24日,據悉,常州大學8位大學生在老師的指導下,利用課外時間發明了更適合生產硝基胍的微通道反應器,并設計了相應的工藝路線,該項目榮獲第十三屆“挑戰杯”全國大學生課外學術科技作品特等獎。目前,常州大學已經為該項目申請了兩項國家專利,并與當地一家化工企業達成了技術轉讓協議,轉讓費達1000萬元。
硝基胍是一種極為重要的戰略物資,在國防上用于火箭、導彈的固體推進劑和彈頭裝藥,在民用上用作汽車安全氣囊的產氣藥、醫藥和農藥的中間體。全球的年消耗量達12萬噸。
雖然硝基胍如此重要,但是傳統的硝基胍生產都是采用釜式、間歇性操作,這種工藝安全性非常差,且污染嚴重。2012年2月,河北趙縣某硝基胍生產企業發生嚴重的爆炸事故,造成重大的人員傷亡和財產損失。
消息在震驚全國的同時,也觸動了常州大學制藥與生命科學學院的學生們。“當時我們就想硝基胍要是能用一種連續的方式生產出來就好了,那將對我們國家的硝化反應具有重大的示范意義。”王莉是該學院制藥專業的一名大三學生,她告訴記者,想到了就干,8個興趣相投的同學在老師的指導下,從前期調研開始,努力了一年多時間。期間,他們有成功、有挫敗,在不斷嘗試后,他們發明了更適合生產硝基胍的微通道反應器,并設計了相應的工藝路線,用硫酸胍的硫酸溶液取代了容易引起爆炸的硝酸胍作為生產原料,成功實現了硝基胍的連續安全、清潔生產,廢酸產生量降低了80%。
24日上午,在該學院的實驗室里,學生們為記者演示了該工藝的整個生產流程。記者在現場看到,在不足一立方米的裝置中,固定著8塊玻璃功能模塊,反應液如同自來水一樣從玻璃功能膜片的微通道連續流出。“每塊玻璃功能模塊只有8毫升的持液量,體積小了很多。”團隊隊長何兆斌告訴記者,傳統生產方式中的一個反應釜體積就達到上萬升,相當于3、4層樓那么高。若采取新工藝進行生產,1m3大小的裝置即可實現年產2000噸的目標。
前不久,8位同學帶著《固體推進劑硝基胍的連續安全生產工藝》參加了第十三屆“挑戰杯”全國大學生課外學術科技作品大獎賽,一舉拿得最高獎。獲獎是喜悅的,但特等獎的背后,多少也有點“辛酸”:她做試驗鞋子被燙了一個洞,我鞋子褲子被硫酸腐蝕了,夏天實驗室里42°空調形同虛設……面對記者,女孩子們開始訴起了“苦”,她們覺得這一路走來,自己成了不折不扣的“女漢子”。
史佳一是8人團隊中比較特殊的一個,她就讀該院護理專業,唯一一個跨專業參賽的學生。據了解,在組隊之初,制藥與生命科學學院面向全院海選,她憑借著“膽子大、腦子轉得快”,在答辯中笑傲450名候選學生,掙得一個參賽名額。
由于是跨專業,史佳一平常很少做試驗,加入團隊不久,她就“炮制”了唯一一次安全事故,險些導致試驗室里的反應容器爆炸。“當時在模擬傳統生產工藝,需要往容器里滴濃硫酸,要滴得非常慢,溫度需要控制在35°,由于操作不當,導致容器內的溫度急劇上升,險些爆炸。”史佳一告訴記者,當時指導老師一把將她拽離反應容器,拉下防爆窗,讓所有的學生都蹲在安全地帶不要動,“還好有驚無險”。
據了解,第十三屆“挑戰杯”由共青團中央、中國科協、教育部、全國學聯、江蘇省人民政府主辦,自1989年創辦至今,兩年一屆。今年常州大學有3個參賽作品參加該大賽,全部獲獎。
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