從石化技術(shù)開(kāi)發(fā)案例探索自主創(chuàng)新之路-全文預(yù)覽
【正文】 化纖股份有限公司，已經(jīng)從2002年的虧損轉(zhuǎn)化為2005年的贏利。3）、以磁穩(wěn)定床己內(nèi)酰胺加氫精制新技術(shù)替代高錳酸鉀氧化精制工藝。取得再創(chuàng)新的成果有：1）、在己內(nèi)酰胺苯甲酸加氫裝置上使用非晶態(tài)鎳甲烷化助劑有效解決了CO在Pd表面的吸附而引起的Pd催化劑的可逆失活。4） 、己內(nèi)酰胺精制采用苯與水分離，苯與水旋蒸發(fā)等新技術(shù)集成，再與高濃度己內(nèi)酰胺磁穩(wěn)定床加氫相結(jié)合，開(kāi)發(fā)成功一套己內(nèi)酰胺精制流程，比原有流程短、污染減少、消耗降低，特別是產(chǎn)品質(zhì)量得到明顯改善，有利于開(kāi)拓新市場(chǎng)。與現(xiàn)有裝置相比，省掉氨氧化、NOX吸收、Pd/C催化劑加氫等工序；不需要循環(huán)壓縮機(jī)、空壓機(jī)等大型輔助設(shè)備，設(shè)備投資和能耗大大降低；反應(yīng)條件溫和、運(yùn)行成本低、產(chǎn)品質(zhì)量好、環(huán)境友好。巴陵分公司的己內(nèi)酰胺生產(chǎn)就采用苯為原料，苯法生產(chǎn)己內(nèi)酰胺的流程框圖如下所示：環(huán)己烷環(huán)己烷氧化環(huán)己酮肟化環(huán)己酮肟重排己內(nèi)酰胺精制氫氣苯空氣氫氣 磷酸羥胺己內(nèi)酰胺成品環(huán)己酮對(duì)巴陵石化苯法引進(jìn)裝置的消化、吸收、再創(chuàng)新，是利用多年導(dǎo)向性基礎(chǔ)研究積累的仿生催化劑、鈦硅分子篩、非晶態(tài)合金等新催化材料；CSTR反應(yīng)器/無(wú)機(jī)膜過(guò)濾、磁穩(wěn)定床等新反應(yīng)工程；和仿生催化環(huán)己烷氧化代替無(wú)催化劑氧化、環(huán)己酮氨肟化一步法合成環(huán)己酮肟代替四步法等新反應(yīng)來(lái)進(jìn)行創(chuàng)新攻關(guān)。在2000年，由于國(guó)外己內(nèi)酰胺傾銷(xiāo)、貸款還息負(fù)擔(dān)重、初期運(yùn)轉(zhuǎn)開(kāi)停頻繁等原因，這兩套裝置年虧損近4億元。自2001年以來(lái)已連續(xù)四年進(jìn)口數(shù)量超過(guò)300kt，產(chǎn)品自給率僅約35%，并且需求仍在不斷增長(zhǎng)。設(shè)計(jì)一個(gè)均勻磁場(chǎng)的磁穩(wěn)定床反應(yīng)器還要取得優(yōu)化線圈設(shè)計(jì)，優(yōu)化線圈安裝間距，設(shè)備磁格柵內(nèi)構(gòu)件，強(qiáng)制水冷等工程知識(shí)，最后把這些知識(shí)聯(lián)想到一起，才將非晶態(tài)鎳合金催化劑與磁穩(wěn)定床反應(yīng)器應(yīng)用于己內(nèi)酰胺加氫過(guò)程，首次在國(guó)際上實(shí)現(xiàn)工業(yè)化。通過(guò)冷模研究，認(rèn)識(shí)了磁穩(wěn)定床的床層結(jié)構(gòu)與磁場(chǎng)強(qiáng)度、催化劑物性、流體流速等操作參數(shù)的關(guān)系，得到了磁穩(wěn)定床的操作相圖。由于鎳鋁非晶態(tài)合金催化劑具有優(yōu)異的低溫加氫活性，同時(shí)又具有磁性；由于我對(duì)磁穩(wěn)定床的認(rèn)識(shí)，于是聯(lián)想到非晶態(tài)鎳合金與磁穩(wěn)定床集成來(lái)研究。這使我進(jìn)一步認(rèn)識(shí)到磁穩(wěn)定床的重要意義。同時(shí)利用化學(xué)法抽鋁生成的偏鋁酸鈉溶液來(lái)合成分子篩，實(shí)現(xiàn)零排放清潔生產(chǎn)。NiB、NiP非晶態(tài)合金的結(jié)構(gòu)是亞穩(wěn)態(tài)，其比表面積不足1m2/g，比Raney Nickel 的140m2/g低許多，活性也不夠高。這使我認(rèn)識(shí)到要開(kāi)發(fā)新催化劑，首先需要研究新催化材料。80年代初，我負(fù)責(zé)組建石科院基礎(chǔ)研究部。非連續(xù)式技術(shù)進(jìn)步連續(xù)式全新科學(xué)知識(shí)：非晶態(tài)、磁穩(wěn)定床原有科學(xué)知識(shí)：晶態(tài)、釜式投入的人力、物力 圖4：化工技術(shù)進(jìn)步的S型曲線非晶態(tài)鎳合金催化劑和磁穩(wěn)定床反應(yīng)工藝技術(shù)創(chuàng)新過(guò)程又有什么啟示呢？去年秋天，我與來(lái)自四川家鄉(xiāng)的一位畫(huà)家討論創(chuàng)新。上述原始性、集成創(chuàng)新的啟示是：實(shí)現(xiàn)原始性創(chuàng)新的途徑之一是把現(xiàn)有技術(shù)的科學(xué)知識(shí)基礎(chǔ)轉(zhuǎn)移到全新的科學(xué)知識(shí)基礎(chǔ)上。國(guó)外研究開(kāi)發(fā)磁穩(wěn)定床一直未采用工業(yè)催化劑和反應(yīng)體系，所以沒(méi)有工業(yè)化。圖3顯示了在多種有機(jī)合成的加氫反應(yīng)中，非晶態(tài)鎳合金的活性都比晶態(tài)的Raney鎳高，所以非晶態(tài)鎳合金就是一個(gè)原始創(chuàng)新，其中包括使其骨架化和穩(wěn)態(tài)的組成配方。2005年國(guó)家技術(shù)發(fā)明一等獎(jiǎng)中有哪些原始創(chuàng)新和集成創(chuàng)新呢？先談非晶態(tài)合金催化劑。下面試圖從近年石化開(kāi)發(fā)成功并工業(yè)化的兩個(gè)案例，
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