化學工業是典型的高能耗、高污染、高物耗行業。

資料顯示：我國化工企業的能源消費量約占全國總能源量的16.4％，占全國工業能源消費總量的近25％，廢水排放量占全國工業廢水排放總量的16％。

與日本等發達國家相比，我國的化工產品能耗存在顯著差距。例如，在乙烯方面存在的差距達到70％。

近日，北京化工大學教授、博士生導師張明國在接受《中國產經新聞》記者采訪時表示，我國化工領域的專家和技術人員通過自主或與國外學者進行合作等方式，研究開發出了多種不同類型的化工高新技術，為有效地提高我國化工企業的節能減排效率打出了一系列“重拳”。其中，化工反應過程強化技術就是系列“重拳”中的一個。

掀開“重拳”的“蓋頭”

《中國產經新聞》記者了解到，化工反應過程強化技術是在實現既定生產目標前提下，大幅度減小生產設備尺寸、簡化工藝流程、減少裝置數目，使工廠布局更加緊湊合理，單位能耗、廢料、副產品顯著減少的一種新技術。

這種新技術包括單元操作設備的強化、生產過程的強化和信息技術提高過程強化的綜合效益等內容。該技術是解決我國化學工業存在的高物耗、高能耗和嚴重污染問題，實現化工發展模式轉變的最重要手段之一，也是實現節能減排的重要技術途徑。　

北京化工大學教授、博士生導師邵磊在接受《中國產經新聞》記者采訪時表示，在化工過程中，化學反應過程占有很大比重，它在很大程度上決定了化工過程的能源與資源消耗和污染排放的水平，因此，化工反應過程強化技術又是化工過程強化技術中的核心技術。

他說，化工反應過程強化技術是指化學反應過程中運用新材料、新技術和新設備，減小設備體積，或增加設備生產能力的一種高效、節能、清潔的新技術。它具體包括兩項技術：一種是過程強化設備技術，它屬于硬件技術，主要通過研究開發各種新型反應器和單元操作設備，使生產設備小型化。另一種是過程強化方法，它屬于軟件技術，主要是指化工過程集成化方法，包括化學反應和分離的耦合、換熱等過程集成化方法。

“化工反應過程強化技術具體包括三種技術途徑，流體流動結構強化、外場強化和過程集約化。上述三大類技術又包括了20多種化工反應過程強化技術。其中，結構催化技術、超重力強化技術、微波強化技術和反應過程耦合強化技術，具有明顯的平臺技術特征和很好的工業應用前景而備受化學和化工界的重視。”邵磊說。

打造“重拳”的歷程

據了解，在研究與開發化工反應強化技術方面，發達國家比我國起步早，其歷史最早可追溯到20世紀70年代末。當時，英國化學工業公司（ICI）開發出的超重力（HiGee）分離技術，采用高速旋轉設備代替大型分離裝置，實現了分離裝置的小型化。同期，美國Eastman公司首次將反應與精餾過程耦合到一個塔式結構反應器中，簡化了生產流程。殼牌公司發明的靜態混合器將流體混合與傳遞通過管道進行耦合，用于反應過程，這些都取得了很好的強化效果。

張明國告訴記者：“讓人們重視‘過程強化’的是聯碳公司在印度發生的甲基異氰酸酯泄漏事故，它使人們進一步認識到要大幅度減小生產設備的尺寸、減少裝置的數目、降低生產成本、降低能耗和減少廢料的生成，提高生產效率、降低生產成本、提高安全性和減少環境污染。”

當記者問及國際化工反應過程強化技術研究與開發的動態時，張明國說，自從1995年正式提出“過程強化”的概念以后，美、英等國連續通過召開國家學術會議和開展合作研究等方式，展開對化工過程強化技術的研究與開發，并取得了很多成果。至今，國際化工過程強化的目標從追求縮小設備體積轉變為高效與環保并重，從注重分離強化轉變為重視反應過程強化以及反應與分離的耦合強化。化工反應過程強化的對象集中到“受傳熱、傳質和混合限制的反應過程”和“受反應動力學、反應化學平衡限制的反應過程”兩大類過程體系。

“我國研究與開發化工反應過程強化技術起步雖然比較晚，但發展的速度卻很快，在結構催化技術、超重力強化技術、微波強化技術和反應過程耦合強化技術等領域都實現了突破。”張明國介紹。

他向記者舉例：“中國科學院金屬研究所發明了‘高分子熱解結合可控熔滲反應燒結技術’，制備出了系列高性能碳化硅泡沫材料，從根本上解決了泡沫陶瓷材料存在的通透率與強度的矛盾、性能與成本的矛盾等問題，為加速結構催化劑技術等化工過程強化技術的發展奠定了材料基礎。他們研究與開發出的結構催化劑突破天然氣絕熱轉化制合成氣和氧化偶聯制乙烯的工程化瓶頸，為天然氣優化利用做出了重大貢獻。”

據記者了解，清華大學、遼寧石油大學、中國科學院金屬研究所等單位在微波有機合成工藝、高效催化劑制備方面取得了很多研究結果。齊魯石化、華東理工大學、華南理工大學和南京工業大學等在反應過程耦合強化技術的個別領域也取得了研究成果。