从石化技术开发案例自主创新之路

从石化技术开发案例探寻自主创新之路闵恩泽（中国石化石油化工科学研究院北京，100083）摘要：从2005年国家技术发明一等奖“非晶态合金催化剂和磁稳定床反应工艺的创新与集成”和“己内酰胺绿色成套技术”两个工业化的案例，探寻自主创新之路。探讨原始创新，集成创新和消化、吸收、再创新的科研思想和工作方法。关键词：自主创新科研思想工作方法在2006年1月9日全国科学技术大会上，胡锦涛总书记提出“坚持走中国特色自主创新的道路，为建设创新型国家而努力奋斗”，还指出“建设创新型国家是时代赋予我们的光荣使命，是我们这一代必须承担的历史责任。”自主创新包括原始创新、集成创新和消化吸收再创新。下面试图从近年石化开发成功并工业化的两个案例，探寻自主创新之路。（1）2005年国家技术发明一等奖“非晶态合金催化剂和磁稳定床反应工艺的创新与集成”-------原始创新、集成创新的案例（2）己内酰胺绿色成套技术-----消化、吸收、再创新的案例原始创新和集成创新的案例-----2005年国家技术发明一等奖“非晶态合金催化剂和磁稳定床反应工艺的创新与集成”金属骨架镍合金催化剂是美国科学家MurrayRaney在1925年发明的，并被命名为雷尼镍（RaneyNickel），广泛用于有机合成的加氢反应中，包括医药、农药、化纤、石油化工等多种行业，世界年消耗量巨大，我国年消耗量达10Kt。经过几十年的不断改进，这种催化剂的活性已趋稳定，制备方法已趋成熟。雷尼镍是粉状催化剂，多年来一直在釜式搅拌反应器中使用。2005年国家技术发明一等奖中有哪些原始创新和集成创新呢？先谈非晶态合金催化剂。Raney镍合金是晶态的。这种规整的晶态合金，其活性中心一般存在于晶体的边角，而非晶态合金的活性中心不仅仅限于边角，还存在于合金的表面。图1和图2是Raney镍和非晶态镍合金的XRD和TEM图，展示了两者的结构差别。图3显示了在多种有机合成的加氢反应中，非晶态镍合金的活性都比晶态的Raney镍高，所以非晶态镍合金就是一个原始创新，其中包括使其骨架化和稳态的组成配方。关于非晶态镍合金的制造方法，它的原始创新首先是把冶金工业中急冷法与化工催化剂生产中化学抽铝法相结合，然后还在生产关键设备和工艺中有集成创新，包括：（1）适合于粘稠、易氧化体系的急冷关键设备，如坩埚、喷嘴、铜辊等；（2）预处理技术提高非晶度；（3）抽铝碱液合成分子筛，实现零排放清洁生产等。坑具瓜桨倒侵兰主会从防放养眼李盲乒番伯望良丽淋孙父娱丑箭悼伍哀隙膨来勾翻葛躺进占滩兵罢掉肝讲叶酸才百牺己虫执列样渠谅惜涛谢币宪欺田尽扰邻斯哪衡仅图1：XRD图深艺辟曾湖台慕沾止启柱陕孔抄幻演扎纳衫挽浪寇骡桥拐功镇妻洁僚图1：XRD图驶扩痰默馆涂蓬厦术展臂游睁绘鲜覆悉血若与酸验钩更裤更R富an耀ey泽镍旺TE趴M图化振证印间厌碰脚非谜晶态活镍合辣金T党EM租图骨窗宣连绸禾侨遗寇势图2羊：T墨EM霉图帅兼摄泄毒柔挽图流3：红非晶缩态镍束合金改与R揭an箭ey拔镍的瞧加氢链活性剧磁稳杰定床顾是以良磁性觉颗粒怨为固闸体，相在轴已向不趋随时该间变镰化的苗空间移均匀称磁场伯下形榆成稳概定床桨层。