雷尼镍价格 宗保宁:实践出真知,磨炼沉积蕴

日期: 2024-06-03 12:08:00|浏览: 77|编号: 71403

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雷尼镍价格 宗保宁:实践出真知,磨炼沉积蕴

宗保宁对自己所处的行业一直印象深刻,深耕其中这么多年,他对这个行业的“性格和气质”有着清晰的认识:“做这个行业,要立足国家重大需求,站在科学前沿,一切从实践中来,归到实践中去,市场是检验一切的‘试金石’。”正是秉承这些原则和方向,他和团队坚持把催化创新的路线由点到面串联成完整的全流程链条,走出了一条“不一样”的创新之路。

宗保宁

2020年1月,在中国石化2020年工作会议上,集团公司总经理马永胜向石油化工研究院副总工程师宗保宁颁发“2019年度中国石化科技创新功绩奖”“百万奖金”,以奖励其为中国石化建设世界一流能源化工公司所做的重大贡献。

事实上,近年来,宗保宁频频获得奖项和荣誉,包括2005年国家技术发明奖唯一的一等奖、何梁何利科技进步奖、侯德榜化工科技成果奖、首届国家创新奖等。但显然,宗保宁不愿过多提及这些,只说“一切都是水到渠成的结果”。但他反复强调产业围绕国家重大需求开展研究的重要意义,这也是他30年积累后最大的感悟。

现场调查

国家和人民的需要就是我们的需要

2008年1月8日举行的国家科学技术奖励大会上,2007年度国家最高科学技术奖颁给了现年84岁的我国炼油催化应用科学奠基人闵恩泽院士。在国家最需要他的时候,他带领团队挺身而出,历经半个多世纪的风雨洗礼,点石成金,燃烧自我,照亮了我国催化能源化工事业的未来。闵先生是影响宗保宁一生的导师。

化学催化行业到底是什么?它起到什么作用?国家为何如此重视?对于很多普通人来说,或许都有这样的疑惑。

但其实,化学催化行业就在我们身边,我们穿的衣服、工作时用的电脑、出门时坐的车、天上飞的飞机……无一不与它有关。人们生活水平的不断提高和对美好生活的向往,需要更多更好的化工产品的支撑和保障。化工行业事关国计民生大事,催化剂则是化工行业发展的“牛鼻子”。在化工领域,催化剂是核心,反应工程是基础,正是有了它们,原本对人类用处不大的材料才发生神奇的变化,成为人们急需的新材料。

改革开放以来,我国化学工业在老一代化工人的努力下取得了长足进步,经过多年的发展,逐渐形成了门类比较齐全的产业布局。但未来发展并不乐观,绿色化学的开发与应用成为化工行业可持续发展的必由之路。此外,依存度高、大而不强、精细化率低等问题成为制约我国化工行业发展的“卡脖子”问题,需要新一代化工人一一破解。

闵恩泽院士的学生宗宝宁多年来耳闻目睹了自主创新的重要性,对此有着深刻的体会:

新中国成立后,由于受到美国的封锁,我国炼油催化剂只能从苏联进口。然而,20世纪60年代初,由于中苏关系紧张,催化剂供应被迫中断,但催化剂的制备却被国外公司作为核心机密保密。闵恩泽先生受托负责相应催化剂的研发。他设计的催化剂成功应用于炼油生产,使我国炼油催化剂从无到有,赶超世界先进水平,最后甚至走出国门,用于国外炼油生产。“落后就要挨打,只有独立才能创新。”经过多年的潜移默化,在宗保宁的印象里,无论是听前辈说的,还是自己亲身经历的,这样的感悟还有很多,而中国尼龙走过的漫长的自主创新之路就是其中之一。

20世纪80年代,宗保宁到石油化工研究院师从闵恩泽院士。当时,我国刚刚进入温饱时代,尼龙生产完全依赖进口。为保证人们衣、穿、用的多元化发展,我国投资百亿元从国外引进多套尼龙生产设备。但尴尬的是,长期以来,设备每年都在亏损运行,亏损额达1亿多元,有时甚至高达200多亿元。特别是在尼龙市场占据绝对地位的以尼龙6,6为代表的聚酰胺产品,我国在相关领域的研究积累几乎为零。

瞄准这个国家需求,宗保宁从跟随导师做己内酰胺(即尼龙6单体)基础研究开始,随后坚持在尼龙产业相关研究上不断创新,一干就是“三十多年”,亲眼见证并推动了中国尼龙的跨越式发展。

