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上海市技術(shù)發(fā)明一等獎

項(xiàng)目完成人：朱子彬、吳德榮、朱學(xué)棟等

項(xiàng)目完成單位：華東理工大學(xué)(招生辦)、中國石化集團(tuán)上海工程有限公司等

該發(fā)明屬于先進(jìn)制造大型化工設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。苯乙烯單體是一種重要的石油化工原料，2006年我國進(jìn)口依存度達(dá)50%以上。催化重整生產(chǎn)的汽油辛烷值高且?guī)缀醪缓蚝拖N，是理想的清潔汽油調(diào)合組分，目前國內(nèi)我國成品汽油中重整汽油只占15%左右。但乙苯絕熱負(fù)壓脫氫制苯乙烯和催化重整裝置的大型徑向反應(yīng)裝置均被國外大公司所壟斷，嚴(yán)重制約了國內(nèi)大型化工設(shè)備制造技術(shù)的發(fā)展。我國大型化工設(shè)備領(lǐng)域與國外的差距，并非全是化工設(shè)備制造業(yè)本身，而主要在于大型化工設(shè)備的化學(xué)工程前沿開發(fā)以及對核心裝置-反應(yīng)器的創(chuàng)新性研究的嚴(yán)重不足所致。

發(fā)明在對變質(zhì)量流動深入的理論研究和各類徑向反應(yīng)裝置進(jìn)行長期分析后，經(jīng)大型冷模試驗(yàn)、計(jì)算機(jī)模擬和工程放大，從理論上、結(jié)構(gòu)上和關(guān)鍵技術(shù)上進(jìn)行了突破，解決了徑向反應(yīng)流動裝置大型化過程中的理論、設(shè)計(jì)和制造問題。該發(fā)明國際上首次采用軸徑向二維流動反應(yīng)技術(shù)應(yīng)用到真空條件下的乙苯脫氫制苯乙烯裝置中，取消了催化床上部的機(jī)械密封，擴(kuò)大氣體流通通道，反應(yīng)裝置有更低的壓降，充分滿足了在負(fù)壓下脫氫反應(yīng)的特殊工藝要求；消除催化床中的滯流區(qū)，更有利于減少副反應(yīng)。發(fā)明了大型離心式Π型流動徑向反應(yīng)裝置，使催化床層內(nèi)流體流動更為優(yōu)化，溫度場合理，國際上首次應(yīng)用于低壓催化重整制清潔汽油裝置中。提出了獨(dú)有的高均勻度的流體均布新技術(shù)，采用分流與集流流道的組合優(yōu)化技術(shù)和導(dǎo)流錐分布裝置的最佳設(shè)計(jì)技術(shù), 解決了長徑比高達(dá)拾倍以上的薄床層徑向反應(yīng)裝置中的流體均勻分布問題。發(fā)明的的架空復(fù)式多孔板催化劑支承結(jié)構(gòu)，滿足了反應(yīng)裝置內(nèi)結(jié)構(gòu)和強(qiáng)度的安全。開發(fā)的快速噴射流混合技術(shù)采用異孔徑、雙噴射流的結(jié)構(gòu)，提高了主體擴(kuò)散、強(qiáng)化了湍流擴(kuò)散，完全滿足了苯乙烯反應(yīng)裝置內(nèi)對混合的特殊工藝。采用第二反應(yīng)器和再熱器的一體化設(shè)計(jì)技術(shù)，體外再熱器逆流換熱，減少了負(fù)壓空間，降低了高溫材料的使用溫度、制造難度和設(shè)備費(fèi)用。構(gòu)建的大型冷模試驗(yàn)和計(jì)算機(jī)數(shù)學(xué)模型相結(jié)合的大型工業(yè)反應(yīng)裝置的新開發(fā)方法，解決了從實(shí)驗(yàn)室熱態(tài)小試到大型工業(yè)反應(yīng)裝置的工程放大的一系列難題。

發(fā)明的特點(diǎn)在于優(yōu)化的反應(yīng)器內(nèi)流體流場控制技術(shù)，解決了反應(yīng)裝置特點(diǎn)與反應(yīng)特性相匹配的問題，優(yōu)化的反應(yīng)器結(jié)構(gòu)滿足工程制造和安裝，所達(dá)到的關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)明顯優(yōu)于現(xiàn)有同領(lǐng)域其它技術(shù)，居國際先進(jìn)水平。

該項(xiàng)成果共取得發(fā)明專利8項(xiàng)，發(fā)表被SCI收錄的相關(guān)論文20多篇。發(fā)明技術(shù)成熟穩(wěn)定，已規(guī)模化生產(chǎn)和廣泛應(yīng)用，在中石油和中石化的十幾套苯乙烯裝置和二套催化重整裝置上成功應(yīng)用，其中六套裝置節(jié)支額達(dá)5975余萬元，新增利稅25億余元。創(chuàng)造了顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。

這一技術(shù)打破了國外技術(shù)壟斷，具有極強(qiáng)的市場競爭力，推動了我國工業(yè)大型反應(yīng)裝置的開發(fā)、設(shè)計(jì)、制造和生產(chǎn)工藝技術(shù)的全面提升。