连续15年特等奖！南京工业大学化工团队的创新力量！|化学|化工学院|南京工业大学|反应器|特等奖

在第二十届“天正设计杯”全国大学生化工设计竞赛全国总决赛中，南京工业大学化工学院“百思而悟”团队从全国503所高校4690支队伍中脱颖而出，斩获全国总决赛特等奖，同时荣获工程图纸绘制优秀奖、现代设计方法应用优秀奖两项单项奖。这是我校自2012年参赛以来，连续十五年夺得全国总决赛特等奖，续写了这一顶级学科竞赛的“南工大传奇”。

从做“产品”到建“工厂”

考题越来越“综合”

全国大学生化工设计竞赛是国内化工专业级别最高、参赛范围最广的顶级学科竞赛。回顾十五年参赛历程，赛题的变化折射出行业对人才需求的深刻变迁——从早期聚焦单一产品生产，到如今要求设计一座完整的清洁生产分厂，考核内容已从单纯的工艺计算扩展到可行性研究、流程模拟、设备选型、车间布置、自动控制乃至碳排放计算的全流程工程设计。

今年的赛题要求为某大型化工企业设计一座苯乙烯清洁生产的分厂，团队需要完成市场调研、工艺路线比选、动力学方程推导、物料衡算、Aspen流程模拟、换热网络优化、图纸绘制、经济分析和碳排放计算等全流程工作。

“这不仅仅是做一道化学题，而是要回答一个真实的工程问题。”团队指导老师、化工学院张峰感慨道，“一道赛题，实际上是对学生知识、能力、素养的全方位检验——既要懂热力学、动力学、传递过程等专业硬核知识，又要会Aspen模拟、图纸绘制、经济核算等工程实操技能，还要具备市场调研、技术比选、安全评估的系统思维，甚至需要一定的项目管理与团队协作能力。”

面对日益综合的考核要求，学院组建了跨学科协同作战的参赛队伍。“我们根据赛题需要，从化工、自动化、安全工程等不同专业方向选拔队员，让每个人都能在团队中找到自己的位置。”团队指导老师、化工学院副院长周浩力介绍。这种组队模式打破了传统单一专业培养的局限，让学生在协作中学会用系统思维解决复杂工程问题。正如团队成员承铂洋所说：“这次比赛经过五个月的备赛，我真正理解了什么叫‘工程’——它不是一个人的孤军奋战，而是一群人的协同攻关。”

从膜分离到AI赋能

创新方案破解行业难题

创新，是化工学院参赛团队的鲜明底色。

2020年9月，国家“双碳”目标正式提出。2021年，“十四五”规划纲要明确提出“制定2023前碳排放达峰行动方案”。同年，“1+N”政策体系落地实施。正是在这一年，团队明确将“本质环保、节能降耗”作为技术创新的核心方向，用一项项“南工大方案”回应赛题的绿色低碳要求。

2021年，团队将NaA分子筛膜用于异丙醇-丙酮-水三元混合物的分离。传统萃取精馏操作复杂、成本高昂，许多工厂干脆将三元混合物作为废液处理。团队引入蒸气渗透膜分离技术，如同给混合物装上一把“分子筛子”，让不同成分各归其位——渗余侧截留的丙酮和异丙醇经精馏分离后循环使用，同时得到99.9%的异丙醇产品。相比传统工艺，年操作费降低60%，碳排放量降低63%。

此后，这把“分子筛子”被用到了更多地方。2023年，团队将其应用于反应精馏塔顶的甲醇-水气相混合物，渗透侧得到纯度99.5%的废水，渗余液循环回塔内继续反应，构建了甲醇的单塔循环，二氧化碳减排49.14%。

膜技术的潜力还在不断被挖掘，而另一条技术路线上，团队开始给反应器装上“智能大脑”。2025年，针对过氧化氢氧化二甲基硫醚制备二甲基亚砜的强放热反应，团队融合人工智能与NSGA-Ⅲ算法，通过Python调用AspenPlus生成数据集，训练XGBoosting代理模型替代机理模型，最终二甲基亚砜产率达99.38%，单位反应器体积放热量降至0.53kW/L，让反应器在保证产率的同时实现本质安全。

如今，“智能大脑”与“分子筛子”正走向融合。今年，团队创新运用Aspen-COMSOL协同方法进行多尺度径向反应器设计，在苯乙烯脱氢反应中让流体在床层内呈径向流动，床层压降显著降低，径向流动比例达到95%。从膜分离到AI赋能，从单点突破到系统集成，创新之路越走越宽。

科产教深度融合

培养“顶天立地”的化工英才

连续十五年特等奖的背后，是学校深厚的人才培养底蕴和产教融合的育人生态。

近年来，学校持续推进科产教融合育人，将产业需求深度嵌入人才培养全过程。学校与企业共同制定培养方案、合编教材教案，聘请产业导师与行业校友担任创业导师，让产业前沿技术与真实案例走进课堂；同时，构建“基础-专项-综合-创新”四层阶跃“智能+”实践体系，通过通识实践、专业实训、团队毕设与双创项目递进培养，提升学生在真实场景中的工程创新能力。

在这一育人生态的滋养下，化工学院依托材料化学工程全国重点实验室、国家特种分离膜工程技术研究中心等国家级实践平台，将产学研合作优势迁移赋能于人才培养全过程。据化工学院院长孙林兵介绍，学院将竞赛项目融入课程教学与毕业设计，引导学生围绕产业真实需求开展工程实践，通过竞赛历练，学生不仅系统巩固了专业知识，更锤炼了攻坚克难的意志与协同配合的团队精神。正如2021年特等奖团队成员周凯所说：“金万勤老师的一句话让我明白了为什么要学化工——‘化工人必须担负起为企业转型升级的重任’。这个信念支撑我一路走来。”

一直以来，学校持续巩固优势学科方向，深化学科内涵建设，加强新工科建设。从2012年到2026年，从异丙醇到苯乙烯，从膜分离到AI赋能，这份沉甸甸的特等奖“十五连冠”正是学校推动高等工程教育人才培养改革、不断提升人才培养质量的生动实践！

回顾十五年获奖时刻！

2012年