化学工程学科简介

  化学工程学科建于1978年,1981年开始招收化学工程本科专业学生,1994年开始招收硕士研究生,1995年获化学工程硕士学位授予权,2001年获化学工程工程硕士专业学位授予权,2003年获化学工艺、工业催化硕士学位授予权,2005年获化学工程与技术一级硕士学位授予权,1999年挂靠本校高分子化学与物理博士点开始招收博士研究生,2003年获化学工程博士学位授予权,2009年获化学工程与技术博士后科研流动站,2010年获得化学工程与技术一级学科博士点。自1994年至今,湘潭大学化学工程学科一直是湖南省重点学科。

  本学科依托"化工过程模拟与优化"教育部工程研究中心、"环境友好化工过程集成"湖南省重点实验室、"绿色化工过程"湖南省工程实验室、"绿色催化与反应工程"湖南省普通高等学校重点实验室等学科平台,形成了多相流理论及应用、化工过程模拟与强化、绿色催化反应工程、环境友好化学工艺与技术等4个具有特色鲜明、稳定的研究方向。

  本学科拥有一支高水平的学术研究队伍,建设有湖南省"环境友好催化与绿色化工工艺"科技创新团队、湖南省"环境友好化工教学团队"和3个湖南省研究生培养创新基地,化学工程与工艺专业为湖南省普通高等学校特色专业。目前本学科队伍中具有教授15人,副高职称22人,中级职称教师12人,其中正高职称在建设期内增加5人。有博士生导师9名,硕士生导师34名,湖南省科技领军人才1名,省级学术带头人1名,湖南省芙蓉学者讲座教授1人,省级青年骨干教师10名,湖南省及国家教育部跨世纪学科学术带头人1人,享受国务院政府专家津贴的教师1名; 具有博士学位的教师26人,具有硕士学位的教师21人。

  本学科点近年来主持承担了国家重大科技专项1项,国家自然科学基金重点项目2项,国家863项目1项,主持和完成国家自然科学基金面上项目12项,教育部重点及湖南省重大专项等省部级重点项目10余项。近年来与中石化总公司、中化集团公司等大型企业成功合作完成50余项横向项目,创经济效益3亿多元。获国家科技进步二等奖2项(2006年、2009年),教育部高校自然科学一等奖1项(2007年),湖南省科技进步一等奖1项(2005年),湖南省专利金奖1项(2005年),湖南省教学成果一等奖1项(2009年)、二等奖1项(2006年),省级精品课程1门(化工原理,2008年)。

化学工程学科研究方向

  方向一:化工过程模拟与强化

    1、目前本方向人员所做工作的主要内容、优势特色

    主要研究内容:

  本方向以过程模型化与模拟为基础和手段,对工业过程与技术进行强化、提升与创新,从而最大限度地提高资源(土地、物质、能源、人力)利用率、减少污染物产生和排放、提高产品质量、降低生产成本。近年来承担多项国家重大和重点项目,不断为国内化工企业提供工程化技术成果,重点解决化工过程工业的优质、节能、低耗、环保及可持续发展等问题。

  在工程实践中,针对我国化工行业急需解决的共性关键技术问题如能耗高、资源利用率低、环境污染严重等问题,对石油化工及精细化工行业一些重要产品的关键生产过程进行模拟与强化,提升并创新生产技术,产生了较大的经济和社会效益。如环境友好生产乙酰甲胺磷新工艺、环己酮肟贝克曼重排过程模拟与优化及多级重排技术、己内酰胺杂质萃取精制技术等。

  在理论上,创新了湍流分散体系中流体颗粒破裂与聚并动力学模型研究的理论,其中两个模型(Luo’ s和Luo&Svendsen’ s)被国际著名计算流体力学软件FLUENT和CFX采用多年; 面向工业应用问题建立了酰胺异构化和乙酰化、吡啶氯化、环己酮肟贝克曼重排、六氢苯甲酸亚硝化、环己烷氧化等反应动力学模型等等。

    研究特色:

  直接面向经济建设和社会发展的需求,抓住影响一些重要产品生产和环境的重大关键技术问题,通过过程模拟与强化,高效率地解瓶颈问、提升和创新工业生产技术,并形成自主知识产权。

