浙江大学化学工程与烯烃聚合课题组

12 2024-10

10-12/ 2024

课题组邀请康考迪亚大学叶志斌教授来院开展学术讲座

2024年9月24日，课题组邀请康考迪亚大学叶志斌教授来院开展名为“Developing Polymers for Electrochemical Energy Storage and Wastewater Treatment”的学术讲座。叶教授的研究领域包括有机电极材料、碳纳米材料、二维材料、聚合物、先进聚合技术等。叶教授进行学术分享本次讲座，叶教授详细介绍了课题组在聚合物能源材料制备与改性方面的一些研究工作，包括硝基芳香族化合物作为可充电锂电池的有机阴极材料、改性2D材料作为可充电镁电池阴极的超支化聚乙烯离聚物、两性离子薄膜复合膜用于处理含染料废水等。本次学术讲座吸引了来自浙江大学化工学院的众多师生参与，现场气氛热烈。叶教授与师生们进行了深入而热烈的交流讨论，使与会的师生们受益匪浅。此次报告不仅拓宽了与会师生在聚合物结构和新型乙烯离聚物等研究领域的学术视野，还激发了研究生们对科研的热情，取得了良好的交流效果。

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09-26/ 2024

课题组邀请香港科技大学高寒宇教授来院开展学术讲座

2024年9月20日，课题组邀请香港科技大学高寒宇教授来院开展名为“Al for Organic Chemistry: Synthesis Planning and Information Extraction”的学术讲座。高教授是化学工程与过程优化领域的知名学者，尤其在计算机辅助设计化学反应和材料性质等方面有着深入的研究。高教授进行背景介绍在本次分享中，高教授详细介绍了如何通过计算机辅助的方法优化有机合成反应路线，以及如何从大量化学数据中提取有效信息。他提到，随着人工智能技术的发展，有机化学家可以更加高效地设计和发现新的有机化合物合成路线，这对于药物开发、材料科学以及化学工业等领域都具有重要意义。高教授还分享了他的团队在图像化化学信息提取方面的最新研究成果。通过搭建深度学习网络，结合大语言模型，有效提高了图形化分子表达式的辨识准确率。现场师生就学术问题进行激烈探讨本次学术分享吸引了来自浙江大学化工学院的众多师生参与，现场气氛热烈，与会者对高教授的报告表现出浓厚的兴趣，并就相关学术问题进行了深入的交流和讨论。通过这次活动，不仅加强了浙江大学与香港科技大学之间的学术交流，也为参与的师生提供了一个了解人工智能在化学化工领域应用的最新进展的平台。

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09-26/ 2024

化学工程与烯烃聚合课题组 2024级研究生新生迎新讲座

为帮助新入学的研究生更好地融入新的学习、科研和生活环境，2024年9月18日晚，化学工程与烯烃聚合课题组开展了面向2024级研究生的迎新专题讲座。此次讲座由孙婧元老师主持。期间，王靖岱教授回顾了课题组近四十年的发展沿革，总结已取得的研究和技术成果，介绍了现阶段的攻关方向以及未来的发展目标。通过一个个生动案例的讲述，鼓励大家珍惜研究生时光，立志做难的、有挑战的事，多与优秀的人在一起，努力成就更好的自己。任聪静、黄正梁、孙婧元等老师为新生详细介绍了课题组在实验室安全、学术规范、成果奖励等方面的制度，并希望大家为共同建设好课题组贡献自己的力量。课题组还邀请了三名不同方向的高年级同学分享科研经验。博士生郭涛从自身科研经历出发，告诉新生科研就像坐过山车，既会经历高峰，体会科研带来的成就感，也会经历低谷，一定要摆正心态，学会适应科研生活，劳逸结合才能取得更好的成绩。硕士生张蒙恩则从文献阅读方法、表征手段运用等方面提出许多建议，并推荐不同的网课供新生学习参考，勉励新生多锻炼身体、快乐生活、快乐工作。博士生张池金从“如何做好文献阅读”和“如何写好科技论文”两个方面为新生提供了非常实用的方法，分享了文献分析追踪的工具，帮助新生快速获得与文献相关的论文知识图谱。此次迎新专题讲座，使新生们对即将开展的研究生生活和未来目标有了更清晰明确的认识，有效帮助他们快速完成从本科生到研究生身份的转换，更好地适应新工作、新生活，也激励了他们在全新平台上发挥更大的才干。