浑它兼有有固女定床嚼和流允化床假的许塘多优码点：灿它可卫以使麻用小仆颗粒比固体焦而不抛造成质过高楚的压慰力降暗；固寄体颗粱粒流茅失少美；外欢加磁蔑场可君以控愚制相撇间返捧混，末改善询相间旷传质在；细夏小颗闯粒的今流动勿性使她得装耗卸固兆体催灾化剂宗非常康方便激。国孝外研推究开偿发磁碍稳定吴床一店直未继采用描工业议催化嚼剂和报反应您体系交，所扑以没阴有工舱业化腰。非岁晶态婚镍合马金优蠢异的飘低温悉加氢惕活性授和磁研性正裁好满宣足磁涛稳定缴床的悼要求芝，与为磁稳晨定床肝反应皮器优蝇异的琴传质允、传项热性只能相视结合阳，开蒜发成刺功己碗内酰胞胺磁舒稳定兽床加抄氢精年制新仅工艺窃，并雁建成培工业钩装置景。磁剖稳定胳床取阿代了渴传统维的釜务式反妨应器携，实顽现了哥反应据工程躲的原寨始性寒创新仅，也设是非际晶态短镍合掏金新挠催化闻材料饱与磁武稳定搭床新钱反应阿工程惧组合快实现罢的一梦项集剖成创狗新。伏此外斗，在绿其中锈溶解钉氢加兽氢工触艺、头磁场病控制所流化康态和闭磁稳岛定床始反应今器结膝构等挺中还烘有集否成创练新。雕上述糖原始覆性、辱集成泼创新母的启恼示是睡：实漏现原义始性怠创新瞎的途芝径之留一是知把现板有技栽术的晋科学曲知识请基础校转移序到全秋新的毁科学刷知识姓基础戴上。氧从化判工技性术进肆步的悦S型发曲线讽规律舰（见叼图4愉）来但看：揪在这船20旋05剑年国韵家技谢术发暑明一集等奖撞中，恼是把演原有亿的晶代态R筹an冶ey涉镍合园金和唤釜式打反应道器的编科学闯知识窜基础亩转移欣到全滑新的蒜非晶虎态和搁磁稳轧定床杂反应努器的欧科学悔知识殃基础姐上去现实现粪的。稠同时绒，为敏了实删现这乘一科猴学知催识基容础转吵移的累工业夕化，傻还形妥成一遇些集忽成创灯新。遭新催辰化材则料与为新反板应工葱程的炊集成狱也往仪往带绑来集败成创装新。非连续式非连续式技术进步技术进步连续式连续式全新科学知识：非晶态、磁稳定床全新科学知识：非晶态、磁稳定床原有科学知识：原有科学知识：晶态、釜式投入的人力、物力投入的人力、物力恐平愿称非叠京疮姻图其4：悉化工难技术止进步射的S津型曲凤线新非晶渣态镍子合金碎催化节剂和泽磁稳哑定床慌反应立工艺伐技术击创新鞭过程做又有侵什么萌启示宅呢？哀去年珠秋天广，我就与来席自四三川家穴乡的兔一位葡画家灵讨论勒创新虏。我工问他梁“诱您在青绘画呜中是沫如何腐创新晴的？招”峰他告树诉我吗，首负先要茶广泛紧写生柄，收摔集大捧量林腰木、践山水凉信息火，然增后对肢其中纺自己滋欣赏门的美绘景加追以联据想，何就能驴创新观地绘导制出亲自己欣的佳霞作。蹈他归住纳为缸“滤创新护来自举联想耐”橡。受拉他的朗启发烛，我绘回顾铃了非帅晶态手镍合敌金和腿磁稳说定床阁反应场器的活创新张过程急。联80吐年代眨初，蝴我负式责组村建石循科院逮基础歌研究帽部。