比在0.55-0.765時(shí)脫硫率變化緩慢，兼顧經(jīng)濟(jì)效益和產(chǎn)品質(zhì)量，劑油比0.55為宜。該操作條件下硫含量低于30ppm。溶劑熱穩(wěn)定性能好、沸點(diǎn)高，回收后萃取劑的脫硫效果很好，可以重復(fù)使用。中重餾分汽油、復(fù)配油的加氫脫硫處理結(jié)果表明，在適當(dāng)?shù)募託錀l件下，可以使硫含量降到10ppm以下；調(diào)和汽油的辛烷值測(cè)量結(jié)果表明，萃取精餾+加氫深度脫硫組合工藝生產(chǎn)的調(diào)和汽油辛烷值基本不變。該組合工藝，實(shí)現(xiàn)FCC汽油餾分深度脫硫與溶劑循環(huán)使用優(yōu)化操作。三、規(guī)模與投資（萃取精餾部分）萃取精餾裝置年處理量50-100萬(wàn)噸， 設(shè)備總投資約2000萬(wàn)元。四、生產(chǎn)設(shè)備主設(shè)備為萃取精餾塔。FCC汽油預(yù)分餾塔（也可對(duì)催化分餾系統(tǒng)穩(wěn)定塔進(jìn)行適當(dāng)改造）；溶劑回收塔；相應(yīng)的泵、儲(chǔ)罐等。五、效益分析通過對(duì)FCC汽油分餾、萃取精餾，低硫汽油的收率在70-80%，其余餾分與重餾分一起進(jìn)行加氫脫硫，使得加氫裝置的處理能力（與全餾分加氫比）降低50%以上。同時(shí)汽油調(diào)和后，辛烷值基本不損失。六、合作方式技術(shù)轉(zhuǎn)讓或技術(shù)合作。

液相芯片在多元生物分析中具有重要應(yīng)用，而與該技術(shù)相關(guān)的知識(shí)產(chǎn)權(quán)都被國(guó)外的公司壟斷，因此我國(guó)有必要開發(fā)原創(chuàng)性的液相芯片技術(shù)。本課題組即以此為目標(biāo)，進(jìn)行具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的“光子晶體編碼液相芯片技術(shù)”研究和開發(fā)。在該研究領(lǐng)域，我們對(duì)微流控乳化技術(shù)及納米粒子有序組裝進(jìn)行了系統(tǒng)的研究，確立了光子晶體編碼微球的制備方法；提出了微載體解碼及檢測(cè)的圖像分析方法，構(gòu)建了用于光子晶體微球液相芯片技術(shù)的檢測(cè)平臺(tái)；開發(fā)了腫瘤等疾病的診斷試劑盒，證明了光子晶體液相芯片技術(shù)的應(yīng)用能力。

項(xiàng)目背景及主要用途： 乙腈是最簡(jiǎn)單的有機(jī)腈，是一種重要的化工原料，同時(shí)也是一種重要的有機(jī) 溶劑。通常也叫氰化甲烷和甲基腈，室溫下為無(wú)色透明液體，極易揮發(fā)，有類似 于醚的特殊氣味，易燃，燃燒時(shí)伴有明亮的火焰。與水、甲醇、四氯化碳、乙酸 甲酯、乙酸乙酯、二氯乙烷及許多非飽和烴類溶劑互溶。有毒，可以代謝成為氰 化氫及硫氰酸。乙腈是優(yōu)良的溶劑，也可用于合成維生素 A，碳胺類藥物及其中 間體的溶劑，還用于制造維生素 B1 和氨基酸的活性介質(zhì)溶劑，可代替氯化溶劑。 此外，乙腈還可用于制備乙烯基涂料，脂肪酸的萃取劑，酒精變性劑，丁二烯萃 取劑和丙烯腈合成纖維的溶劑，并在織物染色，照明工業(yè)，香料制造和感光材料 制造中也有許多用途。 在溶劑回收的過程中經(jīng)常遇到乙腈和水的分離問題。由于乙腈-水物系是一 個(gè)完全互溶的二元共沸物系, 因此不能采用常規(guī)精餾方法進(jìn)行分離。目前，乙腈 -水物系的分離工藝主要有變壓精餾、鹽效萃取與精餾聯(lián)合工藝和萃取精餾及滲 透蒸發(fā)等。 3天津大學(xué)科技成果選編 技術(shù)簡(jiǎn)介： 本工藝采用萃取精餾技術(shù)制取無(wú)水乙腈，能耗低，產(chǎn)品純度高，收率高。 應(yīng)用領(lǐng)域：無(wú)水乙腈生產(chǎn)企業(yè) 技術(shù)轉(zhuǎn)化條件：根據(jù)具體情況面議 作方式及條件：根據(jù)具體情況面議

