闵恩泽院士__技术自主创新之路探

石化技术自主创新之路的探寻闵恩泽二00八年·北京胡锦涛总书记在党的十七大报告中提出促进国民经济又好又快发展，要提高自主创新能力，建设创新型国家。这是国家发展战略的核心，是提高综合国力的关键。温故而知新回顾国内外石化技术发明的历史总结规律，指导未来怎样找到自主创新的正确思想和工作方法呢？技术进步S型曲线的启示–原始创新必须转移技术的科学知识基础与画家一席谈之后–创新来自联想，联想源于博学广识和集体智慧西游记主题歌–各尽所能的团队精神，不断战胜困难坚持到底的精神报告内容——自主创新的三条体会（1）技术进步S型曲线的启示RichardFoster在“Innovation:theAttacker’sAdvantage《创新:进攻者的优势》”一书中首先提出“S-型曲线的技术进步规律”。技术进步的S-型曲线成熟期加速成长期起始期发展极限连续性技术进步人力、物力投入技术进步有意义的开端技术进步S型曲线（连续式）1930~1980年间，化学工业中的重大新技术开发就遵循了这种S-型曲线的技术进步规律技术进步S型曲线（非连续式）——转移技术的科学知识基础非连续性技术进步人力、物力投入技术进步非连续式技术进步产生时，70%的情况下技术领先地位易手，现有技术的领先者不再是领先者原有科学知识A连续式全新科学知识B非连续式非连续式技术的发明创造人，要具有深刻的洞察力去认识现有技术的极限，设想出绕过它们去开拓的可能途径，并把这些构思成功地变为现实日常生活中的原始创新案例原有科学知识基础新的科学知识基础火车牵引蒸汽机车柴油机车柴油机车电气机车电视机阴极射像管液晶电视照相机胶卷照相数码照相印刷铅字排版激光照排石油化工原始创新案例原有科学知识基础新科学知识基础新催化材料重油裂化催化剂渣油裂化催化剂无定型硅铝蒙脱土层柱结晶硅铝（分子筛）累托石层柱新反应工程催化重整催化裂化半再生固定床密相流化床连续再生移动床提升管新反应醋酸生产环己酮肟乙醛氧化法四步法甲醇低压羰化法“原子经济”一步法（2）与画家一席谈的启示绘画如何创新?——“创新来自联想”创新来自联想——与四川画家一席谈广泛写生山水画峨眉山三峡联想,引起灵感青城山险峻的奇峰都江堰……青翠的树林奔腾的江流古老的工程美景山水画创新我的感悟画家临摹古今中外的名画，我们要博览古今中外的论文、专利、著作汲取精华；醒悟清楚自己科研的起点是“详人之不详，补人之所缺，还是自主开拓创新”我们不是去“游历名山大川，师法自然”，而是到国家政府部门、技术市场、企业工厂、产品用户中去了解国家和市场需求设想开展什么研究课题–为当前生产、销售以及规划、决策服务需要–为开发下一代新产品和新工艺需要–为开发新兴技术，形成新兴产业需要安排好近、中、远的研究课题市场需要（近期、下一代技术、长远性、战略性、基础性）创新构思的形成–科研开发中的经验–文献的启示–试验中的意外发现–移植其他学科的知识–会议启发–不同专业、学科的交叉–集体讨论创新构思形成后开展的科学实验–科研中的发现与发明–攻克的技术难关国内外石化技术创新联想什么？创新常来自联想联想源于博学广识和集体智慧分子筛催化裂化催化剂发明的案例发明结晶分子筛，转移了裂化催化剂的科学知识基础，带来了跨越式技术进步，被誉为“60年代炼油工业的技术革命”硅铝晶内催化分子筛70年代60年代催化裂化催化剂性能小球催化剂的裂化性能增量（优于硅铝）CaHXMnHXREHXC5+汽油+9.4+6.7+5.9干气-1.8-1.7-1.5焦炭-2.0-1.4-2.2表面催化PlankCJ.TheInventionofZeoliteCrackingCatalysts–APersonalViewpoint.汽油产率提高1%，使美孚石油公司年增加利润100万美元美孚石油公司要求改进硅铝裂化催化剂，来降低催化裂化气体和焦炭产率分子筛催化裂化剂发明中的联想市场需求1953年，H.Blanding发表的一篇论文：要改进催化裂化催化剂，要从减少积碳入手0.01秒时，裂化活性为20分时的750倍，活性下降是由催化剂积炭造成的，所以减少积炭即可提高活性。