量为了段学习疫国外珠开展踪基础遭研究通的经帐验，充特意刘邀请费了美域国美千孚研镰究和牢工程绍公司现的中脚心研己究实盯验室不主任例来北底京访匹问、地讲学拼。这高家公若司，遮在分遵子筛女领域盯，不谁论技链术还焰是学找术上窜都一禾直处韵于世夺界领垄先水傲平。紧这次齿访问闻中，溪他告础诉我议，工沉业催凤化剂她基础愧研究嚼的关校键是铅开发爱新催蛇化材鸣料。涂这使摄我认火识到开要开世发新落催化炮剂，石首先框需要晒研究市新催获化材贴料。风如何字去选狂择一卷类具险有发这展前拾景的钟新催励化材呜料？疑我从稍19浴76丰年美勇国纽绸约州语科学因院懒“画固态侄无机请物的朵催化懒化学评”规专题施讨论拴会的绒报告变中得脸到启院示：柔首先扯应分六析材构料的扇物质股结构垄特点太和催脚化反根应特荐性；踢在材滑料与孝物质壳结构笋稳定知的前组提下登，允本许材症料元霞素、天组成半变化首的大熔小，裂这涉源及寻鸡找优创异催龙化材掘料范麦围的款大小匹和成路功的座机会赚；还迅要考饱虑材孝料的俯耐热幸、耐府水蒸越气、聋抗氧愿化性央能，贡这涉粪及这秘类新皱催化号材料竭可以担应用哥的催们化反勒应的低多少蓄。于葵是我泰去联烘想非方晶态壁镍合赤金是润否符谎合这陆些新封催化挤材料澡选择未原则疑？非万晶态踏合金都表面召缺欠辉多、裂形成景的催起化活砍性中踢心数声目多尺，表谨面原想子配疤位不茄饱和责、催由化活殿性高伸，所拘有的块金属恐和类溪金属勉均可绒以形卸成非做晶态流合金捧，组惑成变愉化范萝围大瞧，于景是才愉选择裳了非河晶态裁合金杀作为扛一个汉新催雁化材报料开瞒展研香究。臭19道84会年开胞始，奉就与傲复旦极大学键化学馋系和挂原东谢北工胞学院质材料松系合穷作，辆采用驶冶金成工业乓的急睡冷法芦来研象制共生熔点阶低的由Ni亭-B沿、N跪i-排P非纳晶态澡合金炼。N挤i-榨B、忠Ni朵-P陕非晶顷态合圆金的万结构约是亚车稳态珍，其需比表稼面积故不足崖1m旷2直/g恐，比苏Ra蛛ne救y痒Ni强ck澡el才的烈14摇0m酿2艇/g封低许境多，住活性固也不铺够高箭。于丘是才框联想航到采库用R宰an漂ey摆N贼ic灭ke患l的仙Ni悲-A滴l体春系来劳制备青非晶顿态镍埋合金事，并茅且用沿化学小抽铝谱的办喊法来眯提高久比表窃面，蓄这才稍走上宁创新同之路及。以宿后又饰利用同冶金星、化烘工等旬专业帽的知此识来屯开发尘非晶肆态镍蜘合金蜓。设君计了碑特殊研坩埚掩、喷听嘴、飞铜辊注等来和克服垒Ni果-A束l体尺系粘卵稠、茧易氧残化等且性质毁对采渗用急管冷法饿制备腥非晶代态合铺金的煌困阻摧；优泰化制秧造工燃艺，崖提高触成品绿率，呈终于霸开发丙成功伟具有趴工业臭化价深值的绒非晶互态合朝金催滚化剂裙。同阶时利介用化肿学法找抽铝惑生成棉的偏肆铝酸赚钠溶殿液来乎合成蝇分子睡筛，胡实现矿零排兄放清姓洁生短产。锄目前独，镍抽系非繁晶态桃合金局已建讨成工秃厂，车形成哲系列买产品原，并旁广泛蛙用于咬：己客内酰教胺加漂氢精恼制、天苯甲蜂酸加盒氢过暮程中鸦部分絮代替范Pd喝/C略催化渣剂、绸多种委医药寻中间溉体加枯氢、新葡萄弊糖加焦氢制兆山梨泛醇等魄。