湖南建長：“挺起催化技術(shù)的脊梁”

文/龐貝 丁玉路

湖南建長：“挺起催化技術(shù)的脊梁”

文/龐貝 丁玉路

新催化材料是發(fā)明新催化劑、新工藝和原始技術(shù)創(chuàng)新的源泉，已經(jīng)成為解決當(dāng)今世界能源、清潔生產(chǎn)和環(huán)境等重大課題的前提和核心技術(shù)。作為以“清潔燃料油”和形成“清潔工藝”的核心技術(shù)——催化材料為主導(dǎo)產(chǎn)品的高新技術(shù)企業(yè)，湖南建長石化股份有限公司(湖南建長)經(jīng)過近20年的發(fā)展，成為石油化工催化劑，特別是特種催化材料方面的有生力量。

2010年，其與中石化股份公司石油化工科學(xué)研究院(石科院)合作完成的項(xiàng)目——“催化氧化新材料——空心鈦硅分子篩”獲國家技術(shù)發(fā)明二等獎，此前的2009年，“石腦油催化重整成套技術(shù)的開發(fā)與應(yīng)用”獲國家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步一等獎。

空心鈦硅分子篩的第一發(fā)明人石科院教授級高工林民博士提起自己與湖南建長的合作，語帶懇切：“湖南建長是中國新型催化材料和催化劑生產(chǎn)的技術(shù)脊梁，沒有他們在中試和工業(yè)生產(chǎn)中的良好合作，就不會有催化氧化新材料空心鈦硅分子篩產(chǎn)品的成功開發(fā)?！弊鳛楦呖萍籍a(chǎn)品新催化材料的開發(fā)和生產(chǎn)的重要企業(yè)，湖南建長不僅代表了企業(yè)，也代表了國家的催化技術(shù)發(fā)展水平。

催化劑的主要作用是降低化學(xué)反應(yīng)的活化能，加快反應(yīng)速度，因此被廣泛應(yīng)用于煉油、化工、制藥、環(huán)保等行業(yè)。催化劑的技術(shù)進(jìn)展是推動這些行業(yè)發(fā)展最有效的動力之一。

林民博士說：“我們不應(yīng)該只看到做應(yīng)用的人，而應(yīng)該把他們(做催化劑的人)推向前臺。他們是默默做事的人，正是他們使技術(shù)得以完成，使工業(yè)化得以實(shí)現(xiàn)?！薄皠e看這個(gè)企業(yè)規(guī)模不是很大，但他們挺起了技術(shù)的脊梁！”

林民博士口中的“技術(shù)脊梁”并不是那么好當(dāng)?shù)?，除上述兩個(gè)獎項(xiàng)外，湖南建長還曾獲國家技術(shù)進(jìn)步一等獎一項(xiàng)，國家科技進(jìn)步二等獎兩項(xiàng)，其他獎勵和榮譽(yù)更是不勝枚舉。

李國繁，湖南建長總經(jīng)理，總結(jié)自己這個(gè)團(tuán)隊(duì)成功的經(jīng)驗(yàn)，認(rèn)為這些歸功于科學(xué)的企業(yè)理念，歸功于良好的創(chuàng)新合作模式。

李大東院士(左一)與中石化石油化工科學(xué)研究院院長龍軍(前右一)到湖南建長參觀指導(dǎo)

謀略篇——眼界決定方向

“上兵伐謀”，做企業(yè)亦是如此。

我們?nèi)粘Ｉ钪幸玫酱罅康幕瘜W(xué)品。在化工領(lǐng)域，催化劑是核心，反應(yīng)工程是基礎(chǔ)。開發(fā)利用適宜的催化劑可以通過提高反應(yīng)速度和目標(biāo)產(chǎn)品的收率，提升生產(chǎn)企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。此外，催化劑的發(fā)展對促進(jìn)石油化工等支柱產(chǎn)業(yè)及保護(hù)人類生存環(huán)境等都有極其重要的作用。

