行业核心瓶颈与突破 - 化学工业长期存在核心效率瓶颈：多相反应器内分子传递速度远低于催化剂表面化学反应速度，传统反应器的传质界面为毫米至厘米级，严重制约系统效能，导致大型化工装置效率低、能耗物耗高 [1] - 南京大学张志炳教授团队历经20余年攻关，开发出大型多相反应过程微纳强化新技术，将反应器传质界面尺度从传统毫米/厘米级提升至微纳米级，传质速率提高三个数量级以上，该技术荣获2025年度中国石油和化学工业联合会科学技术奖唯一的技术发明特等奖 [1] - 炼化、精细化工、能源材料等化学制造业是国民经济支柱产业，但大型多相反应器效率低下、高端反应器技术长期依赖进口，制约了行业绿色转型与高端化发展，导致部分大型装置存在高能耗、高风险、高排放问题，使高端材料生产自主化困难，百万吨级渣油加氢浆态床、十万吨级以上L-聚乳酸单体L-丙交酯生产的寡聚和合成反应器是典型代表 [1] 理论基础与科学验证 - 科学瓶颈源于经典“双膜理论”自1923年创立以来，其关键参数“液膜传质系数”无法通过理论直接计算，成为多相反应过程精准设计与调控的长期障碍，团队发现传质过程是扼住系统效率提升的关键瓶颈 [2] - 团队在基础理论层面实现从0到1的原始创新：发现微纳尺度上“气液传质液膜厚度与颗粒直径成正比”的新物理规律，并基于此构建了微纳传质强化与反应强化的全新理论模型，系统性创立了微纳界面传递新理论与新方法 [2] - 为验证理论，团队自主建立OMIS和SPR成像系统，实现对动态微纳颗粒体系的精确测试与表征，该系统为理论模型正确性提供坚实支撑，并直接指导后续大型工业反应器的科学设计与精密制造，实现从理论到实践的闭环 [2] 核心装备与技术系统 - 团队成功实现从科学原理到系列核心装备的跨越，研发出具有自主知识产权的关键装备——微界面发生器(MIG)，并以此为基础开发出覆盖全应用尺度的系列化微界面强化反应器 [3] - 系列装备能主动在多相反应体系中构建并精准调控微纳尺度的相际传质界面，将传质面积提升数个数量级，从根本上突破传统反应器的传递瓶颈，装备谱系完整，可灵活适配加氢、氧化、羰基化等多种关键化工过程，并实现从实验室级别(1～100升)到大规模工业化(10~1000立方米)的全尺度可靠覆盖，兼顾高效性与安全性 [3] - 团队进一步发明多项与装备深度耦合的微纳强化反应新工艺，形成先进工艺与先进装备一体化融合的完整技术系统，为该颠覆性技术走向大规模工业应用铺平道路 [3] 工业应用与成效：清洁油品升级 - 技术已成功应用于中国石化百万吨级柴油加氢精制装置改造，采用微纳强化上行床反应器替代原有设备，在催化剂与主工艺路线不变前提下一次开车成功 [4] - 第三方标定数据显示，与传统国内外先进技术相比，其操作压力降低32.2%，氢油比下降30%，空速提高24%，创造了以混合柴油生产国Ⅵ标准柴油的行业最优运行纪录 [4] 工业应用与成效：高端化学品制造 - 基于自主研发的微纳强化氢甲酰化、缩合及加氢技术，团队开发了单线年产40万～50万吨的超低碳丁辛醇成套工艺包 [5] - 相比传统工艺，新工艺能耗下降35%，吨产品成本降低超过400元，结束了跨国公司在该领域对中国长达46年的技术垄断，目前该技术已实现年许可产能总计超过300万吨 [5] 工业应用与成效：绿色环保治理 - 针对高盐高COD工业废水处理行业难题，团队发明了微纳强化湿式氧化新工艺，已成功应用于中国石油塔里木60万吨/年乙烯项目等多套装置 [5] - 其关键性能指标在运行压力、能耗及投资成本上均优于国际同类技术，将吨水处理成本控制在50元以下，实现了环境效益与经济效益的统一 [5] 推广规模与社会认可 - 技术已在全国23个省市得到推广应用，建成30多套工业装置，初步统计仅其中11套装置就累计实现新增销售额314亿元、新增利税51亿元 [6] - 在绿色效益方面，该技术已累计处理高盐高COD废水超1000万吨，减排二氧化碳110万吨，资源化回收氯化氢气体8亿立方米，生态效益巨大 [6] - 技术赢得学术界极高评价，曹湘洪院士指出该技术是对介科学理论发展的一大贡献，张锁江院士在中国科学院第139次科学与技术前沿论坛上总结认为该项目是“一种革命性的进步” [6] - 技术成功入选由国家发展改革委、科技部、工业和信息化部等八部委联合印发的《绿色技术推广目录(2024版)》 [6]