從石化技術(shù)開(kāi)發(fā)案例探索自主創(chuàng)新之路(編輯修改稿)
2025-06-07 12:00 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 來(lái)制備非晶態(tài)鎳合金，并且用化學(xué)抽鋁的辦法來(lái)提高比表面，這才走上創(chuàng)新之路。以后又利用冶金、化工等專(zhuān)業(yè)的知識(shí)來(lái)開(kāi)發(fā)非晶態(tài)鎳合金。設(shè)計(jì)了特殊坩堝、噴嘴、銅輥等來(lái)克服NiAl體系粘稠、易氧化等性質(zhì)對(duì)采用急冷法制備非晶態(tài)合金的困阻；優(yōu)化制造工藝，提高成品率，終于開(kāi)發(fā)成功具有工業(yè)化價(jià)值的非晶態(tài)合金催化劑。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)。目前，鎳系非晶態(tài)合金已建成工廠，形成系列產(chǎn)品，并廣泛用于：己內(nèi)酰胺加氫精制、苯甲酸加氫過(guò)程中部分代替Pd/C催化劑、多種醫(yī)藥中間體加氫、葡萄糖加氫制山梨醇等。對(duì)于磁穩(wěn)定床反應(yīng)器，我于1970年去伊朗參加第二屆國(guó)際化學(xué)工程會(huì)議，聽(tīng)到?？松娟P(guān)于磁穩(wěn)定流化床的報(bào)告，開(kāi)始認(rèn)識(shí)到這是一種新型反應(yīng)器，具有流化床和固定床反應(yīng)器的優(yōu)點(diǎn)。后來(lái)又讀到?？松A(chǔ)研究實(shí)驗(yàn)室主任在美國(guó)西北大學(xué)所作的一份報(bào)告，他把金屬原子簇、液膜分離、磁穩(wěn)定床作為長(zhǎng)遠(yuǎn)研究的領(lǐng)域。這使我進(jìn)一步認(rèn)識(shí)到磁穩(wěn)定床的重要意義。60年代高活性的分子篩裂化催化劑出現(xiàn)后，首先是在原有催化裂化的流化床反應(yīng)器中使用，反應(yīng)時(shí)間為幾分鐘，由于反應(yīng)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，造成催化劑上更多積碳，選擇性變壞；于是開(kāi)發(fā)了提升管反應(yīng)器，反應(yīng)時(shí)間幾秒鐘，使分子篩的高活性、高選擇性充分發(fā)揮。這使我認(rèn)識(shí)到：一個(gè)新催化材料發(fā)現(xiàn)后，要配套開(kāi)發(fā)新型反應(yīng)器來(lái)充分發(fā)揮其優(yōu)越性。因而在發(fā)明非晶態(tài)鎳合金催化劑后，開(kāi)始思考如何開(kāi)發(fā)配套的新反應(yīng)器。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。磁穩(wěn)定床與固定床不同，又有別與常規(guī)流化床，有其自身的復(fù)雜性。這就需要去獲得許多有關(guān)它的科學(xué)技術(shù)知識(shí)。為了掌握磁場(chǎng)對(duì)磁穩(wěn)定床床層結(jié)構(gòu)影響規(guī)律，給磁穩(wěn)定床操作和設(shè)計(jì)提供依據(jù)，2000年建設(shè)了磁穩(wěn)定床冷模實(shí)驗(yàn)裝置。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。隨磁場(chǎng)強(qiáng)度由小到大的變化，床層出現(xiàn)三種形式：散粒狀態(tài)、鏈?zhǔn)綘顟B(tài)、磁聚狀態(tài)。床層在鏈?zhǔn)綘顟B(tài)操作時(shí)，磁性顆粒的南北極性端排列有序，鏈與鏈間空隙均勻，不形成溝流，液固接觸好，對(duì)反應(yīng)有利。這些知識(shí)使我們認(rèn)識(shí)到要控制磁穩(wěn)定床操作，實(shí)現(xiàn)鏈?zhǔn)椒磻?yīng)。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(xiàn)圈設(shè)計(jì)，優(yōu)化線(xiàn)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。從這段非晶態(tài)合金催化劑和磁穩(wěn)定床反應(yīng)器的開(kāi)發(fā)過(guò)程，可以看出它的成功是對(duì)市場(chǎng)需要、科研開(kāi)發(fā)經(jīng)驗(yàn)、新催化材料、新反應(yīng)工程、新反應(yīng)、其他交叉學(xué)科專(zhuān)業(yè)知識(shí)等信息聯(lián)想而來(lái)。所以它的啟示是：自主創(chuàng)新來(lái)自聯(lián)想，聯(lián)想源于博學(xué)廣識(shí)和集體智慧。二、消化、吸收、再創(chuàng)新的案例己內(nèi)酰胺綠色成套技術(shù)的開(kāi)發(fā)ε己內(nèi)酰胺（簡(jiǎn)稱(chēng)己內(nèi)酰胺）是生產(chǎn)錦綸6纖維和尼龍6工程塑料的單體，廣泛應(yīng)用于紡織面料、地毯、汽車(chē)部件、包裝薄膜等制造業(yè)，在我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展中是一種緊缺的重要化工原料。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)。目前，中國(guó)已成為世界上己內(nèi)酰胺消費(fèi)增長(zhǎng)最快的國(guó)家，%左右。中國(guó)石化巴陵分公司引進(jìn)一套以苯為原料生產(chǎn)己內(nèi)酰胺的5萬(wàn)噸/年裝置，這是世界上采用最多的工藝，耗資25億元人民幣。中國(guó)石化石家莊化纖股份有限公司引進(jìn)一套5萬(wàn)噸/年以甲苯為原料的裝置，耗資35億元人民幣。在2000年，由于國(guó)外己內(nèi)酰胺傾銷(xiāo)、貸
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