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“温和”蒸馏 “纯净”生产 |
——记北京化工大学分子蒸馏技术研究团队 |
□萧斌
正如无污染、无公害的食品被称为“绿色食品”,无氟电冰箱被称为“绿色电冰箱”一样,分子蒸馏技术被称为“绿色精细化工技术”。在当今国际上倡导精细化工绿色化的大潮下,开发、推广适宜于绿色精细化工的高新技术,将成为世界各国化工界的关注热点。绿色精细化工不仅能减少污染,还能降低能耗和物耗,从而降低生产成本,提高经济效益。为此,北京化工大学分子蒸馏技术研究团队进行着持之以恒的探索,在分子蒸馏技术上不断取得新进展、新成果。
结合实际,改进工艺
上世纪90年代初,北京化工大学建立了实验研究基地,专门对分子蒸馏展开研究,以冯武文教授、杨村教授、于宏奇教授为骨干的分子蒸馏技术研究团队开发出这种新型的液—液分离技术。该技术利用分子运动平均自由程的差别实现物质的分离,特别适合于高沸点、热敏性、易氧化物质,从而使物料在远离沸点下进行蒸馏分离成为可能。杨村教授用形象的模型解释了分子蒸馏的原理:“液体混合物沿着加热板自上而下地流动,被加热后,能量足够的分子就会逸出液面。如果在距离加热面很近的地方设置冷凝板,使得两板之间的距离大于重分子的平均运动自由程而小于轻分子的平均自由程,这样,轻分子从液面逸出后便能够到达冷凝板,并且在冷凝板上被冷凝,而重分子从液面逸出后不能到达冷凝板,很快气液两相中的重分子趋于动态平衡,不再从液相中逸出,这样,液体混合物便成功进行了分离。”
而分子蒸馏技术应用在实际生产中时,许多技术难点凸显出来,为了扫清这些“应用障碍”,分子蒸馏研究团队从实际应用出发,以分子蒸馏的分离原理为基础,设计开发了多种不同结构的分子蒸馏设备及其配套工艺。如:适用于高热敏性、难分离物料的分子蒸馏设备应用于高品质鱼油的生产中,填补了国内空白;适用于高粘性、易聚合物料的分子蒸馏设备应用于POP聚醚中苯乙烯和丙烯腈有毒单体的脱除上,使人们避免了家装和家具的污染等等。
推广应用,效益显著
分子蒸馏技术研究团队应用分子蒸馏技术和开发的配套工艺,解决了很多天然物质、热敏性物质、易氧化物质的分离难题,广泛应用于石油化工、食品工业、医药工业、日化工业等领域,为国民经济发展作出了一定贡献。该技术应用于天然维生素E的生产,既环保,又结束了我国天然维生素E只能依赖进口的历史;应用于高纯二聚酸生产,使我国一跃成为世界上为数不多的拥有高纯二聚酸生产技术的国家之一;而应用于聚氨酯固化剂生产,还解决了中国独有的S685 固化剂的游离TDI脱除难题,填补了国内外空白。迄今,他们已开发新产品50余种,带动了中国分子蒸馏技术产业的发展,也引起了国内外同行的广泛关注。
1998年,“分子蒸馏技术及工业化应用”荣获国家石化局科技进步一等奖,被国家科技部列为重大科技推广项目。2001年,荣获国家科技进步二等奖。2004年,“分子蒸馏万吨级工业化应用”再次被科技部列为重大科技项目。2005年,其子项目荣获石化协会科技进步一等奖,相关子项目还被列入国家“863”计划。
荣誉的获得,是对团队成员齐心付出的肯定,也是激励。
以现有成果为基础,北京化工大学分子蒸馏技术研究团队还将开展对高难度分离物质的研究,开发适合中国国情的中草药应用的分离技术。相信在团队成员的共同努力下,分子蒸馏技术定会得到更大的发展。
《科学时报》 (2011-3-7 A7 人物)