化学制造产业是国民经济的支柱之一,约涵盖30%左右的GDP。数据显示,仅化学制造过程降碳价值一项,估计将超过1000亿元。
既可用于对存量化学制造生产线的改造,又可直接用于新上装置,目前已成功应用于百万吨级的柴油加氢制国六柴油、单线40万吨级以上的丁辛醇生产、20万吨级以上的醋酸生产、10万吨级以上高盐高COD工业废水的处理等炼油、石化、精细化工、新材料、环保等领域……在这项令人惊叹的技术背后,南京大学科研力量提供了有力支撑。
南京微界面技术研究院院长兼首席科学家、南京大学化学化工学院张志炳教授带领团队经过20余年潜心攻关,在国际上首创微界面反应强化技术,成功赋能炼油石化、生化制药、新材料、新能源、资源循环等产业,加速其绿色低碳转型,更以“产学研”深度融合的“南京模式”,书写新质生产力驱动高质量发展的生动实践。
走进该研究院的实验室,只见由玉米粉生物发酵形成的透明液体状乳酸,经过微界面强化反应器和微界面强化分离器实现一系列化学反应和组分分离,在结片机中“变身”为雪白色粉末——可降解的聚乳酸单体丙交酯产品——它一直是美欧公司对我国禁运的高端技术。
正在带领团队进行技术迭代的研究院负责人、张志炳介绍,这项技术的奥秘在于,将化学制造过程中气体、液体、固体之间分子传递的“界面”放大,相当于在不同物质之间搭建了一条超高速公路,将物质和能量的传输效率提高数百倍,解决化学品生产中高能耗、高排放、低效率、低效益等普遍性问题。
团队方面,创始人张志炳是我国化工领域一名重量级的实战型专家,中国化工学会首批会士,中国化工学会侯德榜化工科技成就奖获得者,同时也是南京大学化学工程与技术国家“双一流”学科的主要创始人。早在20多年前,张志炳团队便开始研究微界面强化技术了,并不断升级迭代成为“微纳反应强化技术”,领衔承担研发和设计150余项产业化项目,其中包括具有世界级难度的“3kt/a二氢月桂烯醇项目”“120kt/a超高纯甲烷氯化物项目”“100kt/a聚乳酸单体丙交酯项目”和“1.2Mt/a超低压柴油加氢生产国VI标准柴油项目”“40万吨微界面丁辛醇生产技术”等等,积累了丰富的理论研究、技术开发、工程化和产业化经验。此外,核心技术团队包含了两位院士和30余位教授、高工、博士后和博士研究人员,产业化和管理团队也具备多年项目拓展和生产运营经验。
然而,科研成果从大学实验室走向产业化应用的过程,也像隔着“界面”:科研人员的职务科技成果所有权和长期使用权的界定,一直未明晰。“产学研合作多是企业与学校签订协议,以项目制方式为企业解决技术难题。成果和收益归学校所有,学校再给课题组一定奖励。”张志炳说,这样的模式对科研人员评级晋升、物质回报等方面的激励作用有限,且成果转化流程复杂、周期较长,因此产业化动力不足。
如何打破“界面”,破解科技成果转化不敢转、不愿转等难题,推动更多科技成果转化为现实生产力?
2020年,教育部、科技部等9部门联合推出一项改革:职务科技成果赋权试点。南京大学是江苏的首批试点单位之一,创新探索科研人员利用成果开展作价入股、赋予长期使用权等具体举措。
政策激励下,南京江北新区管委会、南京大学与张志炳团队等建立南京微界面技术研究院,以公司化形式运营。“因涉及职务发明,我们与学校约定了专利的‘赋予长期使用权’。在专利有效期内,研究院与学校约定专利使用费的上交方式,在研究院内部,团队享有控股权。”张志炳说,这极大激发了科研人员成果转化的积极性。
当前,微界面反应强化技术现已在炼油石化、新材料、环境治理等多个领域落地30余个项目。“单套40万吨以上微界面丁辛醇工艺包等项目,打破了国外技术垄断,展现出科技自立自强。”未来,研究团队将会不断拓展应用领域,扩大项目规模,拓宽应用面,为我国化学制造业提质增效和碳减排贡献力量。
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