为解决技术引进造成损失的困境,宗保宁与同事们经过多年努力,终于在2008年实现了一步法生产己内酰胺。他们在催化剂上寻求突破,将钛硅分子筛与浆态床结合用于环己酮肟生产,将纯硅分子筛与移动床结合用于环己酮肟重排,将非晶态镍催化剂与磁稳定床结合用于己内酰胺精制,并从原子经济的角度引入氮原子,使整个工艺流程得到简化,减少设备投资70%,降低生产成本50%,氮原子利用率接近100%。

虽然研究取得了突破性进展,但宗保宁和他的团队并没有止步于此,他坚信己内酰胺反应工艺还可以进一步优化,于是带领团队继续寻找更好的答案。在他们的坚持下,环己酮和双氧水新项目相继取得成功,其中起到关键作用的双氧水项目打破了国外浆态床双氧水生产技术封锁,通过新技术,加氢效率提高了一倍。

“从过去亏损、几乎全部依赖进口,到目前尼龙6,6产量超过400万吨、全球市场占有率超过50%至60%,中国石化在己内酰胺技术上早已达到世界一流水平。”“以前尼龙产品一吨要4万多元,现在只要1万多元。”“以前穿尼龙丝袜是奢侈的,现在同等质量的衣服或其他产品的价格要便宜一半以上!”每当提起这些变化,都能看出宗保宁发自内心的高兴。这是为民谋福祉所带来的成就感和价值感,也是多年来让他不断前行的动力源泉。

事实上,扭转中国尼龙落后局面,只是宗保宁和他的团队近年来坚持自主创新奋斗的一个缩影。为打破国外浆态床双氧水生产技术封锁,他带领团队历时15年才研发出双氧水生产技术;在国际上首次实现非晶态镍催化剂的工业化生产和应用,并出口欧美市场;为应对国六乙醇汽油和MTBE禁售的挑战,他带领团队研发碳四利用新技术……这些年来,从非晶态镍催化剂和磁稳定床反应器、己内酰胺、双氧水的突破性研究,到利用碳四应对国六标准乙醇汽油的挑战,宗保宁的每一项研究都服务于中国石化和国家的最新需求。对他来说,这是老一辈人传承下来的宝贵经验和财富,更是他通过自己多年的亲身经历坚定的基本原则。 无论何时,“国之所需,民之所需;国之魂,民之魂,民之魂!”已成为他心中的一道秤砣,虽然不是时时挂在嘴边,却已深入骨髓。

闵恩泽在实验室指导宗宝宁等研究生

从点到面的全流程创新

“科研的价值只有在服务国家、服务时代时才能体现出来。”正是因为认清了价值方向,宗保宁才能够在数十年的风风雨雨中,立足行业短板,攻坚克难,收获丰硕成果。

雷尼镍是应用最为广泛的加氢催化剂之一,自发明以来已在化工生产中广泛应用了近百年。该催化剂为结晶型,在实际应用中存在明显的缺陷:一是制造过程中污染环境;二是反应效率低。国外各大化工公司先后开展该领域的研究,但均未取得突破性进展。

1985年,闵恩泽院士在读到一篇关于非晶态合金催化材料性能的研究报告时,敏锐地意识到将新的科学知识从晶态催化剂转移到非晶态合金上,可能会开辟出一个催化材料的新领域。在他的倡导下,非晶态合金成为石油科学技术研究院先导性基础研究的重点任务之一。正是在这样的背景下,宗保宁成为非晶态合金催化剂研究的第一位硕士生。

面对炼油行业从未接触过的新领域,宗保宁等课题组成员遇到的困难可想而知。这是一个艰难的过程,没有现成的模式可循,只好一步步摸索;没有现成的设备,就自己设计、自己建造……他们从小规模试验开始,一点一点摸索技术的可行性,终于在1991年完成了基础研究和实验室研究。他们发现,骨架镍结构由晶态变为非晶态,加氢活性可提高3~5倍,攻克了非晶态镍晶化温度低、比表面积小两大难题。 随后,他们摸清了磁稳定床内流化与反应规律,弄清了磁稳定床层结构与磁场强度、催化剂性质、反应空速等参数之间的关系,实现了均匀磁场的工业放大,并于1995年完成中型实验研究,1997年开始实施工业化生产。