  成果转化快,为企业带来了较大的经济和社会效益。

    2、学术带头人

  罗和安教授,现任湘潭大学校长,工程研究中心主任,《Chinese J. of Chem. Eng.》编委,中国化学学会理事、湖南省化学化工学会和石油学会副理事长,湖南省科协常委,享受国务院政府特殊津贴专家,湖南省科技领军人才。1993年挪威理工大学化学工程系博士毕业,曾在法国图卢慈国立工业大学、挪威国家石油公司研究院、日本鹿儿岛大学等进行合作科研及讲学。近年来,主持国家科技重大专项子课题、国家"863"、国家自科基金重点、湖南省重大专项和企业攻关项目近20项; 获国家科技进步二等奖2项,教育部高校自然科学一等奖1项,其它省部级科技进步一等奖和三等奖各2项; 获湖南省教学成果一等奖和二等奖各1项; 获授权国家发明专利19项,公开国际发明专利1项,近5年成果转化产生的经济效益平均2亿多元/年。在AIChE J、Chem Eng Comm、Catal Commun等学术期刊上发表研究论文150余篇,他引总数600多次,单篇最高SCI他引200多次; 两个模型(Luo’ s和Luo&Svendsen’ s)被国际上著名的计算流体力学软件FLUENT和CFX采用多年。

    科研方向二:多相流反应与分离

    1、目前本方向人员所做工作的主要内容、特色

    主要研究内容 :

  化工多相流反应与分离是近年来研究的新热点问题。对气液、液液界面动力学方面开展破裂和聚并方面的研究,研究现有模型对于气泡和液滴两流体颗粒的破裂差异,分别对气泡和液滴提出破裂发生的新标准,推导建立用于预测界面摆动变形模型,将对破裂有贡献的湍流涡的尺度范围扩展到高于流体颗粒尺寸的范围,并相应地提出大尺度湍流涡的可利用能量,运用湍流理论,从非稳态对流、扩散的物料浓度方程出发,推导可用于预测气液界面液相侧传质系数的通用理论模型。在吸收国外成果基础上,开展伽玛射线CT测量信号预测气液搅拌釜气含率断层分布及数字成像研究。研究成果在国内外化工顶级学术期刊AIChE J、Chem Eng Sci、Chin J of Chem Eng、化工学报等发表论文10余篇。承担这方面国家自然科学基金项目4项,在国内化工多相流测量与研究方面具有一定的学术影响。

  对工业萃取、精馏等气液、液液分离与反应过程及其大型塔设备,在多相流模型研究基础上,建立反应与分离过程模型,通过计算机模拟和过程耦合,减少中间实验环节和实验周期,达到工艺参数、塔设备及其整体强化与调优的目的和效果。

    研究特色:

  进行化工气液、液液多相流混合、反应、分离及其耦合和模型化研究。

  对工业萃取、精馏等气液、液液反应与分离过程及其塔设备,在模型和实验基础上,通过计算机模拟和过程耦合,减少中间实验环节和周期,实现工艺参数及其塔设备整体强化与调优。

    2、学术带头人

  刘跃进教授,博士,博士生导师,化工学院院长。湖南省化学工程专业委员会主任委员,先后在浙江大学、华东理工大学、日本鹿儿岛大学、美国Washinton University in St.Louis CREL学习,主持国家自然科学基金、国家留学基金、教育部博士点专项基金、湖南省自然科学基金、湖南省科技厅和企业横向项目等,在AIChE J、Chem Eng Sci、Chem Eng Comm、Chin J of Chem Eng、化工学报等学术期刊上发表论文近百篇,参编化学工程实用专题设计手册一部,申请发明专利6项,授权2项,省级鉴定成果1项,获湖南省教学成果一等奖1项。

  科研方向三:催化反应工程

    1、目前本方向人员所做工作的主要内容、特色

    主要研究内容:

  以化工生产的绿色化为研究对象,对石油化工、精细化学品合成过程的催化反应工程问题、典型催化反应过程机理、新型催化材料、催化剂的制备技术、催化反应性能及催化剂的表征等进行研究,探索和揭示具有特殊性质和功能的新型催化材料、催化剂的结构与性能及其关系,设计催化剂,研制催化材料制备方法,研究开发环境友好的催化工艺和具有重大工业应用价值的绿色催化合成工艺。面向提高石油化工产品和精细化学品质量及有效利用基本石油化工原料的绿色催化过程,研究探索环境友好催化、纳米金催化及在环己酮氨氧化和催化氧化等应用、纳米材料超重力制备新技术等过程中的基础问题及新工艺开发。

