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1、华东理工大学“211工程”“十五”期间建设标志性成果简介项目名称先进化学工程与技术学科群标志性成果名称大型石油与煤化工过程技术及装备标志性成果获奖情况获奖时间2002获奖级别2002年度国家科技进步二等奖标志性成果简介 石油和化学工业是国民经济的重要支柱产业，为国民经济各部门提供能源和基础原材料及配套产品，在经济建设、国防事业和人民生活中发挥着极其重要的作用。化工技术发展的主要目的是降低生产成本，而生产成本在技术发展到一定阶段后主要取决于生产规模，因而生产的规模在石油化工领域成为技术先进性的标志。我国目前经济处于高速发展阶段，对石油化工品如精对苯二甲酸、乙二醇、苯乙烯等有巨大的现实和发展需求。
2、此外，目前石油资源紧缺，而煤藏丰富，发展以煤为原料的能源与化学工业是我国的基本国策。煤作为我国现在和今后的主要能源，在能量转化过程中产生大量SO2，NOx，对这些副产物进行无害化或资源化处理是建设资源节约型、环境友好型社会必须面对和解决的技术问题。满足我国对石油化工品发展的需求，开发以煤为原料的能源和化工技术，对大气污染物进行无害化与资源化处理，最终都依赖大型化工过程技术，而反应装置作为化工过程核心，其大型化是实现大规模生产、加工与治理的关键。我国绝大多数大型反应器与过程装置的设计和优化技术都为引进技术，技术关键被垄断。由于国外技术的封锁，和国内消化吸收工作不力，长期以来一直未能掌握其中的核心
3、技术。 在“十五”期间，针对我国经济发展的需求，在“211”学科建设的支持下，对多相反应器模型化和优化开展了系统深入的研究，取得了重要的基础研究成果，在AIChEJ, Chem. Eng. Sci.和Ind. Eng. Chem. Res. 三个著名化学工程期刊上发表论文24篇。主持“973”项目1项，承担“973”课题6项，“863”课题3项，在大型聚酯反应器、乙苯负压脱氢反应器、PX氧化反应器、多喷嘴对置式水煤浆气化装置、大型甲醇反应器等的工业化方面取得重要的应用成果，成功开发了聚酯成套技术（10-15万吨/年），苯乙烯成套技术（20万吨/年），PTA反应器技术（45万吨/年），多喷嘴对置
4、式水煤浆气化炉（日处理20003000吨煤），甲醇合成固定床反应器（单台30万吨/年）。此外，开发了CO2、环氧乙/丙烷和甲醇反应联产碳酸二甲酯和二元醇技术，完成了EO/EG（30万吨/年）、烟气脱硫、尾气乙烯直接氯化制二氯乙烷、环己烷仿生催化氧化、甲苯氧化等反应器工程化研究。这些成果已产生重大的经济效益和社会效益，标志我国掌握了大型石油与煤化工过程技术与装备的关键技术，摆脱对引进技术的依赖，为我国化学工业的发展和技术的提升作出了重要贡献。获专利授权32项，并先后获得2002年国家科技进步二等奖，上海市科技进步一等奖等10项省部级科技进步奖。 “211工程”“十五”期间建设标志性成果简况表1“
5、211工程”“十五”期间建设标志性成果简况表2项目名称生物工程与制药工程学科标志性成果名称生物过程工程理论与应用研究标志性成果获奖情况获奖时间2002、2004获奖级别国家科技进步二等奖标志性成果简介 该项成果属于“生物化工”学科，“十五”“211”建设期间，已先后获得国家科技进步二等奖2项，省部级科技进步（含自然科学奖）一等奖4项和国际奖1项。研究成果在国际相关领域产生重要影响，学术骨干担任国际主流学术期刊主编1人、编委12人次，发表SCI收录论文120篇，论文被SCI他人引用189次，应邀在国内外重要学术会议上作大会报告或特邀报告22次；在生物过程工程理论与应用研究方面，研究所涉及的生物体
