本技术采用自主开发的流场结构化新型立式鼓泡塔式反应器，通过特殊的内构件设计与组合，实现反应器内气 (醇) 液 (酸) 呈现鼓泡式逆向流动，反应器内局部与整体混合状况均良好，温度分布、停留时间及压降等操作条件可控，有效的耦合了聚酯多元醇或增塑剂生产过程中酯化反应过程和移走副产物小分子的精馏过程，强化了小分子副产物的分离效率，实现了传质传热和反应过程的耦合强化，使过程效率大幅提高。以PEA为例，生产周期可从传统的20多小时缩短至6个小时，酸值等即可达到指标要求。该技术不但节能降耗，提高产品品质，还可满足柔性化生产要求。其主要技术特点： 1. 流场结构化新型立式鼓泡塔式反应器中气液呈鼓泡式逆向流动，反应器内局部和整体流型可调控，无死区。 2. 新型立式鼓泡塔式反应器采用多段组合的连接方式，拆装方便，反应器内物料停留时间、温度分布等可调控，自动化程度高。 3. 连续化技术生产的产品质量稳定，酸值低，水含量低。 4. 该连续化生产技术可大幅缩短生产周期，大大减少能耗等。 5. 该连续化生产技术适应性强，操作弹性大，适合多种聚酯多元醇和增塑剂的柔性化生产。