曲对于筒磁稳皱定床候反应本器，依我于丙19杯70置年去垦伊朗切参加旧第二璃届国送际化守学工副程会议议，年听到真埃克弯森公犬司关顷于磁事稳定设流化利床的元报告圈，开石始认从识到很这是束一种誓新型剑反应阿器，根具有燃流化明床和徐固定清床反袋应器图的优滴点。唉后来蜓又读昆到埃帝克森币基础榨研究炎实验吃室主墓任在梁美国俭西北蚊大学恐所作毫的一晶份报臂告，呆他把等金属用原子毒簇、卵液膜咳分离软、磁服稳定晓床作醋为长括远研逐究的强领域遵。这滔使我电进一母步认峰识到甲磁稳死定床并的重俘要意滋义。绣60冶年代漫高活姓性的子分子鸟筛裂轿化催揉化剂退出现讨后，脚首先芬是在救原有丹催化质裂化奔的流禾化床碧反应矿器中浊使用鸟，反辈应时妥间为盏几分传钟，坐由于充反应猾时间巷过长炮，造红成催扎化剂筝上更泛多积寇碳，盟选择台性变律坏；样于是洁开发尝了提甩升管葱反应弟器，土反应虑时间个几秒债钟，侵使分粗子筛瘦的高示活性续、高增选择此性充线分发伟挥。忆这使膏我认哭识到脏：一巧个新雹催化抬材料狗发现猜后，猾要配啄套开祥发新罪型反叼应器夫来充餐分发汉挥其骂优越步性。坊因而弦在发射明非付晶态输镍合稀金催腹化剂拐后，鹊开始毙思考密如何资开发颤配套诞的新谋反应戏器。类由于绕镍铝高非晶醋态合杯金催亏化剂患具有舱优异控的低罪温加姓氢活饲性，予同时辉又具害有磁弯性；配由于灰我对骗磁稳撇定床秀的认柿识，仰于是役联想习到非纪晶态若镍合闪金与具磁稳狠定床根集成乐来研条究。猴磁稳嗽定床尤与固钳定床棚不同盘，又欣有别浙与常泛规流混化床伤，有娃其自抓身的锈复杂桑性。逝这就怕需要矩去获倒得许取多有绝关它命的科雨学技泽术知缎识。龟为了赔掌握誓磁场卫对磁栋稳定击床床挤层结朵构影锈响规例律，歌给磁线稳定伯床操撤作和芹设计尘提供卡依据矮，2旦00命0年船建设我了磁浇稳定鹿床冷永模实旺验装邮置。坏通过门冷模奏研究阴，认寒识了柿磁稳碌定床麻的床横层结疤构与脸磁场肌强度腔、催突化剂冻物性眨、流或体流怖速等掏操作趋参数族的关粪系，码得到嚷了磁莫稳定问床的睛操作敏相图丈。随谎磁场织强度渠由小翁到大愈的变赢化，某床层冷出现铲三种若形式圣：散历粒状培态、引链式贱状态布、磁砌聚状低态。财床层城在链但式状汽态操杀作时鼓，磁激性颗列粒的她南北砖极性笨端排嘉列有伞序，逝链与塑链间诞空隙乞均匀小，不喝形成浆沟流叨，液晶固接敏触好减，对拿反应获有利恨。这惧些知暗识使牙我们销认识铲到要牲控制贤磁稳拼定床称操作屈，实绵现链封式反扁应。伴设计镜一个棚均匀行磁场么的磁或稳定摧床反流应器葡还要绘取得付优化牢线圈逼设计暴，优笔化线盛圈安斗装间推距，欠设备钱磁格刻栅内围构件召，强霜制水脆冷等脱工程呜知识号，最苏后把能这些辩知识册联想译到一哥起，辱才将辆非晶俩态镍援合金宗催化预剂与汤磁稳演定床爆反应繁器应也用于贯己内挠酰胺兽加氢奏过程桑，首忧次在炉国际蓬上实章现工有业化搏。手从这作段非捷晶态各合金绩催化坡剂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