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沉浸式体验催化剂研发的“打怪升级”之路2025年03月10日 来源:
中国石化报 作者:
李晓敏 谭 晶
李晓敏 谭 晶 1934年,在长江边的一片荒凉滩涂上,南化公司雏形初具,茕茕孑立,形影相吊。90余载风雨历程倏忽而逝,南化公司坚持科技引领、创新发展,全力推进高质量转型升级发展,擦亮了中国化工“百年老店”的金字招牌。 催化剂研发工作是点缀在南化公司九十华章上的灼灼明珠。作为中国化工的起源之地,催化剂是驱动南化公司高效运转、使命不负的关键引擎。小小一粒催化剂,凝聚着一代代科研人员的血汗,推动着南化发展之轮滚滚向前,催生着中国化工业枝繁叶茂。 科研工作的辛酸与苦累难以言喻、无以言表,那就让看到本文的我们潜下心来、身临其境,对当年那些历史来一场沉浸式的体验吧。 角色1:余祖熙 ? 此刻,让我们把催化剂研发工作比喻成一场打怪升级的游戏,那么作为一名南化公司的催化剂研发人员,你的开局身份可能是这样的: 余祖熙,南化公司前身永利铔厂技师,化工催化剂专家,长期从事化工催化剂研发工作。 ? 游戏的故事背景既不宏大,也不热血: 新中国成立前,作为当时中国最大的化工企业,永利铔厂生产硫酸所需要的钒触媒剂一直依赖进口。新中国成立后,1950年,西方国家对我国实行了全面的经济封锁政策,永利铔厂生产硫酸所需钒触媒剂断供。偌大一个中国,就因为一粒小小的催化剂就面临着全国工厂停产的风险。 ? 是否接受任务? 你选择临危受命,接受了钒触媒剂国产化研究课题。 ? 新手村的配置往往非常简陋: 一间破旧实验室,一架旧天平,两个旧电炉,一桶废触媒,几本旧杂志……你像一个拓荒者,带着两个只有初中文凭的助手,开启了艰难的打怪升级之路。游戏中你没有金手指,扑面而来的是一次又一次的试验失败、束手无策。 ? 苦闷徘徊在新手村,你偶尔也会遇到NPC(非玩家角色): 一个叫侯德榜的人鼓励你:“难道黄头发、绿眼睛的人能搞出来的东西,我们黑头发、黑眼睛的人就办不到吗?”后来你才知道,那个叫侯德榜的人是侯氏制碱法的发明者、南化公司的创始人、中国民族工业的奠基人之一、世界制碱权威人士。 在前辈的鼓励下,你咬咬牙,经历了63次试验失败后,于1951年成功研制出硫酸生产用V1型钒催化剂,这也是新中国的第一粒国产催化剂。这一发明攻克了我国硫酸工业生产的“卡脖子”问题,也因此,你获得南京市职工发明创造合理化建议一等奖,并作为特约代表去北京参加了国庆观礼,见到了毛泽东主席和周恩来总理。1956年,你被评为“全国先进生产者”。1965年,你研制的V1型钒催化剂获得了聂荣臻元帅亲笔签发的《国家发明证书》。 恭喜!恭喜你成功走出新手村,开始走向更广阔的天地。然而,还来不及过多沉浸在走出新手村的喜悦中,你就迎来了更为严峻的挑战。 ? 不信你看,新任务发布了: 氨合成催化剂是生产化肥的关键催化剂,关系着全国人民的吃饭穿衣问题。永利铔厂从美国进口氨催化剂,然而,美国规定必须使用纽约某地出产的磁铁矿作为原料。硫酸用钒催化剂曾经遭受的困境还历历在目,你知道,你必须完成新的任务:那就是研发使用中国原料工艺、不受国外资源桎梏的国产氨合成催化剂。 这个时候,你有了更多志同道合、并肩而行的伙伴,他们的名字叫刘潜阳、董克元,都是在化工领域深耕多年的专家学者。与你同行的队伍越来越壮大。 你们团结协作,在1951年采用水洗精制马鞍山磁铁矿电溶法研制出A1型氨合成催化剂;1953年采用大别山磁铁矿精选方法研制出A2型氨合成催化剂,并改进获得A4型催化剂;1980年研制出A110-Ⅰ型氨合成催化剂。你们首次在大型装置上实现了氨合成催化剂的国产化应用,催化性能和产品纯度超过了美国和日本的产品标准,使氨合成催化剂不再依赖进口,为国家节约了大量资金成本。 角色2:陈海波 ? 在催化剂研发这场游戏中,你磨炼技能,不断提升研发水平,把研发工作做得越来越得心应手,成了一名高水平科学家。此时,游戏难度再次升级。 甲醇作为一种重要的基础化工原料,与老百姓日常生活息息相关。甲醇合成催化剂决定了甲醇合成效率,可以称得上是甲醇工业的“芯片”。然而,大甲醇催化技术一直被国外垄断,制约了国家煤化工发展,影响了国家化工技术安全。 在这一任务中,你获得了新的身份:陈海波。 “我们一定要有拿得出手的国产大甲醇催化剂!”1996年,你从南京大学化工专业毕业来到南化公司时,就定下了这个目标。为了实现这一目标,你废寝忘食、潜心钻研,不断调试催化剂组成、配方、工艺,最终成功研发了具有自主知识产权的C307型甲醇合成催化剂,打破国外垄断,并走出国门实现创汇,先后获得了中国化工学会技术发明奖二等奖、江苏省科技进步奖一等奖等荣誉奖励。 然而,蓬勃的催化剂生产突遇拦路虎。制备C307型甲醇合成催化剂的关键一环是采用特定沉淀剂进行中和沉淀。新出台的环保政策严控氨氮废水的排放,该特定沉淀剂被严禁使用。国家环保政策的收紧让C307型甲醇合成催化剂面临停产风险。 为了让国产大甲醇催化剂更好地匹配环保生产需求,你研发出了符合新环保政策的新型沉淀剂,牵头完成了国内首套连续高效、节能环保的催化剂生产线,还带领团队研发出了创新型的废水废气处理工艺,让拦路虎消弭无踪。在不断打怪升级的过程中,你研发的C307型甲醇合成催化剂也被国家知识产权局认定为首批专利密集型产品。 ? 历史的车轮滚滚向前,很快就进入了“双碳”时代。注意,隐藏关卡出现了。 只要将甲醇合成的原料从合成气转变为二氧化碳,你就开启了“双碳”新版图。 在“双碳”新版图中,你带领团队针对性研发了二氧化碳加氢制甲醇催化剂及配套工艺。你利用可再生能源生产绿电,再利用绿电电解水制取绿氢,随后将得到的绿氢用于还原生物质二氧化碳合成生成甲醇,构筑了生物质制二氧化碳及匹配性处理—绿电—绿氢—二氧化碳资源化利用耦合一体化综合能源系统。作为一项二氧化碳高值化规模化利用成套技术,它能有效缓解温室效应,防治大气污染,为实现“双碳”目标提供有力支撑。 ? 南化公司的催化剂研发之路真可谓是关关难过关关过,事事难成事事成。曾经的前行者完美完成了各自的历史使命,到如今接力棒传到了我们手中。如何持续创新、不断推出让世界瞩目的国产催化技术?我想,先辈、楷模给了我们最好的答案:只要国家有需要,我们就毫不犹豫、冲锋在前。
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