超重力反应器的专利分析

杨平 何方 朱晨

摘 要 超重力反应器利用旋转产生的离心力来加快反应/分离效果，采用高速旋转的超重力反应器可极大强化传质过程，由于微型化、高效节能、产品高质量和易于放大等显著特征，超重力技术已成为最受关注的化工过程强化技术之一。本文从专利的角度分析目前超重力反应器的研究概况。

关键词 超重力;旋转床;专利分析

在超重力环境下，强大的剪切力将液相物料撕裂成微小的膜、丝和滴，相间传质速率比传统的塔器中提高1-3个数量级，分子混合和传质过程得到高度强化。因此，超重力技术被认为是强化传递和多相反应过程的一项突破性技术。超重力反应器的核心部件为一个高速旋转的环状转子，转子内由塔板或填料组成，形成气液相接触的表面通道。液体从伸入转子中心的液体分布器引入，经分布后喷向转子内缘，在离心力作用下向外甩出。气体由转子的外缘进入转子，依靠气体气压，由外向内与液体接触[1]。目前，超重力技术已经广泛应用于化工、材料、环境、能源等领域，并在高端化学品生产、纳米材料制备、硫酸工业尾气脱硫、油田注水脱氧等方面实现了工业应用，体现了广阔的应用前景[2]。本文通过采用incopat专利数据库对关键词进行了检索，从专利角度分析目前关于超重力反应器的研究现状。

1趋势分析

经过检索，相关领域专利共4331篇，从图1可以看出，在2007年之前，相关领域的专利申请量较少，2007-2016年之间，每年的专利申请量整体呈平稳上升趋势，2017年开始到现在，申请量有所下降，这也反映出该领域的研究已日趋成熟。

2技术分析

如图2所示，根据对IPC分类号的统计可知，超重力反应器目前主要集中在分离（B01D）、化工方法和设备（B01J）、水处理（C02F）、有机化学（C07C）、无机化学（C01B、C01F）、石化工业（C10B、C10G）等领域，表明超重力技术应用领域较为广泛。

通过对专利公开的国别进行统计，得出目前的申请量我国占比70.21%、美国占比9.29%、韩国占比4.79%，表明我国在该领域投入了大量研究，是该领域研究的主要贡献者，同时表明，相比其他国家而言我国对该领域的研究更为重视。

3申请人分析

超重力反应器领域全球主要申请人排名如图3所示，该领域申请量排名前十位的申请人均为中国高校、企业或科研单位，表明我国对于超重力技术领域的关注度最高。经过统计，我国的申请量中企业占比53.01%、高校占比35.57%、个人占比6.79%、科研单位占比4.37%，表明超重力反应器领域在基础研究及工业应用方面均得到重视，具有广泛的应用前景。

申请量排名前三的分别为：北京化工大学、中国石油化工股份有限公司、北京神雾环境能源科技集团股份有限公司，其中，北京化工大学设有超重力教育部工程研究中心，成立于1991年，专门从事超重力技术基础和应用研究，目前已采用超重力技術成功生产出纳米碳酸钙、纳米药物、纳米分散体、丁基橡胶等产品，并将该技术用于工业尾气中SO2脱除、废水中的挥发性有机物脱除、炼油厂酸性气中H2S脱除、生物发酵中的氧化、生物降解高分子等工业过程[1]。

4法律及运营分析

通过统计得到，目前超重力反应器领域有效专利占比53.5%，失效专利占比25.69%，在审中专利占比20.82%，该领域有效专利占比较高，表明该领域整体创造性水平较高，研究成果值得肯定。在需要进行专利布局和运营时需重点关注有效专利及在审专利情况，分析当前已获得实质性保护的内容，整体掌握专利的权利保护和潜在风险情况，并预测技术的发展方向和未来的市场应用前景。

5结束语

通过以上的分析可以看出，超重力反应器技术的研究目前已趋于成熟，在国内科研及工业应用方面均受到广泛重视，并取得了较为可喜的研究成果，如何进一步拓展超重力反应器的应用领域可能是未来可以考虑的研究方向。

参考文献

[1] 张龙，贡长生，代斌.绿色化学（第二版）[M].武汉：华中科技大学出版社，2014：363-364.

[2] 邹海魁，初广文，向阳，等.超重力反应强化技术最新进展[J].化工学报，2015，（8）：2805-2809.