成果简介：本项研究的应用领域为板带热轧，重点是热轧中厚板领域。板厚 控制、板形控制、轧制节奏控制、轧制温度控制及轧制规程自动生成与自动 修正等是热轧板带特别是热轧中厚板轧制过程中的关键技术和重要科学问 题。本研究运用的重要理论基础和技术包括现代控制理论、最优控制理论、 系统辨识理论和计算机控制与优化技术等。将上述理论与热轧液压自动厚度 控制(HAGC)系统研究与应用，轧制过程建模、仿真与优化控制研究，热轧规 程动态设定与自学习研究紧密结合

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。

由于石油中的环烷酸为油溶性的，用一般的方法难以脱除，如果先将其转化为水溶的或亲水的化合物，则可以用水洗涤分离而脱除。因此我们采用在原油中加入中和剂和增溶剂，在一定条件下进行反应，使环烷酸转化为亲水的化合物，加水、加电场分离的办法，将环烷酸脱除，同时还可以脱除原油中所含的水、无机盐类以及泥沙等杂质。在原油电脱盐装置前注入中和剂和增溶剂，使生成的环烷酸盐富集于电脱盐装置中的乳化层内，然后将该乳化层从电脱盐装置中抽出，在抽出的乳化液中加入原油破乳剂，进入静电分离装置进行油、水、环烷酸盐分离，分离出的环烷酸盐进入环烷酸精制装置得到环烷酸。采用原油深度脱盐和脱酸组合工艺，可以脱除含酸原油中60%以上的环烷酸，且酸值越高，脱除率越大 。 根据非洲某种原油酸值过高（13.64mgKOH/g）的特性，通过试验优选出此类原油脱酸的中和剂、增溶剂、破乳剂、温度、电场强度等工艺条件，使此类原油的脱酸率大于60%，脱后酸值小于5.5 mgKOH/g。

1.项目简介：本项目“氯甲胺磷的研究开发”为国家“十五”公关项目，并已通过国家科技部审批。该项目在现有研究的基础上，对氯甲胺磷进行产业化开发。具体包括完成毒理学安全性评价试验、环境行为研究、1000吨/年生产规模、原药标准的制定、30%乳油及20%的可湿性粉剂剂型研究、防治水稻主要害虫（稻纵卷叶螟、水稻螟虫）的研究及推广使用面积5000亩以上。另外对其作用机理进行探索研究。2.技术特点：课题组经过6-7年的研究，在小试研究的基础上，完成了100吨/年的氯甲胺磷中试生产研究。以甲胺磷为原料与三氯乙醛反应一步合成，其收率≥95%，产品纯度≥90%，质量指标适宜，含量检测方法可行。该工艺突出的特点是原料易得，来源广泛，立足国内；反应条件温和，无高温、高压等苛刻要求，因而对设备无特殊要求，易于工业化生产；以甲胺磷为原料不增加新的“三废”，能满足环保的要求。

课题组对新型住宅结构体系-异形柱框架结构进行了系统、深入的研究和工程实践，主要研究内容和特点如下:/line1、试验研究充分——完成了异形柱承载力试验，框架结构低周反复荷载试验，7、9、12层整体结构模型的模拟地震振动台试验。/line2、理论分析完善——提出了异形柱双向受剪承载力、不等肢异形柱和短肢剪力墙受剪承载力、L、Z等异形柱双向偏压承载力计算公式，进行了异形柱空间整体结构弹塑性分析，提出了异形柱框架结构体系的设计方法。/line3、研究成果在重点工程中得到应用——结合江苏省第一个国家康居示范小区——南京月安花园等工程，完成了多层异形柱框架结构、中高层异形柱框架加短肢剪力墙结构等多项试点工程的设计与施工。/line4、编制标准推广应用研究成果——编制了江苏省地方标准《钢筋混凝土异形柱框架结构技术规程》（DB32/512-2002），对该结构体系的推广应用、规范和指导设计与施工起到积极的作用，经济和社会效益巨大。

膜萃取是膜过程与液液萃取过程相结合的一种新型分离技术，清华大学化工系在国内率先开展了膜萃取过程的系统研究工作。通过多体系的膜萃取传质实验研究，系统讨论了两相压强差、两相流量、膜材料浸润性能等因素对膜萃取传质性能的影响，提出了实验范围内各分传质系数关联式；首次提出单束中空纤维膜萃取实验方法；首次实验证明了利用中空纤维膜萃取器的串联组合有更大的分离优势；实验研究了溶胀对膜萃取过程的影响，设计了浮动式中空纤维膜萃取器；首次提出用鼓泡搅拌方式提高中空纤维膜萃取过程的传质效率；研究了不同结构和不同装填因子中空纤维膜器的传质特性，探讨了装填因子对膜萃取过程的影响，提出了中空纤维膜萃取器的壳程子通道模型；首次提出同级萃取反萃膜萃取过程，实验研究了中空纤维封闭液膜的传质特性，探讨了实现同级萃取反萃的可行性；实验研究了中空纤维封闭液膜在乳酸分离中的应用；首次实验证明了膜萃取过程防止溶剂夹带的优势和利用膜萃取过程降低COD的可行性。正式发表论文20篇，受到国内外同行专家的关注，研究结论被多次引用，研究成果属国内首创，处于国际先进水平。

