【中国化工报】不断攀越过程强化高峰 ——记2014年度赵永镐创新成就奖获得者北京化工大学陈建峰教授

（《中国化工报》11月24日第2版）

作为项目第一完成人在十年间三次问鼎国家科技奖;15年来共获得授权发明专利100余件，发表SCI论文260余篇;主持开发的超重力反应及分离强化新工艺累计推广应用装置70余台/套，使我国成为世界上第一个掌握超重力工业化装备系列技术的国家……书写下这一连串骄人业绩的就是2014年度赵永镐创新成就奖获得者——北京化工大学化工学院院长陈建峰教授。近20年来在化工过程强化领域里的艰辛跋涉，使陈建峰教授成为该奖项设立以来的第二位获奖者。

借力超重力技术  实现纳米材料工业化

陈建峰的创新之路始于纳米粉体。纳米粉体是一种高科技新材料，在微电子、信息、宇航、国防、化工冶炼、机械、生物、光学等领域有着广阔的应用前景。然而，其工业化生产技术却是难以逾越的难关，此前国际上只有英国ICI公司和日本白石公司等拥有此类生产技术，且技术处于垄断状态。

超重力分离技术是上世纪80年代初期发展起来的一项高新技术，它可极大地提高多相间的传质速率。1994年，陈建峰基于其博士期间关于微观分子混合与反应结晶过程的理论研究，提出了强化微观分子混合实现纳米颗粒可控制备的学术思想，发现超重力环境下分子混合速率较常规重力场下快百倍的现象。基于此，他创新性地提出了超重力反应法制备纳米颗粒的新方法和新技术。经过6年的艰辛探索和工业实践，陈建峰终于将这一极具前景的技术设想变成现实，成功开发出超重力反应结晶强化新工艺，实现了纳米粉体的工业化可控制备与应用。

我国采用该技术已研制出无机、有机和透明分散体三大体系50余种纳微颗粒，建成了世界上第一条超重力法生产纳米碳酸钙材料工业生产线， 新加坡纳米材料公司更是以千万元量级价格购买了陈建峰发明的纳米碳酸钙专利技术。2002年，纳米粉体材料超重力法工业性制备新技术获得国家技术发明二等奖。

研发复合材料  推动纳米技术实用化

在超重力法生产纳米碳酸钙材料技术的支撑下，2000年，国内成功实现了高档纳米碳酸钙粉体的产业化生产，其成本远低于塑料、橡胶等基材。如果能利用高分子材料与无机材料在性能上的互补性，开发无机/有机纳米复合材料，那就既可提高塑料、橡胶、造纸等传统材料的性能，同时还能有效降低成本，推动这些传统产业的快速发展。为此，陈建峰又提出了采用纳米碳酸钙为基础的无机相增韧纳米材料制备无机/有机纳米复合材料的学术思路。

在这一思路的指引下，陈建峰带领课题组在创新的路上攻坚克难，最终如愿以偿，形成了核-壳型无机纳米粒子设计制备、材料配方体系设计与优化、材料复合加工工艺及装备等一体化核心专利技术，发明了纳米母料法制备无机/有机纳米复合材料新技术，设计了塑料基无机/有机复合材料制品的配方体系，并创制了纳米复合PVC塑料门窗异型材、纳米复合硅酮胶等一系列纳米复合材料，实现了纳米技术的工业化生产应用。这些纳米复合材料的大规模工业化生产和应用，推动了我国纳米粉体技术的实用化进程和高技术纳米产业的形成。2007年，陈建峰主持开发的聚合物基无机/有机纳米复合材料及其制品工业化技术获得国家科技进步二等奖。该项成果成功应用于塑料、橡胶等制品的工业化生产，相关产品出口欧美、东南亚地区等，取得了显著的经济和社会效益。

国际首创RPB反应器技术  助力化学工业节能减排

近年来，在化工生产过程中，由于搅拌釜等传统反应器中分子混合和传质速率低，生产过程收率低、能效低，导致了高能耗、高污染、高物耗等一系列工业问题。因此，研发新型结构反应器及过程强化新技术，有效解决化工生产过程的反应共性问题，成为国际学术界和工业界的研究前沿。鉴于此，陈建峰又将研发目标锁定在旋转填充床新型反应器(RPB)技术上。

经过在基础理论、新技术和工程化应用三个层面多年的系统研究，陈建峰取得了被国内外同行誉为国际首创的突破性RPB工业化应用成果。他率先提出将超重力RPB作为反应器强化反应的新思路和新技术，创立了旋转填充床反应器技术，发明并构建了具有我国自主知识产权的旋转填充床反应与分离强化的新技术体系，囊括了缩合、磺化、卤化、煤制烯烃、脱硫、脱碳、聚合物脱挥等一系列超重力强化新工艺。

在国际上无先例可循的情况下，陈建峰又带领课题组攻克了工程放大、长周期动平衡、动密封和移热等三大工程化关键难题，完成了RPB工业反应器的开发、工程设计和工业应用。该项技术被中石化、中石油、中海油等国内外著名大公司采用，目前已在大化工、环保、能源等领域重大工程上实现了60余台/套RPB装置的产业化应用，取得了显著的节能、减排、增产效果。其中，项目组与烟台万华公司合作发明的超重力强化缩合反应新工艺，解决了快速分子混合难题，推广应用于3条生产线，使MDI(二苯基甲烷二异氰酸酯)总产能达100万吨/年，取得了总产能提高56%、工序节能30%、产品质量超越跨国公司产品水平的好成绩。该装置运行3年就新增销售收入40亿元、新增利税12亿元。

旋转填充床新型反应器(RPB)技术的成功研发和产业化应用，有力推动了我国化工、环保等装备技术的进步，对我国化学工业实现节能减排、转变经济增长方式具有积极作用。该项目也因此获得2012年国家技术发明二等奖。