6、有微生物、动植物细胞；生物过程有活细胞的代谢过程，也有细胞材料的催化反应过程。在推进生物技术产业化应用研究中，重点研究过程优化与放大规律，形成技术、工程、装备一体化关键平台技术，取得了重大社会和经济效益。在“以酶和整体细胞为催化剂的生物转化过程关键技术”研发中，我们着重对生物催化过程进行了研究。以工业应用为最终目标，针对医药和化工中间体等物质的生物制造过程，重点开展了生物催化剂的自主制备、反应介质的设计与优化等方面的系统研究，获得了(R)-和(S)-酮基布洛芬酯酶等一批具有自主知识产权的生物催化剂，发明了pH调控和添加剂法等优化强化生物催化剂立体选择性的新方法。学术带头人在国内外生物催化与酶工
7、程界享有较高的地位，应邀编辑出版了国际核心学术期刊中国酶工程特集；并在2005年成功举办了生物催化与生物加工国际研讨会。有关成果已获授权专利3项，已有6项进入产业化应用。在“植物细胞和高等真菌培养过程工程”研究中：针对植物细胞和高等真菌培养，研究了细胞培养新型细胞培养反应器的放大；次级代谢物分子多样性的调控等问题。发表的研究成果受到美国工程院院士等专家的高度评价，学术带头人在国际相关领域享有声誉，被国际知名出版社和著名同行专家邀请为Advances in Biochemical Engineering/ Biotechnology丛书编著；获得国家发明专利7项。在“生物产品生产过程的优化与放大
8、技术”研究中，提出了生物反应过程多尺度问题的工程学研究方法及生物过程的系统生物学研究方法，成功地应用在青霉素、红霉素、金霉素、阿维菌素、头孢菌素C等十余家企业、二十多个产品上，可统计的间接经济效益达10多亿元；以新的设计理念与制造业产品研究相配合，研制成功一系列商品化生物反应器，为生物技术产业化提供了重要的技术支撑。提出的理论和工程化技术推动了我国包括生物医药工业在内的发酵行业现代化技术改造，缩短了这一领域内我国与国际的差距。“十五”期间我们在生物过程的应用基础研究与应用研究领域均做出了卓越贡献：承担和完成了国家“863”重大专项：生物技术药物规模化制备技术平台(4800万元)等项目，推动了我
9、国相关产业的技术发展。“211工程”“十五”期间建设标志性成果简况表3项目名称先进过程机械与装备技术学科标志性成果名称重大过程装备的寿命预测与安全保障技术标志性成果获奖情况获奖时间2004、2005获奖级别国家科技进步二等奖(3项)标志性成果简介 针对重大过程设备及装置的安全保障与维修，本项目在在国家科技攻关、国家杰出青年、教育部重大科技项目等基金的支持下，以断裂力学理论、损伤理论、可靠性与风险工程理论、现代计算机网络技术、测试技术等为基础，发展了重大机械装备的寿命预测和安全评估的技术基础，在工程应用中取得了重要成效。建立了含缺陷结构断裂参量计算与断裂评定新方法。定义了具有明确物理意义的裂纹张
10、开能量释放率J积分，创建了简便的杆系构件裂纹断裂参量K计算新方法；为解决任意应力应变关系材料结构的弹塑性断裂参量计算，定义了全新的J积分估算表达式，提出等效原场应力法和扩大EPRI法应用范围的塑性多段幂次法；解决了由压力管道拉伸解和弯曲解直接叠加计算拉弯组合载荷作用下的J积分估算；提出当量应力应变关系概念，建立了强度不匹配焊缝结构均质化的断裂参量计算法。建立了压力管道安全保障的技术体系。针对压力管道危险源评价与失效原因诊断技术，提出了确定压力管道系统危险源辨识评价与危险程度的分析技术和方法。针对在役含缺陷压力管道安全评定关键技术，以在役压力管道缺陷状况的数据采集分析为先导，压力管道塑性极限载荷
11、与内力、应力分析等通用基础算法研究为手段，应用先进的塑性力学和断裂力学理论，建立了压力管道体型缺陷和面型缺陷安全评估技术与方法。实现了重大承压设备的寿命预测与维修规划。针对高温高压设备的维修规划，致力于将时间尺度相关的科学理论引入到过程设备维修领域。通过大量的高温强度实验和理论分析，发展了与时间相关的破坏理论，包括与时间相关的损伤理论、与时间相关的断裂理论、以及与时间相关的损伤可靠性理论，建立了高温构件损伤局部化的测量与分析方法，形成了结构弱点识别技术，有效地解决了高温高压设备何处修与何时修的问题。对腐蚀疲劳、应变疲劳、氢损伤等苛刻环境下的失效模式、失效机理、检测方法、断裂规律及监控抑爆方法也