工業(yè)中含酚廢水來(lái)源甚廣、危害極大。焦化廠、煤氣站、化學(xué)化工廠、樹脂廠、染料廠、制藥廠、農(nóng)藥廠、香料廠及其他化工廠都會(huì)產(chǎn)生各類含酚廢水。處理工業(yè)含酚廢水，回收其中的酚類，時(shí)改善環(huán)境、造福人類、創(chuàng)造直接社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益的重要任務(wù)。本項(xiàng)技術(shù)從基于可逆絡(luò)合反應(yīng)的有機(jī)物稀溶液萃取分離的基本原理出發(fā)，結(jié)合二十余個(gè)工業(yè)生產(chǎn)的實(shí)際廢水體系的工藝研究，確定選用混合型絡(luò)合萃取劑A-B-K和N-B-K，提出了絡(luò)合萃取法處理工業(yè)含酚廢水的新工藝及相應(yīng)配套設(shè)備。實(shí)踐證明，該技術(shù)具有分離因數(shù)高、操作簡(jiǎn)便、設(shè)備投資及操作費(fèi)用少、酚類可回收復(fù)用和溶劑損失小等特點(diǎn)。對(duì)于化工類工業(yè)含酚廢水采用A-B-K絡(luò)合萃取劑，僅通過單一萃取操作、通過2～3級(jí)錯(cuò)流接觸，均可達(dá)到國(guó)家規(guī)定的排放標(biāo)準(zhǔn)（殘液含酚小于0.5ppm）。對(duì)于焦化廠含酚廢水（中性或弱酸性），采用N-B-K絡(luò)合萃取劑予以實(shí)施同樣可以取得滿意的處理結(jié)果。

從基本規(guī)律出發(fā)，深入研究液液兩相流體流動(dòng)特性進(jìn)而指導(dǎo)工業(yè)放大設(shè)計(jì)是國(guó)內(nèi)外化學(xué)工程界研究的熱點(diǎn)。因此從塔內(nèi)流場(chǎng)測(cè)量入手，研究流體流動(dòng)特性及塔的放大效應(yīng)，探討影響塔操作的主要因素，運(yùn)用計(jì)算流體力學(xué)方法進(jìn)行流場(chǎng)的數(shù)學(xué)模擬，對(duì)改進(jìn)現(xiàn)有轉(zhuǎn)盤塔及建立新的轉(zhuǎn)盤他優(yōu)化設(shè)計(jì)方法都有十分重要的意義。清華大學(xué)萃取實(shí)驗(yàn)室長(zhǎng)期從事轉(zhuǎn)盤萃取塔的流體力學(xué)和傳質(zhì)研究。利用激光多譜勒儀測(cè)量了轉(zhuǎn)盤萃取塔內(nèi)在各種操作條件下單相流動(dòng)（連續(xù)相）的速度場(chǎng)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，轉(zhuǎn)盤萃取塔內(nèi)的流型在有無(wú)流動(dòng)狀態(tài)下相差很大。同時(shí)也證實(shí)了影響轉(zhuǎn)盤塔傳質(zhì)性能主要是級(jí)間的軸向返混和溝流這一推斷。為了消除轉(zhuǎn)盤塔內(nèi)的級(jí)間返混，提高傳質(zhì)效率，清華大學(xué)萃取實(shí)驗(yàn)室發(fā)明了新型轉(zhuǎn)盤萃取塔（NRDC）（一種裝有級(jí)間轉(zhuǎn)動(dòng)擋板的轉(zhuǎn)盤萃取塔，中國(guó)發(fā)明專利ZL99106151.9），即在轉(zhuǎn)盤塔內(nèi)的固定環(huán)平面增加篩孔擋板以抑制軸向返混，提高傳質(zhì)效率。從速度場(chǎng)的測(cè)量和計(jì)算流體力學(xué)模擬的結(jié)果來(lái)看，增加篩孔擋板后有效地抑制了級(jí)間的軸向返混，同時(shí)級(jí)內(nèi)的混合強(qiáng)度增加，有利于轉(zhuǎn)盤塔內(nèi)兩相間的傳質(zhì)。

