李群生

男， 北京化工大学， 教授/研究员/教授级高工或同等级别

学习/工作经历

1979.09–1983.07 河北工业大学化工系过程装备与控制工程专业，本科生，获学士学位
1984.09–1987.06 天津大学化工系化学工程专业，研究生，获硕士学位
1987.07–1997.06 北京化工大学化学工程学院，助教、讲师
1997.07–2003.12 北京化工大学化学工程学院，副教授
2000.09–2003.06 北京化工大学化学工程与技术专业，获博士学位
2002.10–至今 北京化工大学化学工程学院，教授（2004 年起任博士生导师）
2007.10–至今 北京化工大学传质与分离工程研究中心，主任
2007.12–2008.06 美国华盛顿州立大学，访问学者、客座教授
2021.04–至今 集成电路高纯化学品制备技术教育部工程研究中心，主任

研究领域和兴趣

化学工程，主要从事传质与分离工程、精馏技术与装备开发研究；聚焦芯片用高纯 / 超高纯电子化学品（硅基材料、电子特气、湿电子化学品、光刻胶原料）及高端化学品的分离提纯理论与工业化应用。

主要业绩

李群生教授近40年来长期在化工分离纯化领域一线从事基础科学、新技术及产业化研发工作，围绕芯片用高纯电子化学品和高端化学品"卡脖子"国家重大需求，通过理论创新→技术研发→工业示范→工程应用贯通式研发，聚焦化工分离纯化关键问题，走"核心精馏创新+多种分离耦合开发"技术路径，取得系统性原创成果。
一、首创多项高效精馏提纯关键技术，构建电子化学品提纯技术体系和产品体系，打破国外垄断。
（1）研创高效抗堵FGVT系列塔板。塔板和填料是精馏分离的核心。针对非清洁物系精馏中传统塔板气液分布不均、效率低、操作弹性小的难题，提出通过优化塔板导向孔、浮阀孔、筛孔促进气液均布的思路，创建"FGVT"（Flow-GuidedValveTray，气流推动）模型，研发多孔协同的FGVT系列塔板，分离效率比日本先进的新垂直筛板高16%–23%，俄罗斯门捷列夫化工大学拉维切夫教授评价其"压降更小、效率更高"。应用该技术，在江苏中能率先建成3000吨/年纯度达99.99999999%（10N级）高纯硅装置，纯度比美国REC的9N级高出一个数量级，能耗仅为其50%，扭转了我国以约1万元/吨出口99%粗硅、再以约350万元/吨进口高纯硅且受制于人的严峻局面。
（2）发明高效率大通量BH系列规整填料。针对清洁物系电子化学品精馏中填料表面液膜易老化、分离效率低的难题，研究填料折线变化促进液膜表面更新与传质规律，建立"液膜扰动"模型，发明多段折线流道促进液膜更新的BH型规整填料，分离效率比瑞士苏尔寿填料高33%–57%。在安徽亚格盛率先生产出7N级电子级乙硅烷（价格1500万元/吨，打破3000万元/吨进口垄断），已稳定供应中芯国际、长江存储等用于7nm先进制程芯片，国内市场占有率达55%并大量出口；在中化蓝天、华特生产出6N级六氟丁二烯、六氟乙烷等电子特气，指标优于日本KantoChemical的5N级。
（3）发明RDU超高效散装填料成套技术。针对特种电子化学品要求杂质极低的难题，提出边界层分离强化传质思路，首创"边界层运动"数学模型，采用3区域6表面增强传质方法，发明含环壁面波纹角组、伞形喇叭口等四大创新结构的超高效散装填料，理论板数比德国压延孔环填料高32%–47%；同时研创特殊酸洗钝化、特材真空衬里技术消除二次污染。在玉溪铯铷精馏出7N级铷和铯（价格85万元/千克），供应航天五院用于北斗卫星量子频表芯片；在山东海科生产电子级碳酸二甲酯，在联合蓝海制造无氰镀金液（用于14nm以下先进制程芯片金属连线，粗糙度优于日本田中贵金属）；在西安吉利生产电子级盐酸供应三星先进制程。
二、发明高粘度物料分离提纯关键技术，攻克高粘度高端化学品精馏的行业公认重大难题。
聚醋酸乙烯（PVAC）等物料粘度高达5万厘泊，精馏时物料流动与气液传质极端困难。针对高粘易堵、难分离的世界性难题，提出从导向孔水平喷出的气体将动量传递给液体、推动塔板上高粘物料按均匀活塞流流动的思路，创建"活塞流"模型，发明高效导向筛板分离提纯关键技术，分离效率提高14%–33%。在湖南湘维高粘PVAC精馏中，原约3个月停车一次（易引发前序聚合釜爆聚乃至爆炸），采用该技术连续运行十余年不堵塞停车，醋酸乙烯杂质含量由1200ppm降至200ppm以下，优于美国800ppm水平，国内同类项目占有率80%以上。2009年向美国华盛顿州立大学转让平台性高粘精馏技术装备，被聘为客座教授。在上海彤程生产的光刻胶原料PTBS纯度达99.9%、水分<30ppm，优于日本TCI公司99.8%、水分<50ppm。
三、发明精馏与结晶、吸附、膜分离、光反应等耦合关键技术，实现难分离物系高纯突破。
针对同分异构体物系传统精馏纯度低、能耗高的难题，研究结晶塔内重结晶、发汗、逆流洗涤、萃取等机理，原创连续多级逆流分步结晶技术与装备，实现精馏-多级结晶高效耦合，在邻/对硝基氯苯、邻/对二氯苯、邻/对甲酚等物系得到99.9%以上高纯产品。针对共沸体系，发明"双脱轻脱重+机动精馏-精密过滤膜分离""热耦合精馏-活性氧化铝吸附-超滤/纳滤膜分离"耦合工艺，生产出8N级电子级三氯氢硅（优于信越化学6N级）。发明精馏-紫外光反应耦合除杂技术，利用特定波长紫外光激发氯自由基精准转化杂质，以光反应替代高温高压反应，生产出9N级光纤级四氯化硅，达到国际领先水平。
四、研创五大类15项节能新技术，推动绿色低碳制造。
创建"级间传质"通用数学模型和能量回收最大化"MEU"模型，研创多维度多相精馏、多阶梯传热、四层面全流程热集成等节能技术。在河南尚宇电子级三氯氢硅装置与德国西门子相比节能42.3%；在中石化、中国中化、美国WSU等国内外30多家单位成功应用，近三年累计节能20.3万吨标煤、减碳102万吨。
作为教育部"集成电路高纯化学品制备技术"工程研究中心主任、中国化工学会高纯化学品工艺与装备专委会主任委员，培养硕博研究生98名，为本科生、研究生主讲必修课4门，3次获评北京化工大学优秀班主任。任第八、九届国际化工分离技术大会主席，作国际会议特邀报告13次。以第一完成人获国家科技进步二等奖2项（2004、2020）、中国专利奖金奖1项（2022）、日内瓦国际发明金奖1项、省部级科技进步/技术发明一等奖12项，当选国际欧亚科学院院士、英国皇家化学会会士，获何梁何利奖、光华工程奖、全国创新争先奖等。

