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laosi509至尊木虫 (文坛精英)
美特斯邦威：不加寻常班！
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石油炼制催化技术呼唤创新！
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大家都知道石油对于我们生活的重要性，石油能提炼各种不同类型的液体，能使各种交通工具，机器，机械行驶，工作，转动，使人类社会得以发展前进。并且石油是不可再生的资源．因此，石油炼制显得格外重要！转贴一些有关石油炼制催化方面的知识． ［转贴］ 石油炼制催化技术呼唤创新 据了解，世界炼油工业在21世纪将面临原油资源、产品结构、产品质量、生产成本以及环境法规等带来的更加严峻的挑战，这使本已微利的炼油工业负担日益沉重。那么，在这种严峻的形势下，中国的炼油企业应如何提高自己的市场竞争力？扩大利润空间？实现可持续发展？带着这些问题，记者日前走访了我国著名的石油化工催化剂专家、两院院士闵恩泽。 采访一开始，闵院士便将石化行业严峻的形势告诉了记者。他说，在经济全球化的今天，国外石化企业以商品来占领中国市场，还在中国大量申请专利，垄断知识产权。中国的炼油企业要想提高自己的市场竞争力，就必须坚持不懈地进行技术创新。催化技术是石油炼制和石油化工工业中广泛采用的加工工艺，其技术创新的能力，对于整个石化行业技术水平的提升具有特别重要的意义。 利用已有知识和经验 以技术创新 如何进行技术创新？闵院士告诉记者，技术创新中新构思形成有多种多样的途径，如受文献的启发、实验中的偶然发现、其他领域概念的移植等等，这样利用已有的知识和经验是技术创新的途径之一。他举例说，催化裂化是炼油工业的骨干工艺，其中所用的分子筛裂化催化剂发明于20世纪60年代，被誉为“60年代炼油工业的技术革命”。1956年，美国的C．J．Plank等人认为，理想的裂化催化剂应是一种活性中心可以控制的、孔径要比裂化原料分子稍大的中孔催化剂。在催化剂的制备方面，他们吸取了文献中“利用分子模板制备硅胶吸附剂”的概念，试制了分子筛和硅铝凝胶，催化裂化性能评价结果十分令人鼓舞。后来他们将科研工作集中在水热稳定性较好的分子筛催化剂上，通过大量研究工作，最后发明了小球稀土―X型分子筛裂化催化剂。 技术新构思的形成有时也会源于实验中的偶然发现，闵院士接着举例说：异丁烷／丁烯烷基化反应的发现就是这样。异丁烷／丁烯烷基化是生产高辛烷值汽油组分的重要工艺。1930年法国H．Pines在美国工作期间，采用浓硫酸磺化法测定热裂化汽油的不饱和烃含量时，意外地观察到油品与浓硫酸磺化反应后生成的油层在冰水中长期放置后增多了，他怀疑在硫酸层中必定有深入的重排反应发生。后来对这一现象进行了系统研究，发现了异丁烷／丁烯的烷基化反应，为发明异丁烷／丁烯烷基化新工艺奠定了基础。 其他领域概念的移植，也可以促成重大的发明。催化重整就是一个例子。催化重整是提高直馏汽油辛烷值和生产芳烃的重要过程。1935年美国V．Haensel在暑假临时工作中，参与开发能长期运转的催化重整催化剂新工艺的研究。当时催化重整用的是Cr2O3／Al2O3催化剂，需要频繁再生。经过几周试验后，毫无结果。这一短暂的经历使他了解到开发这个催化重整新工艺的重要性，为他后来发明铂重整工艺播下了种子。1937年他毕业参加工作后，在分析化验样品中，通过一个铂／活性炭催化剂使六元环烷烃脱氢，使他受到启示，设想是否能将分析化验方法中的铂催化剂来作催化重整催化剂。经过一段曲折的过程，才发现一种含氟氧化铝载体的铂催化剂，可以大幅度提高汽油辛烷值，又能长期运转，这就为铂重整的开发奠定了基础。经过大量研究开发，1949年开发成功了铂重整新工艺。 多年来，中石化石油化工科学研究院广大科技人员，也正是利用已有的知识和经验去技术创新，开发成功一批具有国际先进或领先水平的工业化成果，如重油催化裂化制氢烯烃、RN－1低压加氢精制催化剂、ZRP分子筛、喷气燃料缓和加氢脱臭工艺、多产异构烃催化裂化工艺等。 开展导向性基础研究 积累新科技知识 在科技知识突飞猛进的今天，石化企业怎样才能在激烈的市场竞争中立于不败之地？闵院士的看法是：必须在新的科技知识基础上，有原始性创新，取得跨越式技术进步，形成一些新生技术率先进入市场，带来压倒优势以获得丰厚利润。