积少成多,千里之行始于足下。历经多年风雨,宗宝宁在催化研究领域翻山越岭、攻坚克难,迎来了百花齐放的辉煌:在非晶态镍催化剂及磁稳定床反应器、己内酰胺、过氧化氢、碳四利用等领域做出了诸多创新性贡献。但他并没有止步于此,“科学技术只有从高高的架子上拿下来,进行产业化,才能真正发挥其价值,特别是在关系国计民生的化工行业。”为了实现利国利民的梦想,他和团队毅然走上了一条大多数科研人员避之不及的产业化道路,不遗余力地将一切适用技术推向工业应用、推向产业市场。

依靠在非晶态镍催化剂和磁稳定床反应器基础研究方面取得的创新成果,他和团队在不断遭遇挫折和失败的情况下,坚持寻找具有工业应用价值的反应体系。1997年开始在中石化巴陵分公司进行中试冷模试验,最终成功解决了最佳操作参数、磁场放大均匀性等问题,并建立了一套完整的数学模型用于后续的工业放大和应用。依靠这一系列创新突破,他们在国际上率先实现了非晶态镍催化剂的工业化生产应用,全面替代骨架镍催化剂,并成功将技术产品出口到欧美市场。磁稳定床反应器在国际上首次实现工业化应用,中石化共有8套工业装置投运。

非晶态催化材料研究是世界性科技难题,此前尚无成功先例。世界500强埃克森公司曾将其作为公司核心研究课题之一,耗时近20年,至今未实现工业化应用。而宗保宁及其团队经过30年的不断攻关,终于获得了成功。2006年1月9日,宗保宁以“非晶态合金催化剂与磁稳定床反应过程创新集成技术”荣获2005年度唯一的国家技术发明奖一等奖。

立足国家和人民的需求;在一线认识、发现问题,并将问题凝练成科学问题;用科学知识解决技术和产业实际问题,再在实践中凝练科学问题……从实践到实践,宗保宁的科研之路在不断的重复中步入了良性循环。技术创新也推动了整个化工厂、整个行业的全流程创新,从最初的点到一个产品,再到一系列技术和产品,由点到面,全链条串联起来,成果有力地推动了相关产业的成长发展。

随着己内酰胺技术与产业研究不断取得突破,2019年,采用宗保宁团队新技术的己内酰胺产量约360万吨,占全球市场份额50%以上,使我国由完全依赖进口一跃成为全球第一大生产国。当年,转让我国技术的国外企业纷纷关停生产装置,中石化己内酰胺产业扭亏为盈。依托相关技术产业的进步,我国还建立了全球最大的尼龙6生产基地,致力于打造“全球最长、最完整、技术最先进、循环经济特征最明显”的尼龙化工产业链,打造世界级尼龙生产基地重点项目……当一个又一个成果从货架上拿下来推向工业应用,再从工业走向市场,从市场走向千家万户,宗保宁和他的团队实现了以科研带动产业发展、促进国家建设、造福人民的梦想。

历经三十多年的风雨,宗保宁和他的团队用执着和坚持,走出了一条从技术创新到产业创新的可持续发展之路。这是一条漫长而艰辛的道路,很多人在困难面前止步不前,但宗保宁在风雨中练就了独特的自信和冷静:前期的基础研究、初试、中试,他最不怕遇到困难,相反,他认为这是好事。多年的经验告诉他,只有把前期遇到的基础问题搞清楚,才能在最后的工业化生产过程中少走弯路。“如果不解决这些问题,不留余地,到工业化实践的时候,这些问题一定会回到你身上。到时候,我们肩负的责任就太大了,如果一个几百亿、几千亿的项目不稳定,最后导致整个工厂开不起来,影响就太大了!” 一招制敌,肩上的责任让宗保宁一路如履薄冰,但他坚信,只要勇敢面对困难,夯实基础,扫清每一个障碍,哪怕是很小的障碍,最终也一定会迎来一帆风顺的旅程。

在化学实验现场

绿色化工

2018年4月24日,我国提出“坚决将长江沿线污染企业全部搬迁,确保企业搬迁时人员、设备、垃圾、土地等全部清走,彻底铲除长江污染隐患”的要求,为新一代化工人指明了绿色、可持续发展的方向。