代表成果

1. 李群生，王韬，代成娜，雷志刚，Hydrodynamics of novel structured packings: An experimental and multi-scale CFD study，Chemical Engineering Science，143（2016），23–35，DOI：10.1016/j.ces.2015.12.014
2. 李群生，胡南，张疏萍，吴清鹏，亓军，Energy-saving heat integrated extraction-azeotropic distillation for separating isobutanol-ethanol-water，Separation and Purification Technology，255（2021），117695，DOI：10.1016/j.seppur.2020.117695
3. 李群生，张满霞，汤效飞，李仑，雷志刚，Flow-guided sieve-valve tray (FGS-VT) – A novel tray with improved efficiency and hydrodynamics，Chemical Engineering Research and Design，91（6）（2013），970–976，DOI：10.1016/j.cherd.2013.01.004
4. 李群生，李洋，任钟旗，薛嘉星，FGP 型填料的开发及在甲醇精馏节能减排中的应用，《化工学报》，72（12）（2021），6232–6240，DOI：10.11949/0438-1157.20211048
5. 李群生；一种高效传质分离散装填料结构；2020 年申请，申请号 ZL202010476406.2；2021 年批准，专利号 ZL202010476406.2（获 2022 年中国专利奖金奖）
6. 李群生；高效导向筛板塔；2001 年申请，申请号 ZL01134859.3；2004 年批准，专利号 ZL01134859.3
7. 李群生；丝网波纹填料；2004 年申请，申请号 ZL200410080055.4；2007 年批准，专利号 ZL200410080055.4
8. 李群生；一种电子级乙硅烷的连续生产制备系统及其生产工艺；2022 年申请，申请号 ZL202210538469.5；2022 年批准，专利号 ZL202210538469.5
9. 李群生，传质分离理论与现代塔器技术，化学工业出版社，2016 年，北京
10. 李群生，吴清鹏，高纯度化学品精馏制造关键技术，化学工业出版社，2023 年，北京

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