相關(guān)統(tǒng)計(jì)顯示，全世界石油加工的產(chǎn)值為940多億美元，基本有機(jī)化工和精細(xì)化工分別為520億和480億美元左右，雖然在產(chǎn)量上，后二者之和低于前者，但是其產(chǎn)值已超過石油加工，而且呈上升趨勢。新型催化劑、高效催化反應(yīng)技術(shù)和催化新材料及催化反應(yīng)制備技術(shù)的創(chuàng)新是推動這些產(chǎn)業(yè)發(fā)展的核心。其中，環(huán)保用催化工藝及相應(yīng)的新型催化材料及催化劑制備精細(xì)化的發(fā)展是關(guān)鍵，也是今后催化劑技術(shù)的主要發(fā)展方向。這一點(diǎn)顯然已成為業(yè)界共識。

湖南建長近年來此類產(chǎn)品銷售量、銷售額和利潤等指標(biāo)逐年增長，對公司經(jīng)營活動的貢獻(xiàn)比重逐漸增加，也有力地印證了這一推斷。預(yù)計(jì)到“十二五”末期，公司超過90％以上的營業(yè)收入將來源于此。

在催化劑市場競爭領(lǐng)域，目前，國際上的大催化劑公司已經(jīng)沒有地域的概念，他們采取兼并、合作或合資建廠的方式廣泛拓展在世界各地的業(yè)務(wù)，達(dá)到占領(lǐng)市場的目的。

世界主要催化劑公司大都集中在歐美地區(qū)，其中有相當(dāng)一部分是世界500強(qiáng)跨國公司的下屬公司，其中典型的是?？松芯颗c工程公司、UOP公司、巴斯夫公司。它們的母公司是世界石油化工的巨頭，母公司還開展煉油新工藝開發(fā)、工藝設(shè)計(jì)、成套設(shè)備提供等業(yè)務(wù)。近年來，國外催化劑依賴其優(yōu)良的性能大舉進(jìn)入中國市場，相當(dāng)部分催化劑是與煉油新工藝一起推出的。

基于對行業(yè)前景的判斷和對市場競爭的預(yù)期，湖南建長決定利用現(xiàn)有的獨(dú)特技術(shù)和生產(chǎn)體系，聯(lián)合科研力量，角力催化劑市場。

攻伐篇——團(tuán)結(jié)才是力量

研發(fā)與生產(chǎn)互為銜接，不可偏廢。俗話說，“兄弟同心，其利斷金”，技術(shù)與生產(chǎn)一旦結(jié)合，其效果往往是無往而不利的。

用李國繁的話說，湖南建長在工業(yè)應(yīng)用和推廣上、在工程技術(shù)經(jīng)驗(yàn)上極具自身優(yōu)勢，整個(gè)團(tuán)隊(duì)又具有一種蓬勃向上的朝氣，責(zé)任心強(qiáng)，愛崗敬業(yè)。湖南建長剖析自身優(yōu)勢，聯(lián)合技術(shù)力量，在催化劑產(chǎn)業(yè)化方面進(jìn)行了嘗試和探索。他們與石科院、國防科技大學(xué)、浙江大學(xué)、湖南師范大學(xué)等高校、科研院所有著長期的合作關(guān)系。