长江沿岸兴建的工业基地曾承载着共和国工业的辉煌,但“高消耗、高排放、高污染”的粗放式发展,累积了严重的污染,成为母亲河的悲哀。果断搬迁的背后,凸显了国家政府走绿色发展道路的决心。

宗保宁及其团队长期立志发展绿色化工,经过多年筹划和实践,取得了一系列丰硕的创新成果,包括成功开发己内酰胺绿色生产技术、国际上首次提出环己烯酯化加氢制备环己酮新反应路径,替代环己烷氧化技术;致力于双氧水创新研究,利用纯氧气氧化蒽醌减少尾气排放,发明了绿色合成戊基蒽醌的新反应路径等。

近十年来,为应对国六乙醇汽油和MTBE禁售的挑战,宗保宁及其团队创新研发了C4烯烃选择性叠加技术,完成了12万吨/年的工业示范,完成了40余套MTBE装置改造工艺包的编写;异丁烷、丁烯烷基化完成了20万吨/年的工业示范,4套烷基化工业装置在建。发明了静态混合烷基化反应器和产品凝聚分离器,使中国石化硫酸烷基化技术在酸耗、能耗等方面明显优于国外技术。此外,利用叠加产品氢甲酰化制备C9醇,完成了中试和工艺包编写。以此为基础,中国石化形成了一条独具特色、先进的C4资源利用新路。

纵观世界化学工业的发展,从污染走向环保、从末端治理走向清洁工艺、从资源单向消耗走向资源循环利用已成为主流。经过多年实践经验的总结,宗保宁和他的团队越来越意识到践行绿色化学的重要性,也更加坚定了走这条路的决心,哪怕前路布满荆棘,也要找到一条到达彼岸的路。

绿色减排是石化行业永恒的话题,尤其是尾气氮氧化物的处理,一直是企业的难题。宗宝宁创新性地提出了一个颠覆性的思路,即利用微藻生产蛋白质,同时减少氮氧化物。

这一创意来自于他广博的知识面和结合我国需求的细致观察与思考。微藻是近年来在多个领域得到开发应用的一类藻类,吸引宗保宁的原因在于它不仅能“吃掉”二氧化碳和氮氧化物,还能生产蛋白质,而蛋白质目前我国的需求量很大。需要注意的是,我国目前对蛋白质的对外依存度还在90%以上,甚至比众所周知的石油对外依存度还要高。微藻减排,既能生产蛋白质,又能实现氮循环利用。这样一来,既可以避免花钱处理氮氧化物问题,又能为老百姓解决“吃饭”问题,可谓一举两得。

然而,宗保宁及其研究团队的微藻研发之路一开始并不是很顺利,此前微藻减排之所以一直没有取得很大进展,是面临一个“技术瓶颈”,即如何将氮氧化物减排与微藻生长、工业化生产相匹配,这需要解决提高效率、减少占地、提高回收率等一系列问题。

困难没有让宗保宁和他的团队放弃。经过10多年的反复思考、论证和研究,他们最终锁定小球藻和螺旋藻为主要培育对象。通过优化培养体系、改进硝酸半连续光能共培养微藻的培养工艺,最终成功研发出微藻脱氮组合工艺,实现了化学脱氮与生物硝酸盐固定的无缝耦合。目前,相关项目已在石家庄炼化、湖北化肥催化剂分公司等建设微藻减排装置,每减排1吨氮氧化物,消耗10吨二氧化碳,产生6吨藻粉。该项目还荣获2019年度中国石化前瞻性基础研究奖一等奖,这是中国石化集团首次将此奖项授予生物研发项目。 “原始创新是一个国家科技发展的灵魂,是支撑国家发展的脊梁。”宗宝宁致力于推动绿色化工领域颠覆性、前瞻性的科研创新,在绿色创新的道路上有着深刻的体会和感悟,在他看来,这才是科技工作者存在的意义。

“绿水青山就是金山银山”、“良好的生态环境是人民群众最普遍的福利”……宗宝宁和他的团队始终站在国家倡导绿色化学的最前线。当“打破‘化工绕江’、根治‘长江之痛’”的号角吹响时,他们一如既往地冲在最前线。2019年12月,他们牵头建设的巴陵石化己内酰胺产业链搬迁升级转型发展项目开工。项目建成后,年产值可达188亿元,解决2000个就业岗位,也为解决“化工绕江”问题贡献了新的方案,并被工信部、生态环境部确立为沿江危化品生产企业搬迁的标杆。 他们把推动化工转型升级作为光荣使命,确保大江南水北调东流,交出了丰硕的答卷。