1.项目背景 化学反应器与精馏装置是石化生产过程中使用最为广泛的设备，也是最主要的耗能单元，反应器与精馏塔运行的好坏直接关系到石油化工企业的经济效益。反应与分离强化过程通常由多个单元耦合联接而成，其不仅涉及反应与分离能力的协同机制、多单元组合与系统整体运行效能的关系，而且强化过程具有强非线性、大滞后和多变量耦合特性，以及经济、环境与安全等不确定性因素的干扰，都对强化过程的平稳操作、协同调控与分级优化带来诸多的挑战。 采用反应与精馏强化技术，通过传质与传热的强化、物质流与能量流相互耦合，使强化过程具有大幅度提高反应转化率或选择性，降低生产能耗和污染物排放等优越性。然而这种集成优势只有在反应能力与分离能力动态协同作用条件下才能被充分发挥，而且强化过程具有多稳态、强非线性和多变量强耦合特性，这些都对强化过程的自动控制与优化理论提出了新的挑战。 采用传统控制模式，当系统受到干扰时，很容易引起反应与分离能力动态失调和工况发生大范围波动与偏移，造成产品质量不合格和能耗增加等控制难题。因此，在传统控制模式的基础上，探索反应与精馏强化过程的动态协同调控方法与动态优化理论，对解决集成装置的平稳操作与自动控制难题，切实提高系统运行品质，有效降低装置生产能耗和污染物排放方面具有重要意义 2.项目技术原理 南京工业大学绿色化工研究所，经过多年研究发明了不同工况反应与蒸馏集成技术，可根据不同体系的特殊要求，实现不同工况反应与精馏的最佳匹配，解决了反应与蒸馏操作条件必须一致等问题。本项目在对强化过程机理模型、经济稳态优化和动态特性分析的前期研究基础上，研究反应能力与精馏能力的动态协同调控新方法和强化过程的分级优化理论，提出反应与精馏强化过程一体化设计思想，对传统多单元生产过程具有很好的借鉴作用。项目针对反应与精馏过程自动控制系统设计与性能优化调节方面主要开展以下技术： （1）反应与精馏强化过程多变量自动控制方案的设计与性能分析 在对反应与精馏过程机理建模、经济稳态优化设计和动态特性分析基础上，采用稳态增益矩阵和奇异值分析方法，合理选择过程被控变量和操作变量配对模式，运用传统控制策略设计反应精馏强化过程多变量自动控制方案，采用ASPEN PLUS流程模拟软件和ASPEN DYNAMIC模块进行控制方案的动态模拟测试，并根据实际工艺扰动情况，通过在动态流程模拟系统上分别加入不同幅度和方向的多种扰动和改变系统设定值，评价传统控制模式闭环系统性能，在此基础上，改进自动控制方案设计，确保设计的自动控制方案在实际应用中能够维持平稳有效运行。 （2）生产负荷自动调节和优化技术原理 反应与精馏过程的生产负荷经常随着市场需求的变化进行调整，负荷的变化将可能引起系统工况的波动，产品质量下降，能耗增加等问题，甚至造成系统不稳定而被迫停机。本项目采用设定值多步长滚动优化、偏差区域容忍动态矩阵控制与传统控制相融合方法，实现反应与分离能力动态协同调控；本项目在多变量基础控制系统上，在关键控制回路增加设定值智能调节模块和多变量协调预测控制模块，分别采用设定值多步长滚动优化、偏差区域容忍动态矩阵控制（Error tolerant DMC）与传统控制相融合方法，实现反应能力与分离能力动态协同调控，使系统获得了良好的跟踪性能和鲁棒性。解决传统控制模式下扰动引起反应与分离动态失调，导致产品质量不合格、能耗和污染物排放增加等控制问题。在多变量协调预测控制模块设计中，对于反应器出口成分和产品质量等不可在线测量的关键变量，采用机理模型和经验模型建立产品成分软测量模型，实现对产品成分、反应转化率等不可测被控变量的在线估计。 （3）反应与精馏强化过程的系统性能优化技术 在经济稳态优化设计前期研究基础上，开展多目标多约束动态优化与多变量跟踪控制相结合的分级优化理论研究。在上层多目标多约束的动态优化设计中，是以能耗和操作成本最小为优化目标，以质量、尾气/废液排放和过程动态模型等为约束条件，采用多目标优化算法对强化过程的关键操作参数进行动态优化计算，给出工况最优调节方案。根据多目标动态优化给出的关键参数设定值最优调节方案，采用设定值多步长滚动优化给出多变量预测控制的参考轨迹，通过多变量协调预测控制和基础控制回路的跟踪调节，使系统输出快速跟踪设定值的最佳操作值，实现工况优化与平滑调节，确保系统维持高品质运行特性，从源头降低工况大范围波动和事故发生的概率。 3.关键技术路线 项目针对反应与精馏过程，融合了化学工程理论、自动控制理论、智能学习算法与计算机模拟技术，采取理论研究、模拟实验和工业应用相结合的技术路线，如下图所示。项目分别开展反应精馏过程的多变量基础控制系统设计、反应与分离能力动态协同调控新方法、强化过程分级优化理论研究，并将项目成果融合，开展不同工况反应与精馏强化过程的一体化工程设计，研制一套流程模拟综合实验平台，进行模拟验证和工程应用研究。 4.项目技术特色和创新性 （1）针对反应与精馏强化过程，在传统控制模式下扰动引起反应与分离动态失调和工况偏移，导致集成优势难以充分发挥工程问题，项目提出将设定值多步长滚动优化、偏差区域容忍动态矩阵控制、多目标多约束动态优化与传统基础控制相融合的动态协同调控新方法与分级优化理论，在反应与分离动态协同作用下实现工况的优化与平滑调节，确保系统维持高品质运行特性。 （2）项目沿着学科交叉与融合方向，将化学工程理论、自动控制理论、智能学习算法与计算机模拟技术相结合，提出不同工况反应与精馏强化过程流程模拟、控制系统设计与集成优化理论相结合的一体化工程设计思想，并在常压反应与减压精馏集成的甲苯氯化反应精馏工业装置上进行工程应用研究，解决装置自动控制与平稳操作等实际控制问题，发挥强化过程高转化率/高选择性、低能耗的集成优势。