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09-05/ 2024

课题组廖祖维教授，任聪静教授，洪小东研究员，江家慧博士后赴马来西亚槟城参加2024年亚洲过程系统工程会议

2024年8月5-8日，亚洲过程系统工程会议在马来西亚槟城州隆重举行，课题组廖祖维教授，任聪静教授，洪小东研究员和江家慧博士后代表课题组参会。会议旨在促进各领域专家之间的合作与知识交流，推动高效、可持续和安全的工程解决方案的发展，并涵盖了广泛的主题，其中包括过程设计与控制、供应链管理、可持续性、安全性，以及人工智能和大数据在工程过程中的应用。任聪静教授在大会上报告的主题为“化学工业应用中的双相流参数声学检测” 。在会议上，任聪静教授展示了他们在化学反应器和管道中两相流声学检测方面的突破性研究。任聪静教授的报告重点介绍了由于缺乏有效的检测技术，理解复杂的两相流动态所面临的挑战。通过广泛的理论研究和工业实践，发现两相流产生的噪声信号中包含丰富的过程信息。利用自主开发的声发射检测系统，成功测量了这些声学信号，并通过多尺度分析方法提取了关键信息。该研究进一步结合机理模型和机器学习，建立了声学信号特征参数与流动结构之间的定量关系，为优化化学过程和反应器设计提供了新的见解。此外，洪小东研究员在大会上的报告主题为“自适应分区线性化全局优化算法及其在换热器网络优化中的应用”。换热器网络的优化通常被表述为一个非凸混合整数非线性规划（MINLP）问题，这类问题在包括化学工程在内的多个领域中都很常见。已经证明，换热器网络优化问题非确定性多项式难度非确定性多项式难度(nondeterministic polynomial-hardness (NP-Hard))问题中最具挑战性的之一。在多项式时间内获得最优解通常是不可行的。事实上，即便是获得可行解也可能面临重大挑战。解决MINLP问题的主要策略包括外部近似、空间分支定界（sBB）、和分支切割方法，这些方法分别对应典型的求解器如Dicopt、Couenne和Baron。分支定界和分支切割方法理论上具有实现全局最优的能力，但它们在改进下界方面通常进展缓慢。主要的挑战在于如何快速收紧松弛的MINLP解。为此，此项工作开发了一种自适应分区线性化全局优化算法，该算法适用于广泛的混合整数线性规划（MINLP）问题，并特别定制以应对换热器网络问题的独特特性。该算法通过求解一系列的MILP和NLP子模型来实现全局最优。其中江家慧博后的汇报主题为“释放P2X能源规划中过剩可再生能源的潜力”。随着工业化和城市化的加速发展导致了碳排放的显著增加，这促使全球向可再生能源转型，以缓解气候变化。将可再生能源整合到现有电力系统中带来了机遇和挑战，尤其是由于其间歇性特性，这可能影响剩余负荷和电力系统的稳定性。Power-to-X（P2X）技术作为一种有前景的解决方案，能够以多种形式存储和利用过剩的可再生能源。此报告提出了一种系统的P2X能源规划方法，并通过中国的一个案例研究来验证所提出框架的有效性。这项工作通过蒙特卡罗模拟模型评估中国各地区的可再生能源交易和非交易两种情景，并在此步骤中确定有利的情景。通过蒙特卡罗方法生成不同可再生能源增量比率下碳减排的概率密度函数。接下来，通过在给定置信水平下的在险价值分析（Value-at-Risk, VaR）确定最佳的可再生能源增量比率，以确保达到碳减排目标。最后，实施敏感性分析，评估各种不确定因素对碳减排结果的影响，以明确每个不确定因素在P2X能源规划中的重要性。通过所提出的框架，在允许可再生能源交易的中国案例研究中，确定了总共需要增加的可再生能源，以实现整体碳减排目标。研究结果表明，P2X技术在实现碳减排目标方面的有效性，并提供了不同不确定性风险状况及其稳健性的见解。

26 2024-08

08-26/ 2024

课题组硕士生林美金、寿洲鹏参加中国过程系统工程年会

2024年8月24日，课题组学生林美金、寿洲鹏前往大连参加过程系统工程2024年会（以下简称“PSE年会”），并在会议上做报告。其中林美金同学报告的主题为“耦合分子指纹和拓扑指数的图神经网络预测氢氟烯烃的热力学性质”，主要探讨了通过耦合分子指纹和拓扑指数的图神经网络（FP-TI-GNN）来预测氢氟烯烃（HFO）的热力学性质的研究。报告首先介绍了有机朗肯循环（ORC）作为废热回收技术的潜力，并指出目前工质存在的温室效应问题以及新型氢氟烯烃工质开发的必要性。研究内容涵盖了通过构建包含大量分子物性的数据库，并利用FP-TI-GNN模型预测氢氟烯烃的关键热力学性质，如临界温度、临界压力和偏心因子等。实验结果表明，该模型具有较高的预测精度，能够有效应用于新型氢氟烯烃工质的设计。最后，PPT总结了研究的贡献，并展望了未来在ORC循环中进一步优化工质选择的研究方向。寿洲鹏同学汇报的主题为“大时滞系统的两阶段专家指导强化学习控制器训练策略”，主要探讨了在大时滞系统中，通过专家指导的两阶段强化学习训练策略来优化控制器性能。首先，介绍了时间延迟问题在工业控制中的挑战性，传统的控制方法如预测控制和时滞补偿虽然能部分解决问题，但在复杂动态环境中效果有限。为此，研究提出了一种新策略，即在第一阶段引入PID控制器作为专家，帮助DRL控制器快速学习基础控制策略，以适应复杂的系统动态；第二阶段则通过逐步增加训练难度，使DRL控制器超越专家，获得更优的控制效果。通过工业案例中的实验验证，该策略在应对大时滞问题时表现出显著优势，特别是在复杂工业场景下，其性能远超传统PID控制器。同时，还探讨了多阶段训练方法的不足，强调了两阶段训练策略的有效性。最后，总结了该策略在大时滞系统中的成功应用，并展望了未来在其他工业领域的应用潜力。 8月25日进入到大会的颁奖阶段，林美金同学荣获2024年PSE年会“优秀论文一等奖”。