李國繁將這種合作模式用四個(gè)字概括為“相輔相成”。

實(shí)踐證明，這種模式真正將科研出成果、產(chǎn)品出效益落到了實(shí)處，其中尤以湖南建長與林民博士的合作最為典型。

李國繁說：“林民博士等研究人員與我們既有合作又有分工，我們側(cè)重于技術(shù)轉(zhuǎn)化過程中的工程技術(shù)解決方案方面的研究開發(fā)?！笔紫龋瑸槿缡圃旱妊芯繂挝淮罱夹g(shù)轉(zhuǎn)化的平臺，提供良好的實(shí)驗(yàn)設(shè)施。在進(jìn)行生產(chǎn)的同時(shí)，還為院所科研人員準(zhǔn)備了從實(shí)驗(yàn)室小試、到中試放大和工業(yè)實(shí)驗(yàn)的設(shè)施，并不斷完善，每年均投入相當(dāng)規(guī)模的資金添置實(shí)驗(yàn)設(shè)備；其次，對技術(shù)成果的判斷不以短期是否見效為目的，不追求“短平快”，不搞短期行為，而是注重前瞻性，從實(shí)驗(yàn)室基礎(chǔ)研究即開始關(guān)注，并開展各項(xiàng)合作工作。例如每年均與石科院一起開展大量的技術(shù)探索性實(shí)驗(yàn)等；再次，是對技術(shù)和科研人員高度尊重、高度負(fù)責(zé)，特別注重對技術(shù)的保密。在技術(shù)轉(zhuǎn)化中發(fā)揮擁有設(shè)備、電器、儀表、工藝等專業(yè)人員比較齊全的優(yōu)勢，與研究單位一起配合技術(shù)成果轉(zhuǎn)化進(jìn)行工程技術(shù)開發(fā)工作，加快了技術(shù)成果的轉(zhuǎn)化進(jìn)度。

在管理理念上，明確生產(chǎn)是完成“今天”效益、科研是實(shí)現(xiàn)“明天”發(fā)展；明確科研工作不僅僅是“花錢”的事，也是“創(chuàng)效益”的最佳方式，因此公司每年優(yōu)先保障的是科研資金；重視人才隊(duì)伍的建設(shè)和科技人員的激勵，立足自身的資源有目的和針對性的培養(yǎng)人才，給專業(yè)技術(shù)人員提供了成長通道，使其安心科研技術(shù)工作。

相關(guān)統(tǒng)計(jì)顯示，我國的科技成果轉(zhuǎn)化率十分低下，而湖南建長與石科院的合作，可以說是科研成果產(chǎn)業(yè)化方面的成功典范。

吳慰祖院士(右四)、舒心田院士(右三)與岳陽市委書記易煉紅(左四)在院士工作站成立儀式上

催化劑分公司總經(jīng)理、公司董事長談文芳(前排右一)、公司總經(jīng)理李國繁(前排左一)與公司黨委書記余立輝(后排右一)指導(dǎo)工作

建長石化將這一合作模式的特點(diǎn)總結(jié)為：一是互相充分信任，企業(yè)相信研究院所技術(shù)實(shí)力能夠幫助企業(yè)解決問題，研究院所相信企業(yè)能夠幫助其將實(shí)驗(yàn)室的科研成果轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品。在信任的前提下，雙方有了堅(jiān)定的信心，能夠克服一切困難險(xiǎn)阻；二是優(yōu)勢互補(bǔ)，企業(yè)的優(yōu)勢是成果轉(zhuǎn)化中的工程技術(shù)能力強(qiáng)，工業(yè)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)多，研究院所研究工作扎實(shí)，兩者結(jié)合加快了成果轉(zhuǎn)化的速度，也使雙方人員在不同領(lǐng)域都增長了知識，更加有利今后的工作；三是雙方溝通密切，方式形式多樣，使得互相了解對方的需要，有的放矢。

舒心田院士(中)高從堦院士(左五)視察工作

收獲篇——合作帶來共贏

湖南建長是中石化股份公司催化劑分公司下屬的控股子公司，1992年為實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)新一代連續(xù)重整催化劑工業(yè)化生產(chǎn)，由石科院和中石化長嶺煉化等幾家單位出資成立。之后在不斷的創(chuàng)新和技術(shù)進(jìn)步中，將鈦硅分子篩、擇形分子篩、烷基化催化劑、非晶態(tài)合金催化劑、異構(gòu)化催化劑、異構(gòu)降凝催化劑等等新產(chǎn)品推向市場，企業(yè)規(guī)模不斷地?cái)U(kuò)大。