应该围绕企业的核心业务，选择有关的科技前沿，开展导向性基础研究，寻找和积累新科技知识，形成全新的、富有创造性的新构思来开发新技术，这就是原始性创新的技术进步。这种创新，依靠已有科技知识和经验的应用，往往难以实现。总结国外的经验和我们的实践，开展导向性基础研究进行原始性技术创新的关键首先是选择好与核心业务有关的科技前沿领域来开展研究。 如何去选择这些科技前沿领域呢？闵院士向记者回顾了历史：20世纪70年代，出现了一种命名为ZSM－5新型分子筛，由于其独特的孔道结构，对许多有机催化反应都表现出择形催化作用。美国美孚石油公司利用ZSM－5分子筛的这一择形催化特性，从70年代以来在重整、脱蜡、异构化、歧化等领域开发了一系列具有原始性技术创新性的催化新工艺。可见，一种新催化材料的发现，能形成多种原始性创新的技术，率先以压倒优势占领市场，并对石化工艺和产品带来广泛和深远的影响。80年代，意大利埃尼集团发现了一种钛硅分子筛新催化材料，采用过氧化氢为氧化剂，首次把分子筛的应用从过去只能用于酸催化反应，扩展到烃类催化氧化。这一发现还实现了烃类氧化的“原子经济”反应，即原料中的每一个原于都进入产品，实现废物“零排放”。目前已在苯酚氧化制苯二酚、丙烯环氧化制环氧丙烷和环己酮氨氧化制环己酮肟中工业应用。由此可见，新催化材料是一个重要的科技前沿领域。 80年代以来，中石化石油化工科学研究院在新催化材料领域也广泛与学术界合作开展了研究，包括超强酸型负载磷钨杂多酸、中空结构的钛硅分子筛、骨架非晶／纳米晶镍合金、纳米B分子筛复合材料等，并已取得长足进展，正在工业上陆续开始应用，其中骨架非晶／纳米晶镍合金的研究取得突出成果。将冶金工业中的骤冷法制备非晶态合金与催化剂制造方法集成，进行不同学科交叉，经过14年的努力，终于开发成功一种骨架非晶／纳米晶镍系合金催化剂，它对各种不饱和官能团加氢活性显著高于多年来工业上普遍使用的骨架镍催化剂。目前这种催化剂已有一系列工业生产的品种，并已经应用于己内酰胺后加氢、医药中间体加氢等工艺过程中。 闵院士说，上述历史经验对我们的启示是：新催化材料是创造发明新催化剂和新工艺的源泉。因此，21世纪在石油炼制和石油化工催化技术中要有原始性创新，必须密切结合核心业务，选择一些新兴催化材料来开展研究，这样不但能对多种催化剂和工艺过程产生影响，形成原始性创新的机会也较多。目前国内外已开展研究的新兴催化材料有：纳米分子筛、介孔分于筛、过渡金属氮化物／碳化物／磷化物、离子液体等。这是21世纪我国石油炼制和石油化工催化技术原始性创新的希望。 技术创新转化为生产力 在采访结束前，记者提出了如何把原始性创新转化为生产力的问题。闵院士认为这问题提得很好。他讲了中石化正在组织进行的中石化巴陵石化分公司十条龙攻关项目“己内酰胺生产成套新技术”开发中的感受。这项成套新技术中包括有采用原子经济反应实施废物“零排放”的环己酮氨氧化制环己酮肟，非晶态合金磁稳定流化床加氢精制己内酰胺，环己烷仿生催化氧化等原始性创新，工业装置正在运转或建设中，计划2004年形成14万吨／年规模，这样几种相关工艺的集成，大大提升了我国己内酰胺产品的竞争能力。 闵院士认为，在进行技术创新的过程中，我们要注重“产、学、研”的结合。因为石化行业的重大技术问题一般都是十分复杂的，最终的解决往往需要多学科的联合作战，一个来自基础研究的创意真正转化为能够为企业带来效益的现实产品，必须要大学、研究机构、企业之间的密切合作与互动。其中的以企业作为创新的基地主要出于以下考虑：企业技术人员由于熟悉生产操作和具有丰富的实践经验，对原有技术的缺点比较清楚，能对新技术的开发提出有益的建议；通过合作开发，企业了解到有关技术的国内外进展，使企业的技术人员得到锻炼，同时，参加科学基金的重大项目研究也是一种精神上的认可和激励，企业不仅是提供试验场，还利用自身人、财、物的优势，可以为新技术研究开发提供强有力的硬件支撑。“产、学、研”的结合，不仅可以实现优势互补，互惠互利，更重要的是科研院所人员可以了解市场动向和企业对新技术的要求，调整研究思路，不断帮助企业技术创新，加快新技术的开发进程。 最后，闵院士讲：从基础研究到工业化，要以企业为创新基地，针对关键技术的原始性创新，组织“产、学、研”开展导向性基础研究，然后应用研究和开发，直至工业化。 [ Last edited by nxl5096224 on 2007-6-3 at 11:15 ] |
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