反应-扩散-对流方程是生物、物理及化学等科学领域中常用的、成功的数学模型，特别是用来描述种群在对流环境中的传播现象。除了具有深刻的应用背景之外，在反应扩散方程的数学研究中也不断提出新的有挑战的问题，因此关于反应扩散方程的研究一直是偏微分方程的热点之一。 我们解决两个方面的问题：(1)种群的传播会受到时间周期环境(比如季节)和对流环境的影响，产生丰富的现象(比如种群的迁移)，第一个问题就是在时间周期环境中，结合种群的迁移现象设定新的合理的方程和自由边界条件，研究反应-扩散-对流方程的自由边界问题，揭示时间周期环境对种群传播的影响机制。(2)种群在向新领域传播的时候，往往受到空间位置(如有些地方的温度、水资源分布不均匀)和对流环境的影响，产生复杂的现象, 所以第二个问题就是在空间周期环境和对流环境中，针对单稳定和双稳定非线性项，分析空间因素对反应-扩散-对流方程解和自由边界渐近行为的影响，当自由边界扩张时，给出扩张前锋的渐近形状和渐近速度的精确估计,并给出空间周期环境中种群传播现象的理论依据。 该研究已获国家自然基金委立项支持。

本技术成果根据当前各种难降解有机废水的处理技术的优缺点，提出将传统的内电解技术与作为当前 研究热点的高级氧化技术进行耦合，开发和研究出一种对难降解污染物具有高效降解效率的层级式催化电 解耦合反应器。在设计上解决了以下几个问题：1.通过超声震荡辐射作用解决了传统的铁内电解床在实际 运行中存在反应柱堵塞、铁屑结块、填料更换困难等问题；2.将铁内电解产生大量Fe2+作为超声氧化和三 维电极氧化的催化剂，使Fe2+得到最大限度的利用；3.进水区上部的布水管即可使铁内电解去的活性炭处 于流化状态，同时又能为三位电极层供氧；4.超声的震荡辐射还能对三维电极的微电极进行活化，提高三 维电极的电流效率。5.微电极采用一种新型方法制备，其主要成分是复合的高岭土，加入多种催化离子。 能反复使用，不易流失。

高效的 多肽 - 多肽偶联反应对于 制备蛋白 - 药物缀合物、调控蛋白质拓扑结构、生物成像 、化学生物学 等 领域 具有重要的意义 ，并因其可基因编码的特性 而 备受关注 。目前， 研究 报道 此类连接方法 并不太多 见 ，其中 分选酶（ sortase ） 或 蝶豆粘酶 -1 （ butelase 1 ） 介导的偶联反应具有较好的底物 序列特异性 ， 内含肽 （ intein ） 介导的蛋白质连接方法 可实现 可基因编码的高效主链连接， 而 转谷氨酰胺酶 （ transglutaminase ） 则 可以 介导 非特异性的 侧链异肽键 偶联 。近年来 ， 多肽 - 蛋白质反应对 的 蓬勃发展 为此类工具 的 发展 提供了新的契机 。 已 有 谍连接酶（ SpyLigase ）和探连接酶（ SnoopLigase ） 介导 的多肽 - 多肽偶联体系 见诸报道 ，但其效率仍 有 待提高， 而 其 细 胞内的应用前景仍有待探索。 最近 ， 张文彬课题组发展了 独特的具有无序结构的 谍订书机 酶 （ SpyStapler ），可实现 谍标签 （ SpyTag ）和北大 标签 （ BDTag ）在 细 胞内和 细 胞外的高效偶联 （图 1 ） 。

本发明涉及一种多层落管式降膜脱挥反应器，主要包括外塔和多个塔芯。其中，外塔由塔顶、塔体与塔底组成，而安装在外塔内部的多个塔芯从上到下依次布置；塔芯由塔板与多个并行排列的降膜落管组成，降膜落管是由中空管和固定在中空管外侧壁上的多个开口朝下的伞裙状落套组成；中空管相互连接，其内部通有热介质，并由换热管路连接。相比于传统反应器，本发明结构简单，具有很大的气液界面，在膜表面产生拉伸作用，表面更新速率快；流量大，停留时间可控；结构简单，无外加动设备；反应能耗低，传热效率快。