經(jīng)過近20年的發(fā)展，通過與石科院緊密合作，湖南建長已經(jīng)形成科研——生產(chǎn)——市場一體化的催化劑技術(shù)創(chuàng)新和市場營銷體系，擁有一批國內(nèi)一流、國際領(lǐng)先水平的產(chǎn)品。其中：“PS系列連續(xù)重整催化劑(PS——IV、PS——V、PS——VI、PS——VII)和特種催化材料(RPSA分子篩、ZRP——5系列分子篩、ZHP系列分子篩、β分子篩、HTS分子篩)兩個(gè)系列新產(chǎn)品，達(dá)到了國際先進(jìn)水平，經(jīng)專家組評審認(rèn)定為高新技術(shù)產(chǎn)品；2002年公司開發(fā)的新產(chǎn)品PS——IV催化劑和HTS分子篩產(chǎn)品通過部委鑒定，分別認(rèn)定為：“國際領(lǐng)先”和“國際首創(chuàng)”。2001年，SRNA非晶微晶合金加氫催化劑被科技部確定為“2001年國家重點(diǎn)新產(chǎn)品計(jì)劃”，“非晶微晶合金加氫催化劑生產(chǎn)裝置”分別被科技部和湖南省確定為“火炬計(jì)劃項(xiàng)目”、“湖南省重點(diǎn)火炬計(jì)劃項(xiàng)目”和“湖南省產(chǎn)業(yè)化開發(fā)項(xiàng)目”；同時(shí)“特種催化材料產(chǎn)業(yè)化”項(xiàng)目被湖南省確定為省高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)化引導(dǎo)資金資助項(xiàng)目。公司近年來取得了一系列在國內(nèi)外有重大影響的科研成果，先后獲得過2003年度國家科技進(jìn)步二等獎、2009年度國家科技進(jìn)步一等獎、2010年度國家技術(shù)發(fā)明二等獎、以及中石化科技進(jìn)步一等獎2項(xiàng)、發(fā)明一等獎1項(xiàng)，擁有授權(quán)專利10項(xiàng)，其中發(fā)明專利2項(xiàng)。

以林民博士的HTS分子篩為例，隨著市場對含氧有機(jī)化合物的需求日益增多，烴類選擇氧化在石油化工中已占有極其重要的地位。傳統(tǒng)的氧化體系和氧化工藝過程，存在工藝過程復(fù)雜，反應(yīng)條件苛刻，對環(huán)境污染嚴(yán)重等缺陷，限制了含氧有機(jī)化合物的生產(chǎn)和應(yīng)用，催化氧化催化劑的開發(fā)是氧化工藝開發(fā)的重要核心。

林民博士解決了HTS分子篩工業(yè)生產(chǎn)六大核心技術(shù)：設(shè)計(jì)建成了鈦硅分子篩水解成膠設(shè)備，解決了水解速度匹配難度大和熱效應(yīng)大的問題；開發(fā)了低溫成膠、高溫晶化技術(shù)，解決了HTS合成重復(fù)性問題；在分子篩生產(chǎn)中首次提出膜分離技術(shù)的應(yīng)用，解決了亞納米超小顆粒分子篩材料的過濾問題；首次開發(fā)出分子篩微波干燥新技術(shù)，解決了亞納米分子篩干燥問題，大幅度提高了生產(chǎn)效率和自動化水平；研究并提出了HTS脫模板劑焙燒新概念，設(shè)計(jì)建成了相應(yīng)裝置，避免了HTS焙燒過程中的“飛溫”問題；優(yōu)化了二次改性技術(shù)，突破了現(xiàn)有鈦硅分子篩合成Ti含量上限，保證了穩(wěn)定性和選擇性。

石科院利用獨(dú)特的合成技術(shù)，創(chuàng)造性地開發(fā)了具有空心構(gòu)型鈦硅分子篩(HTS分子篩)，并實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化生產(chǎn)。產(chǎn)品具有良好的催化氧化性能，同時(shí)兼具優(yōu)異的穩(wěn)定擇形效果，解決了現(xiàn)有鈦硅分子篩活性低和制備重復(fù)性差的問題。HTS分子篩具有催化氧化活性高、選擇性好，性能穩(wěn)定等特點(diǎn)。在開發(fā)這種新穎的空心結(jié)構(gòu)鈦硅分子篩過程中，獲得了六個(gè)中國發(fā)明制備專利和一項(xiàng)中國發(fā)明產(chǎn)品專利，并獲得美國、歐洲和日本的產(chǎn)品發(fā)明專利授權(quán)。