我国眼科患者群体庞大，但目前眼科药物较局限，且我国自主创新研发的药物甚少。本项目平台涵盖眼表疾病、眼底病等多项眼科常见病的新药研究开发，技术覆盖从药物筛选、药物研发一直到临床试验的各项环节。本项目为眼科药物治疗提供更多安全、有效、稳定的新药，对于我国的生物医药产业创新驱动发展战略具有重要意义。

项目概况： 医药中间体是药品生产的重要原料，医药化合物也是构成新药的重要元素。与新型药 物有关的化合物和中间体的研发是新药开发的必不可少的环节，长期以来一直是各大制药厂 十分关注的课题。 制药厂或专业研究机构从事医药中间体和化合物的研发工作同样要经历启动、计划、 实施、收尾四个阶段，完全适合采用项目管理的方法进行管理。本课题研究医药中间体研发 课题项目管理的基本模式与方法，力图为委托企业研究总结一套行之有效的管理方法。此外， 还负责指导委托企业研发人员正确应用这套项目管理方法，为其培养合格的项目经理。

实现了基于线性光学系统的量子有限状态自动机的研究。该量子自动机使用3个空间状态，即可解决判定输入整数是否为某一质数P的整数倍的问题，而使用经典的自动机解决同样问题至少需要P个空间状态。该工作首次在实验上实现了量子自动机的运行并验证了其相比于经典自动机的空间资源高效性，在该领域具有开创性的作用。

虽然目前出现了许多先进技术，但化疗仍然是转移性肿瘤或肿瘤不可切除病变情况的首选治疗方案。传统化疗的药物毒性经常导致患者出现恶心、呕吐、腹泻、肾脏问题和神经病理性疼痛等多种症状，严重影响患者的生活质量。因此，被巧妙设计成靶向肿瘤部位的智能型化疗药物载体应运而生，但最近的研究表明，这些药物仅有极少的药剂量被有效地输送到肿瘤部位，而剩余的大量药物则残留并扩散到了其它重要器官中，造成毒副作用或伴随诱发其它疾病。基于此，韩鹤友教授课题组巧妙地设计了体内光热激活TRPV1通道的Ca2+“瀑布”纳米治疗平台，为肿瘤精准治疗提供了新的策略。团队首先制备了“核”CuS纳米粒子，接着为其表面包被一层生物相容性良好的CaCO纳米“壳”，生成“核壳型”CuS@CaCO3纳米颗粒，最后在CuS@CaCO3表面修饰一层磷脂，形成CuS@CaCO3-PEG纳米治疗系统。其中纳米CuS具有光热转换特性，是构建Ca2+“瀑布”的“开关”，且CuS可增强三维光声成像效果并为肿瘤治疗提供即时诊断的依据。这个治疗体系最突出的优点是不引入化疗药物，因此不用担心化疗带来的毒副作用。TRPV1是一个非选择性的阳离子通道，对Ca2+优先通过，可被热、低pH和辣椒素等外部条件激活后打开。该通道被打开后，大量的钙离子穿过细胞膜进入细胞（钙离子过超载），CuS@CaCO3-PEG纳米系统通过EPR效应被动积累在肿瘤部位，肿瘤的微酸环境导致酸响应的纳米碳酸钙分解，产生大量的钙离子并释放装载的纳米CuS；随后近红外光在肿瘤部位照射刺激CuS迅速产生大量的热，从而激活癌细胞表面的TRPV1离子通道，诱使大量的钙离子内流进入癌细胞。线粒体是细胞的能量工厂，同时也是细胞内钙离子平衡的调节器，它是关乎细胞生存的一种亚细胞器。研究发现，钙离子浓度远远超过其调节能力（钙离子过超载）会导致线粒体功能紊乱、细胞内线粒体膜电势受损、ATP能量产生受阻和各种调节蛋白异常(Caspase-3、Cyt c上调；Bcl-2下调等)，最终使得癌细胞凋亡。本研究提出的Ca2+“瀑布”治疗模式能够同时在肿瘤微酸环境和TRPV1通道过表达的条件下被激活，有助于肿瘤的精确治疗，且不受限于肿瘤的乏氧环境；整个治疗体系没有携带抗癌药物，不用担心治疗带来的系统毒性；由于Ca2+固有的独特生物学效应，正常细胞比肿瘤细胞更能耐受其破坏性影响；在体内释放的光热CuS纳米颗粒还可增强肿瘤的三维光声成像，为肿瘤治疗提供即时诊断的依据。这种钙离子“瀑布”治疗策略有望与其他临床治疗相结合，提高肿瘤治疗效果，降低治疗带来的全身性副作用。论文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2589004220302340