本实用新型公开了一种模块组合式微循环生物脱氮反应器。反应器主体为集装箱体，内部由若干模块组合而成，反应器垂向自下至上设分布区、反应区、分离区。分布区包含下循环道、升流导流室、降流导流室，设进水管、布水管、进气管、曝气管、排泥管、环流分隔支撑板、单元分隔支撑板。反应区设直管式填料，由升流导流室和降流导流室分隔为升流室和降流室，用作脱氮污泥浮升和沉降的通道。分离区包含上循环道，设环流分隔延伸板、单元分隔延伸板，气室，气体排放口、溢流槽、集水槽、排水管等。本实用新型以直管式填料为内构件，建立多个微循环反应单元，可提高反应器的有效高径比，改善反应器水力学行为，加快生物脱氮反应；在微循环反应单元中，亚硝酸边产生边转化，可消除亚硝酸所致的生物毒害和碱度消耗；反应器采用单元‑模块‑反应器逐级集成，便于反应器的制造、运输、组装、拆卸、检修以及按需扩容和按需搬迁。

本发明公开了一种流化床内气固反应实时工况测量系统，包括：气路单元、流化床反应器单元、炉温控制单元和实时工况测量单元；该气路单元包括气源、流量计、空气预热器；该流化床反应器单元包括流化床和布风板；空气预热器通过气路与流化床底端相连，流量计与气源和空气预热器相连；布风板置于流化床底端，反应气由布风板进入气固反应区；该炉温控制单元包括温度显示控制装置、炉温加热棒；温度显示控制装置利用电子控制装置调整炉温加热棒的电流，从而达到控制高温炉本体炉膛温度的目的；该实时工况测量单元用于获得所述气固反应的实时工况数据，与计算机相连进一步可以得到固定样品颗粒实时反应速率以及反应动力学参数。

卤系阻燃聚酰胺（尼龙）材料由于在燃烧过程中会释放有毒烟雾及腐蚀性气体而日益受限，此外传统的无卤阻燃聚酰胺技术也存在阻燃剂添加量大、阻燃剂带色、材料制备工艺复杂以及对环境污染等问题。本项目建立了反应性挤出制备三聚氰胺氰尿酸盐（MCA）阻燃聚酰胺纳米复合材料的新方法，其以三聚氰胺和氰尿酸为原料，聚酰胺为基体树脂，水为分散介质，同时通过在体系中引入分子复合剂，在挤出加工过程中，实现MCA的原位合成以及阻燃聚酰胺纳米复合材料的制备。该方法将MCA的合成和阻燃聚酰胺纳米复合材料的制备统一在一个过程中完成，大幅简化了MCA及无卤阻燃复合材料的制备工艺，原位生成的MCA具有一定的长径比，并以纳米尺度均匀分散在聚酰胺基体树脂中。 主要技术指标： 所制备的无卤阻燃聚酰胺纳米复合材料可达到如下指标： 阻燃性能：UL94 1.6mm V-0级, 极限氧指数>30; 力学性能：拉伸强度70.6MPa，缺口冲击强度5.0kJ/m2; 原位合成的MCA粒径：60——90nm. 建设投产条件： 在普通双螺杆挤出机中即可实现本技术所涉及的工艺流程。

从纳米材料的合成原理出发，采用“催化剂微设计”指导思想,将具有优异性能的TiO2、ZrO2分别以纳米形式直接在大孔Al2O3上负载，构成一种新型的负载纳米TiO2或ZrO2的催化剂载体，负载金属活性组分，制备高性能的新型复合结构体新型催化剂。 催化剂生产具有合成方法简便环境友好、生产成本低、性能稳定等优点，解决了现有工业中生产工艺周期长、污