2001年中石化股份公司巴陵分公司建立了一套采用HTS分子篩的500t/a環(huán)己酮氨肟化中試裝置，2003年建成了50000t/a環(huán)己酮氨肟化工業(yè)實(shí)驗(yàn)裝置。2002年6月，“鈦硅分子篩的研制與開發(fā)”通過中國石油化工股份公司科學(xué)技術(shù)鑒定，鑒定意見為：“HTS分子篩可直接作為催化劑用于催化環(huán)己酮氨氧化、苯酚羥基化和丙烯環(huán)氧化等反應(yīng)過程，目的產(chǎn)物收率高，選擇性好，可使用低濃度雙氧水作氧化劑，在溫和條件下進(jìn)行催化氧化，簡化了傳統(tǒng)氧化工藝過程，可實(shí)現(xiàn)清潔生產(chǎn)。該空心結(jié)構(gòu)鈦硅分子篩催化劑屬國際首創(chuàng)，處于國際先進(jìn)水平。具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益?！表?xiàng)目于2010年獲得國家發(fā)明二等獎。

2003年1月25t/aHTS分子篩(試驗(yàn))生產(chǎn)線建成投產(chǎn)，2007年在原有的基礎(chǔ)上擴(kuò)建成50t/aHTS分子篩(工業(yè))生產(chǎn)線。通過近9年的生產(chǎn)，形成了一套先進(jìn)的工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)。在HTS分子篩的生產(chǎn)中，建長于2004年獲得“梭式電加熱焙燒爐”實(shí)用新型專利(專利號：ZL200420113828.X)，2007年獲得“一種分子篩催化劑微波干燥處理的方法和裝置”發(fā)明專利(專利號：2007102000082)，2011年申請了“一種分子篩催化劑微波焙燒的方法和裝置”發(fā)明專利。

HTS分子篩在工業(yè)生產(chǎn)中不僅僅要求計(jì)量準(zhǔn)確、要防物料堵塞，而且要防污染，防止工序之間混雜。通過近6年的生產(chǎn)研究，這些難點(diǎn)都得到了解決，在生產(chǎn)的不同工序過程采用不同材質(zhì)的工藝設(shè)備，確保HTS分子篩制備中不被污染；采用獨(dú)特的硅、鈦水解方法，合理控制水解的進(jìn)程，實(shí)現(xiàn)硅羥基和鈦羥基的有效結(jié)合，在組成中盡量增加鈦的含量，提高分子篩的活性，在對分子篩進(jìn)行兩次改性處理，提高分子篩的活性中心利用率、調(diào)整結(jié)構(gòu)、增強(qiáng)穩(wěn)定性。

鈦硅分子篩的發(fā)明是烴類選擇氧化的重大突破，HTS分子篩的工業(yè)制備是鈦硅分子篩制備技術(shù)的巨大進(jìn)步。

石科院開發(fā)的HTS分子篩制備工藝具有重復(fù)性好、性能穩(wěn)定、制造成本相對較低等優(yōu)點(diǎn)，與國外同類產(chǎn)品對比，轉(zhuǎn)化率高10％，選擇性高11％，壽命高49％，穩(wěn)定處理量約是其1.7倍，售價(jià)只有其60％，綜合指標(biāo)遠(yuǎn)超過國外同類產(chǎn)品。

此外，新型連續(xù)重整催化劑開發(fā)與應(yīng)用徹底解決了進(jìn)口催化劑“水土不服”的問題，攻克了芳烴重整裝置擴(kuò)能后再生能力受限制的難題，僅從催化劑的芳烴產(chǎn)率、液體收率、氫氣產(chǎn)率的增加值來計(jì)算，每年就可新增利潤上千萬元。用國產(chǎn)催化劑替代進(jìn)口還能大大降低成本。真正將科研出成果，產(chǎn)品出效益落到了實(shí)處，成為湖南“十一五”期間依靠科技創(chuàng)新做大做強(qiáng)現(xiàn)代工業(yè)的一個(gè)縮影。

