新華社北京1月9日電(記者李斌、吳晶晶)在世界化工領(lǐng)域沿用了80多年的傳統(tǒng)催化劑材料和反應(yīng)技術(shù)在我國實現(xiàn)突破。我國石化科技工作者歷經(jīng)二十年研究開發(fā)的“非晶態(tài)合金催化劑和磁穩(wěn)定床反應(yīng)工藝的創(chuàng)新與集成”項目推動了世界化學(xué)工業(yè)技術(shù)的跨越式進步,獲得了2005年國家技術(shù)發(fā)明獎唯一的一等獎。
“20多年來,世界范圍內(nèi)非晶態(tài)化工催化劑的相關(guān)研究始終徘徊不前,我們的研究完全打破了傳統(tǒng)化工催化劑和反應(yīng)技術(shù)的科學(xué)基礎(chǔ)和技術(shù)基礎(chǔ),將晶態(tài)結(jié)構(gòu)非晶化,采用磁場控制催化劑,并實現(xiàn)了工業(yè)化應(yīng)用,使我國在這一領(lǐng)域走在了世界的最前列。”項目的第一完成人、中國石化集團公司石油化工科學(xué)研究院宗保寧博士說。
在化工領(lǐng)域,催化劑是核心,反應(yīng)工程是基礎(chǔ)。1925年美國科學(xué)家雷尼發(fā)明了晶態(tài)型的雷尼鎳催化劑后,一直應(yīng)用至今。這種催化劑制造過程污染環(huán)境,催化性能低,而且與之相配的釜式反應(yīng)器反應(yīng)效率低、分離困難。上世紀80年代以來,非晶態(tài)催化劑材料的研究一直是國際上的熱點,但由于其技術(shù)難點始終未能突破,所以國內(nèi)外一直沒有實現(xiàn)工業(yè)化應(yīng)用。
上世紀80年代中期,在侯祥麟、閔恩澤院士的推動下,非晶態(tài)合金的研究被納入石油化工科學(xué)研究院基礎(chǔ)研究的重點。科技人員經(jīng)過十多年的攻關(guān),最終攻克了非晶態(tài)合金催化材料比表面積小、熱穩(wěn)定性差等難題,使之成為實用的工業(yè)催化劑。而全新的磁穩(wěn)定床反應(yīng)工藝技術(shù)也實現(xiàn)了空速比傳統(tǒng)的固定床提高5至10倍,應(yīng)用裝置體積是同處理量固定床的五分之一,催化劑消耗量下降70%左右,并極大強化了反應(yīng)過程。
2003年中石化石家莊分公司建成了世界第一套磁穩(wěn)定床工業(yè)裝置。非晶態(tài)合金催化劑和磁穩(wěn)定床反應(yīng)工藝成功替代了原來投資高、消耗高的國外技術(shù)和催化劑,產(chǎn)品的優(yōu)級品率達到100%,催化劑的消耗也明顯降低。目前這一技術(shù)已申請了國內(nèi)發(fā)明專利41項,國外專利4項,形成了完整的自主知識產(chǎn)權(quán)保護網(wǎng)。
據(jù)宗保寧介紹,現(xiàn)在正在進一步對這項技術(shù)進行拓展研究,開展合成氣制液體燃料、生物柴油中脂交換反應(yīng)和選擇性加氫反應(yīng)等實驗室研究,“這項技術(shù)有望成為生產(chǎn)替代能源的核心技術(shù),使我國在國際學(xué)術(shù)和技術(shù)前沿占有一席之地。”(完)