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绿色技术奏响和谐旋律——访省“挑战杯”特等奖得主、《生产已内酰胺的绿色集成技术》课题组

作者 : 编辑 : 来源: 发布时间 : 2006-12-13 00:00:00 点击量:
 
     
     

    “挑战杯”的硝烟虽然淡去,而战火的余温却将那段记忆尘封在时间的纪念册。在此次竞赛中,化工学院刘国清、朱亚玲、严俊的作品《生产已内酰胺的绿色集成技术》从众多参赛作品中脱颖而出,荣获湖南省第七届“挑战杯”大学生课外学术科技作品竞赛特等奖。指导老师罗和安教授、吴剑副教授也在本次竞赛中被评为“优秀指导老师”。一曲绿色的优雅和弦在我校轻轻奏响。

    前奏和弦轻扬

    如果你要问成功是什么,刘国清等人组成的这个奋进的团体将回答你:成功=230多个实验=230×8个小时=1840个小时=永不言败。

    “刘国清开会去了,差不多四点多回来吧。”来到化工大楼才得知,包括刘国清和他的指导老师及众多研究生在内的研究小组每个双周二下午都会展开研讨会就像今天一样。多年来风雨无阻。

    凭着多年的工作经验、敏锐的洞察力与技术知识的深入研究指导老师了解到已内酰胺是一种重要的有机化工原料而目前国内的供给率不到30%大部分依靠进口。这在很大程度上制约了我国工业及国民经济的发展。而现在已内酰胺的工业流程过于复杂,并且工业生产的无用的副产物过多,耗能过大。于是,导师毅然给学生刘国清选择了——己内酰胺绿色生产工艺这个很有发展潜力的课题。

    课题选取之后,试验并没有想象中的成功。虽然化工学院一直从事已内酰胺的生产工作的研究。但是刘国清等人的研究并不是一帆风顺,甚至可以说从2004年到去年上半年几乎没有任何成果。直到去年下半年的一天,课题组突然发现在原料输入的时候有气泡大量溢出的现象,初步怀疑是原料一次性输入的问题,因此他们改成多次滴入原料。他们没有被设备短缺的困难吓倒,他们靠双手控制滴定管的阀门,靠双眼去观测进量。有时候甚至一小时只滴入5ml,平均一秒钟不到两滴试剂,每天坚持四个小时。实验操作完毕后,双眼早已昏花,手都僵直了。虽然条件很困难,但他们共同协作,相互关心,靠着坚强的毅力毫不退缩。每当遇到问题就积极与导师探讨,无论是清晨还是深夜师生间总有演不完的学术定格。有了先进的输入设备之后,原料的溢出情况仍很严重。对此他们百思不得其解,与导师讨论之后,问题终于浮出水面——冷凝剂的不适合。传统的工艺方法是水做冷凝剂,而水在零度以下就要结冰,冷凝效果不好致使原料大量流失,导致在以前的实验中毫无产品可言。这个发现让他们喜出望外。在改进了冷凝仪器,选择了合适的冷凝剂。使用了低温油槽之后,冷凝效果得到明显改善,原料被很好地保留下来,很多问题都迎刃而解,产率也直升80%以上。面对这突破性的进展,所有人都被喜悦层层包围。

    “导师对我们就像对自己的孩子一样,逢年过节还请我们去吃饭,给我们打牙祭。过教师节的时候,我们送他们礼物,他们也只收下鲜花。”当提及导师时,刘国清等人满怀感激,“还记得那次学校给教师们发柚子,导师把他那份都分给了我们。科研工作只有在这种家的氛围里才能做得更好!”良师益友在此得到了很好的诠释。在这里,辛勤是露水,刻苦是阳光指数,不懈是氧气分子,团结沃土,它们都是培养成功的必需元素。

    高潮大地飞歌

    喜悦之后,新的问题又出现了。工业生产中要求产品产率达99%以上,可是刘国清等人做了无数次试验,产率最高也只是90%。经验证,反应后的溶剂中早已没有了原料的影子,从理论上讲,产率应该是100%。可是,无论怎么改进设备,怎么控制进料,试验值和理论值总是相差十个百分点。面对这个棘手的问题,他们没有气馁,之后和导师一起研究对策,分析了整个流程,经过大量的改进设施的实验,最终肯定反应阶段没有问题,问题只能出在结果的分析方法上。传统的分析方法是用气象光谱测量产率,为了得到更确切的分析结果。他们专程赴湖南师范大学的分析测验中心用液相光谱测量了产率。结果振奋人心,产率早已高达99%以上。只是气象光谱并没有准确的测量出来。相差的这十个百分点总算找回来了“中间的艰辛是难忘的,但是我相信兄弟齐心,其利断金!大家一起努力就一定能成功,踏实得走好每一步就够了。”面对如此喜人的成果,刘国清内心还是不够踏实。“导师曾告诉我们经历比经验更是一种财富。没有前面实验的失败经历就不会有最后成功的喜悦。如果说我们是站在巨人的肩膀上才有今天那这个巨人就是用失败的基石去奠基起来的。”

    此后的实验过程相对比较顺利,但还是有些问题暴露出来。例如反映溶剂的更换,相对于以前的工艺流程来说大大减少有害溶剂的使用。谈到研究过程中的苦与乐,刘国清笑着说:“喜欢就不决定辛苦兴趣是最好的老师它会吸引你一直做下去。到那时候你就知道工作与其它熟重熟轻了。”

    如果说科学技术是第一生产力那么这些走在第一线的工科精灵只有靠孜孜不倦的刻苦努力和闻鸡起舞的学习热情才能拾起不易被人发现的智慧闪光。一步步艰辛走来,他们最后终于在2006年四月收到了国家知识产权局的对其《一种非均相肟化重排制备酰胺的方法》的专利申请的公开说明书,而今天,他们也以《生产已内酰胺的绿色集成技术》这一作品收获了湖南省第七届“挑战杯”大学生课外学术科技作品竞赛特等奖的殊荣。此项工艺以过程简单操作方便具备原子经济性,原来的溶剂作为节省投资降低了成本提高了资源和能源的利用率,优点显著。“在提倡节约型社会的今天,此项工艺的优势在于绿色环保,大大减少了有害溶剂的使用,节约了能源。”刘国清如数家珍,“可是我们做得还不够,还有很多问题没有解决,像催化剂的使用寿命及分离,还有当技术投入生产当中时将出现的设备更新及重利用的问题等等。我们要站在工厂的角度为他们着想,新工艺投产后,那些与传统工艺配套的是设备怎样最优地发挥作用,这些都是我们要考虑的。”

    “前面的路还很长,可谓任重而道远呢。”刘国清他们如此深入地思考和探究,让我们由衷地敬佩。相信在这样严谨治学理念的影响下,这样务实踏实的付出下,刘国清和他的战友们一定可以收获得更多。

    (《湘潭大学报》学生记者  李丹 邓浩美)

     

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