遠(yuǎn)望篇——催化技術(shù)脊梁

時(shí)下，新的催化工藝正在改變傳統(tǒng)大規(guī)模化工的面貌。

李國繁說，“應(yīng)該在滿足國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需求的同時(shí)，在節(jié)能減排、環(huán)境治理等方面下功夫?！濉陂g，我們規(guī)劃做精做強(qiáng)催化材料產(chǎn)業(yè)，特別是實(shí)現(xiàn)催化氧化反應(yīng)‘綠色化’的鈦硅分子篩……”

“十一五”期間，建長石化已經(jīng)建設(shè)投產(chǎn)“1000t/a連續(xù)重整催化劑生產(chǎn)裝置”，項(xiàng)目建成后年產(chǎn)銷連續(xù)重整催化劑有望達(dá)1000噸以上，將占領(lǐng)國內(nèi)連續(xù)重整催化劑80％以上的市場，并擴(kuò)大海外市場的份額；預(yù)計(jì)每年將新增產(chǎn)值1.54億元，新增利潤2309萬元，新增稅收762萬元。

閔恩澤院士(中)與催化劑分公司副總經(jīng)濟(jì)師、公司董事曹平建(左一)親切交談

“十二五”期間建長公司還將建設(shè)“200t/a HTS分子篩生產(chǎn)裝置”、“100 t/a RBS催化劑生產(chǎn)裝置”、“1000t/a化工催化劑生產(chǎn)裝置”、“2000t/a重整催化劑載體生產(chǎn)裝置”、“500t/a固體超強(qiáng)酸烷基化催化劑裝置”等。

“十二五”規(guī)劃項(xiàng)目投產(chǎn)后，預(yù)計(jì)能滿足相應(yīng)石油化工領(lǐng)域發(fā)展對催化劑的需求，為相應(yīng)的催化劑使用企業(yè)創(chuàng)造良好的效益。如僅中石化系統(tǒng)內(nèi)的己內(nèi)酰胺生產(chǎn)廠家改用環(huán)己酮肟貝克曼重排工藝后，每年均能節(jié)省生產(chǎn)成本上億元；而苯乙烯生產(chǎn)裝置和二甲苯異構(gòu)化生產(chǎn)裝置的投產(chǎn)，均能給生產(chǎn)企業(yè)帶來可觀利潤，成為石油化工又好又快發(fā)展的“催化劑”。

2007年～2020年，建長公司發(fā)展的總體戰(zhàn)略是：以穩(wěn)固煉油化工催化劑為主，重點(diǎn)發(fā)展特種催化材料和重整催化劑；做精做強(qiáng)烷基化、異構(gòu)化、催化氧化、非晶態(tài)合金加氫、貝克曼重排等特種催化劑；加速發(fā)展甲醇轉(zhuǎn)化、天然氣合成油及煤化工等替代石油生產(chǎn)催化劑。爭取到2020年左右發(fā)展成為世界一流的特種催化材料和特種催化劑的制造商和供應(yīng)商。實(shí)現(xiàn)年產(chǎn)值8億元，利潤約1億元。

李國繁，男，漢族，吉林省吉林市人，本科文化程度，經(jīng)濟(jì)師職稱，生于1959年6月，1978年參加工作，1992年參與籌備并調(diào)入湖南建長石化股份有限公司，現(xiàn)為公司董事兼總經(jīng)理。

林民，男，福建永泰人，博士，中國石油化工股份有限公司石油化工科學(xué)研究院教授級高級工程師，中國石化學(xué)術(shù)技術(shù)帶頭人；主要從事石油化工產(chǎn)品清潔高效生產(chǎn)技術(shù)開發(fā)、催化氧化新材料和催化劑研究。