目前國(guó)內(nèi)國(guó)際銅、鎳、鋅等金屬需求量逐年增加，價(jià)格始終運(yùn)行在高位，而應(yīng)用于傳統(tǒng)火法冶金工藝的資源日趨減少，有價(jià)金屬礦物品位越來(lái)越低，且復(fù)雜、共生、難選礦難已得到應(yīng)用。本技術(shù)根據(jù)礦物不同分兩部分：硫化礦生物堆浸，氧化礦酸堆浸。生物堆浸是采用從自然界中選育的微生物與水和空氣就可提取礦物中的有價(jià)金屬，氧化礦則直接礦物筑堆浸出。基本工藝為堆浸—溶液萃取—電積三個(gè)基本步驟，將傳統(tǒng)幾十道工序簡(jiǎn)化為簡(jiǎn)單三個(gè)，且在常溫常壓下進(jìn)行，能耗低、投資省，靈活機(jī)動(dòng)，規(guī)模可大可小，產(chǎn)品（電銅、電鎳）純度高于傳統(tǒng)工藝。該技術(shù)可用于銅、鎳、鈷、鋅硫化礦的單一或共生礦物的冶金，可適用于高、中、低品位礦物，尤其是低品位難選礦物。

乙腈是最簡(jiǎn)單的有機(jī)腈，是一種重要的化工原料，同時(shí)也是一種重要的有機(jī)溶劑。通常也叫氰化甲烷和甲基腈，室溫下為無(wú)色透明液體，極易揮發(fā)，有類似于醚的特殊氣味，易燃，燃燒時(shí)伴有明亮的火焰。與水、甲醇、四氯化碳、乙酸甲酯、乙酸乙酯、二氯乙烷及許多非飽和烴類溶劑互溶。有毒，可以代謝成為氰化氫及硫氰酸。乙腈是優(yōu)良的溶劑，也可用于合成維生素A，碳胺類藥物及其中間體的溶劑，還用于制造維生素B1和氨基酸的活性介質(zhì)溶劑，可代替氯化溶劑。此外，乙腈還可用于制備乙烯基涂料，脂肪酸的萃取劑，酒精變性劑，丁二烯萃取劑和丙烯腈合成纖維的溶劑，并在織物染色，照明工業(yè)，香料制造和感光材料制造中也有許多用途。在溶劑回收的過程中經(jīng)常遇到乙腈和水的分離問題。由于乙腈-水物系是一個(gè)完全互溶的二元共沸物系, 因此不能采用常規(guī)精餾方法進(jìn)行分離。目前，乙腈-水物系的分離工藝主要有變壓精餾、鹽效萃取與精餾聯(lián)合工藝和萃取精餾及滲透蒸發(fā)等。本工藝采用萃取精餾技術(shù)制取無(wú)水乙腈，能耗低，產(chǎn)品純度高，收率高。