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08-26/ 2024

【转发】我组王靖岱教授受邀参加大连化物所储能技术研究部举办的学术报告会

https://mp.weixin.qq.com/s/h-ydQNtvyYvxWjM3W98jtA 2024年8月19日下午，大连化物所储能技术研究部（DNL17）邀请浙江大学王靖岱教授，于会议中心2F成功举办主题为“聚合反应器时空结构调控与聚乙烯产品的高性能化”的学术报告会。本次报告会由储能技术研究部（DNL17）李先锋研究员主持。聚烯烃是国民经济建设和日常生活必不可少的重要基础材料和战略物资。然而,高端聚烯烃生产的核心技术长期被国外石油公司掌握,致使我国聚烯烃行业的发展严重受制于人。复杂多级结构是聚烯烃的最显著特征。精准设计和定向排列聚烯烃多级结构,能够实现聚烯烃产品的高端化、差异化、多元化。随着金属有机催化理论的迅猛发展,人们从配体结构、金属活性中心设计等出发大大增强了对聚烯烃多级结构的调控能力,使得更多性能优异的新产品设计成为可能。与此同时,以多反应器串联工艺为代表的聚合工艺创新显著提高了产品结构调控的灵活度,极大推动了新产品开发的进程。然而,如何实现催化剂与聚合反应器及工艺的协同匹配,实现新技术从实验室走向工厂,仍是产品高性能化所面临的严峻挑战。王靖岱老师课题组以聚烯烃多级结构的定制为目标,以聚合反应器内催化剂颗粒所经历的时空微环境(温度场、浓度场和流场)调控为核心,通过设计新型聚合反应器、工艺流程及, 最大限度地发挥聚合工艺和催化剂对聚烯烃多级结构的耦合调控作用,解决聚烯烃生产的工程化问题，保障反应器的长周期稳定运行,最终实现高性能产品的定制化、规模化生产。王靖岱教授向我们介绍了三代流化床聚乙烯工艺技术，第一代气相法聚乙烯工艺，产品涵盖钛系、铬系、茂金属催化剂生产的全密度聚乙烯产品。第二代气液法聚乙烯工艺，通过侧壁喷液构建多温区流化床反应器，生产高性能LLDPE膜料。以及第三代ALL-PE聚乙烯工艺，采用环管反应器-流化床直连短流程工程，生产用低缠结UHMWPE原位增强的HDPE和双峰聚乙烯。讲座结束后，王靖岱教授耐心解答与会老师和同学的提问，重点就气液法流化床生产过程监控系统和气液法的普适性等方面，展开了深入的学术讨论，为与会者提供了宝贵的学术指导和深刻见解。通过本次报告，与会者对聚合反应工程等领域有了更为全面深刻的理解。

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08-20/ 2024

课题组邀请英属哥伦比亚大学曹彦凯教授做学术讲座

英属哥伦比亚大学化学与生物工程系的曹彦凯教授于2024年8月13日下午在我校进行一场题为“Towards Interpretable AI for Chemical Engineering”的学术讲座。曹彦凯教授是机器学习、大规模优化、能源系统和过程控制领域的杰出学者，他的研究在解决复杂决策问题方面具有重要影响。此次讲座围绕“大规模局部和全局优化算法的设计和实现”展开，旨在探讨如何通过数学技术和新兴高性能计算硬件来实现计算可扩展性，以应对前所未有的复杂问题。曹教授的研究团队近期开发了一种新的全局优化算法，能够处理多达10亿个样本的k中心聚类问题，这在无监督学习任务中是一个巨大的突破。曹彦凯教授的研究不仅在理论上取得了显著进展，而且在实际应用中也展示了其强大的潜力。在能源系统和过程控制领域，设计的优化算法可以有效提高系统的效率和稳定性，曹彦凯教授的工作还涉及并行计算技术，进一步提升了算法的执行速度和可靠性。课题组师生就曹彦凯教授的讲座内容进行了热烈讨论和交流。此次讲座加强了浙江大学化学工程与烯烃聚合团队与英属哥伦比亚大学的交流与合作。通过这次交流，双方在机器学习、随机优化和最优控制等不同决策范式中找到更多的合作机会，共同推动相关领域的研究与发展。