  周继承教授在环境友好催化领域开展了钛硅分子筛合成与催化应用等研究,建立了新的钛硅分子筛TS-1合成路线和方法,主持国家自科基金项目"温和条件下微波高效催化环己烷选择氧化及其微波催化反应过程基础研究"等,开展了纳米金催化和微波催化研究。与中石化石家庄化纤公司合作,完成了苯甲酸加氢精制工艺简化新工艺工业试验,整体技术处于国际先进水平,实现了科研成果的工业化。

    研究特色:

  针对学科前沿和工业催化领域研究热点,开展新催化材料和纳米催化材料的研究及环境友好催化的应用; 基于碰撞理论和过渡状态理论等对典型催化反应进行基本规律研究,指导新型催化剂的设计和制备、新催化过程的开发等实践工作,力争取得的重要研究成果工业化应用。

  以化学反应工程原理为基础,强化传质-反应过程,开发螺旋通道型旋转床反应器超重力法制备纳米材料的新技术,实现成果的工业化应用。

    2、学术带头人

  周继承教授,博士,博士生导师,化工学院副院长。湖南省高校科技创新团队带头人,湖南省高等学校青年骨干教师,入选湖南省新世纪121人才工程二层次人才,湖南省化学工程重点学科方向带头人。1999年于大连理工大学工业催化专业毕业,获博士学位,曾留学加拿大,2003年-2004年在University of Waterloo化工系访问研究。主要从事化学工程与技术领域的研究,特别在螺旋通道型旋转床超重力场强化化工过程与制备纳米材料方面和环境友好催化研究与应用方面做了卓有成效的研究。申请发明专利25项,授权4项。论文合计80多篇,SCI、EI等收录20余篇。另会议论文30余篇。

  科研方向四:精细化学品合成与工艺

    1、目前本方向人员所做工作的主要内容、特色

    主要研究内容:

  本方向通过探索化工过程内在规律与特点,以建立环境友好的、资源节约的、可持续发展的的化工过程或以产品生产为最终目标,研究和开发环境友好的精细化学品合成新反应、新工艺和新产品,或对现有精细化学品合成与生产工艺进行改进和提升,提高传统化工过程生产效率、减少"三废"排放、实现节能减排。主要针对石化、农药、医药及中间体等精细化学品的结构、性能以及制备方法为研究对象,开展精细化学品的分子设计、构效关系、合成方法与结构表征以及精细化工新技术、新产品以及新工艺的应用研究。结合湖南地方盐卤资源配套利用的优势,研究开发了高附加值含氯系列精细化学品如五氯吡啶、五氯苯甲腈等,成功实现了从基础研究开发、中试实验到产业化实施。开展了硝基化合物加氢、烷烃硝化、芳烃硝化以及煤制油和生物油等石油替代能源的加氢脱氧提质改性理论基础、应用研究和工艺开发。开展了醇类催化脱氢合成农药、医药中间体的工艺开发工作。

    研究特色:

  坚持整体技术绿色化、化学反应原子经济化、原材料使用无害化、资源利用最大化、生产工艺简单化原则,研发典型精细化学品合成过程中的绿色生产新工艺和"三废"减排先进技术,实现"三废"的资源化和综合利用。

  立足基础研究,突出研究成果向现实生产力的转化和应用,注重研究项目和内容的社会、经济和环境效益有机统一。

    2、学术带头人

  刘平乐教授,博士,博士生导师,化工学院副院长。湖南省高校学科带头人培养对象,2010年入选"教育部新世纪优秀人才支持计划",湖南省新世纪121人才工程二层次人选,曾在荷兰Twente大学访学, 先后主持和参与国家自科基金重点、国家自科基金以及省部级项目20余项,完成中石化总公司、中化集团等横向技术开发和转让项目10余项。获国家科技进步二等奖1项,湖南省科技进步一等奖1项,三等奖1项。湖南省第六届青年科技奖,省部级鉴定5项、获国家发明专利7项。在J Mol. Catal.A:Chem., Catal. Commun., Catal. Lett., Chin.J. of Chem.Eng.,及《化工学报》等刊物发表论文40余篇。