12、进行了分析研究，提出了复杂环境下保障设备安全的维修规划方法。研究成果成功用于对扬子石化、齐鲁石化、镇海石化等企业的数百台高温高压容器、百余台湿硫化氢环境下压力容器和大量压力管线等装备与设施的安全评估与寿命预测，已取得数十亿元的经济效益，同时也产生了重大的社会效益，并奠定了我国压力容器缺陷评定规范的科学基础。在本研究领域，已在国内外期刊发表相关论文共280余篇，被同行引用300余次。许多论文得到包括英国皇家工程院院士在内的机械、材料、化工、力学、数学、核工程等领域科学家的广泛引用与肯定。十五期间获得国家科技进步二等奖3项，省部级科技进步一等奖6项、二等奖3项。“211工程”“十五”期间建设标志性
13、成果简况表4项目名称过程控制与智能系统学科标志性成果名称大型石油化工装置智能建模、控制与优化标志性成果获奖情况获奖时间2002、2005获奖级别国家科技进步二等奖标志性成果简介 该项成果所属学科为“过程控制与智能系统”，先后获得2002年、2005年国家科技进步二等奖2项，省部级科技进步一等奖4项、二等奖4项，上海市专利发明一等奖1项以及2006年中国专利优秀奖。在国际权威杂志Automatica等国内外学术刊物上发表的学术论文中200余篇被SCI/EI/ISTP收录。本项目在国家自然科学基金、973计划、863计划、科技攻关以及产业化等国家重大（点）科技计划专项的支持下，围绕复杂工业生产过程
14、控制和优化中凝炼出的急需解决的关键科学问题，以大型石油化工生产过程为背景，结合控制科学与工程的前沿方向，开展了神经网络的工程应用理论与方法、复杂系统多模式智能建模、智能控制与知识自动获取、智能优化以及系统综合集成等理论、方法与应用研究。在复杂工业过程智能建模与应用上，将人工智能与化学工程中的“三传一反”融合一体，提出了建立化工生产过程本征与宏观智能反应动力学模型、智能传热与传质模型，以及工业生产过程智能工艺机理模型的理论和方法；有机集成神经网络工程应用理论与方法、化工过程智能工艺机理模型、以及模型在线自校正方法等，提出了建立复杂生产过程重要性能指标的软测量模型及其在线实时自校正的理论与方法。在
15、复杂工业过程智能控制与应用上，从解决实际复杂工业过程的实时控制出发，提出了一类非线性智能预测控制技术，利用智能优化算法解决了非线性动态模型的结构确定、参数辨识以及控制器的设计；首次提出了伊藤型随机系统的滑模控制方法、中立型时滞系统的滑模控制方法，给出了保证滑模动态全局随机渐近稳定的充分条件。在复杂工业过程智能优化与应用上，针对并行、全局搜索算法的稳定性与收敛性问题，提出了混沌遗传算法、自适应变异算子设计、优选优生进化算法、智能随机搜索算法等多种改进算法；针对多目标优化问题，提出了基于遗传算法和结合局部混沌搜索的混沌遗传算法。在上述研究基础上，有效进行系统综合集成与应用，提出了复杂工业过程一体化
16、、开放的、协同互动的控制与优化的整体解决方法和关键技术，并在“十五”国家863和科技攻关计划、中石化“十条龙”重大科技攻关等计划支持下，承担了国家和省、部级项目100余项，科研经费超过3000万元，先后完成了大型合成氨和尿素装置、大型乙烯装置、大型聚酯生产装置、大型炼油生产装置以及大型精对苯二甲酸的建模、控制与优化关键技术开发，并在扬子石化等9家石化企业的12套工业装置上成功应用示范，申报国家发明专利15项，其中授权8项，公开7项，并授权计算机软件著作权6项。此项成果取得了很多创新性显著、填补国内空白、达到国际先进（部分达国际领先）的研究成果，解决了石油化工生产过程中建模、控制和优化的若干瓶颈问题，摆脱了我国石油化工生产过程先进控制与优化技术依赖引进的局面，每年累计为企业创造了2.50