在宗宝宁看来,中国的绿色化工创新归根结底是科学认识的问题。“如何把绿色化学的新催化、新反应途径、新工艺成功地应用到工业界,是一个漫长的过程,但也是无论多久都要坚持的事情。更绿色、更高效、更安全是趋势,也是必由之路。虽然路途漫长艰辛,但他们会坚定地继续前行。”

宗保宁的人生故事充满了洒脱而又严肃的人生哲学。

时间磨练洞察力

站在巨人的肩膀上并不容易,站在塔顶看更壮丽的风景也远超常人的想象。对宗保宁来说,这是一个重要的命题。在继承前辈优良传统的同时,他又致力于创新。这些年来,他从一个“稍显任性、稍显洒脱”的青年学子成长为能够引领领域的科研领军人物。宗保宁的蜕变还在继续。

宗保宁是北京人,言谈举止多多少少都洒脱不羁,偶尔也会来点儿真正的小幽默,衬托出他那张宽脸。即便“见多识广”,他还是能流露出些许“可爱的童真”。这个首钢工人的孩子,用他自己的话说,“不是贫民窟出身,也没有爬山出身”、“没什么特别”、“从来没觉得有什么困难”……一切看上去都很随意,对什么都不怎么在意,但其实,认真、责任、使命感埋藏在他的骨子里,总是在关键时刻迸发出来。

他凭着自己的聪明才智和努力,从人才济济的北京四中,毫无悬念地考入北京大学;从如愿以偿地师从名师,到远赴德国深造;从不惜一切代价回国服务,到立足国家需要,专注于绿色化工技术和产业创新……“该洒脱时洒脱,该认真时认真”,宗保宁的人生故事中,就浸透着这样的人生哲学。有了这个鲜明的特点,宗保宁基本上能做到任何他想做的事情。

刚进北大时,宗保宁选择核物理与化学作为专业,因为“当时觉得原子弹爆炸的威力很大”。读研究生时他突然转专业,因为“我喜欢看各种书,有一天在图书馆看到一本讲催化剂的书,觉得这个领域很有意思,是科研开发的主战场,没什么波折就好。”于是他决定投奔这个领域的“大师”闵恩泽院士。宗保宁努力从理科转工科,自学化学工程,最终如愿以偿,考上了大学。

“如果说我在科研领域做出了一些成绩,那是因为我站在巨人的肩膀上。”宗宝宁一直感恩闵恩泽院士对他的影响。他去拜见闵先生时,闵老先生对他的评价是:“小伙子可教了”、“是个好材料”。但为了打磨这个好材料,闵先生也耗费了不少精力。

在撰写研究生论文时,Minze有严格的要求,“它必须具有创新的想法,清晰的水平和严格的文字。”更便宜',这是一个社会问题。

在他的导师中获得“进入的钥匙”,宗教开始磨练他在练习中的技能,从很少有人介入的基础研究中,开始了一项创新的技术,在一个创新的技术中进行了测试。多年来,在绿色化学创新中,Zong 感到他在50岁时具有原始的创新感,他的目标更加清晰。

如今,作为该领域的领导者,Zong 努力为周围的人带来积极的能量,同时还保持了他最初的简单性和纯真,他对他感兴趣的事物的好奇心以及确定方向后的持久和努力。

“不同的阶段都有不同的想法和特征。”他在学生时代的努力和严格性,学习在他独自一人时动员了每个人的热情,在持久的艰难角色中扮演领先的角色……Zong 逐步发展了自己的特征,同时又不断地适应了越来越多的领域。还获得了所有人的信任。

时间磨练了我们的见解。在这么多年来,他对行业的“性格和气质”有了清晰的了解:“要进行这项业务,我们必须基于该国的主要需求,并站在科学的最前沿。国家和人民的需求。“ Zong 一直对工业技术实现梦想:“很长一段时间以来,我国在高端化学品中的年度贸易赤字超过了3000亿美元,这表明我们仍然拥有许多“瓶颈”技术,并且我们的基础研究不足。” Zong 认为,有一天,我们的化学工业将不再由他人控制,并通过不断地从事高端技术创新,迫使通过自力更生来提高独立创新能力,并巩固其自己的基础,同时不断地促进成果的工业应用转变,从而在世界上自豪地站立。

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