分子筛催化裂化剂发明中的联想文献启发受此启发：C.P.Plank与E.J.Ronsinski认为：理想的催化剂应是一种活性中心可以控制的、孔径要比裂化分子稍大的中孔催化剂F.H.Dickey和L.Pauling的论文中提出分子模板概念用于制备吸附剂受此启发，C.P.Plank利用分子模板制备新催化材料：分子筛硅铝凝胶分子筛催化裂化剂发明中的联想文献启发C.P.Plank在科研中发现：当时的催化剂活性评价方法CAT-A法不适用，必须首先开发一个能清楚区分不同裂化催化剂选择性的方法分子筛具有高活性和高选择性金属离子、铵离子交换可以提高催化剂性能分子筛催化裂化剂发明中的联想科研中的发现与发明将制成的分子筛加入无定型硅铝，制成小球裂化催化剂，1962年移动床催化裂化装置上试用成功试制成功微球分子筛裂化催化剂用于流化床催化裂化由于该技术的采用，到1968年，美国石油炼制装置节约投资3亿美元，节省原油、多产汽油，每天还增加100万美元收益分子筛催化裂化剂发明中的联想工业催化剂的研制与应用1956年下半年，E.J.Rosinski参加了C.J.Plank研究小组的工作P.B.Weisz和V.J.Frilette提出从无定形硅铝的“表面催化”(SurfaceCatalysis)到分子筛的“晶内催化”（IntracrystallineCatalysis）的概念分子筛催化裂化剂发明中的联想科研中的集体智慧了解市场需求受文献启发科研中有原始创新原始创新推向工业化集体智慧创新来自联想，联想源于博学广识和集体智慧分子筛催化裂化剂发明中的联想信息总结2005年国家技术发明一等奖研发时间——1984-2005，历时20年“非晶态合金催化剂和磁稳定床反应工艺的创新与集成”发明案例这一技术发明是如何联想的？1984年，石科院成立基础研究室1976年美国纽约科学院“固体无机物的催化化学”主题讨论会选择新催化材料领域的启发选择非晶态合金作为一个领域开展研究非晶态合金符合发展新催化材料要求非晶态合金表面缺欠多——形成的催化活性中心数目多表面原子配位不饱和——催化活性高所有金属和非金属均可形成非晶态合金，组成变化范围大，寻找新催化剂的范围广，成功机会多非晶态镍合金催化剂中的集成创新冶金急冷法（冷却速度：106K/秒）化学法碱抽铝非晶态镍合金偏铝酸钠溶液合成分子筛原始创新技术跨跃式进步非晶态镍合金替代雷尼镍晶态合金晶态雷尼镍催化活性中心—仅存在于边角非晶态镍合金催化活性中心—存在于表面和边角,数量大大增加0102030405060708090100加氢转化率/%CO甲烷化双键叁键苯环硝基腈基羰基不同官能团类型雷尼镍非晶态镍非晶态镍合金和雷尼镍加氢活性比较非晶态合金催化剂工厂非晶态镍催化剂工业生产并广泛应用广泛用于医药、农药、化纤、基本有机原料等行业的有机合成加氢反应中磁稳定流化床开发1970年去伊朗了解了国外反应工程前沿，磁稳定流化床的优越性新催化材料——配套开发新反应器–科研开发的经验充分发挥催化材料的性能往往需要开发新反应工程–分子筛裂化催化剂–非晶态合金具有良好低温加氢活性和磁性配套开发磁稳定床床层流化床提升管反应器搅拌釜反应器返混严重，效率低催化剂分离困难磁场控制催化剂，形成流化态的固定床兼有流化床和固定床的优点磁稳定床代替搅拌釜实现原始创新磁稳定床加氢装置反应器引进的搅拌釜磁稳定床体积（m3）203.2催化剂单耗(Kg/t)0.210.06提高优级品产率当年创效1500万元工业应用现状2003年世界上首次建成第一套磁稳定床己内酰胺加氢精制装置目前已建5套工业装置科研中的发现磁稳定床的操作相图，保证反应保持在链式状态磁稳定床操作相图01020304050607080901000.350.400.450.500.550.600.650.700.750.800.85链状区3.22.51.81.40.7UL(x10-2m/s)1.1散粒区磁聚区床层空隙率磁场强度H(kA/m)散粒状态链式状态磁聚状态最佳操作状态工业化过程中的创新均匀磁场的磁稳定床的设计建立了均匀磁场设计数学模型己内酰胺溶解氢加氢精制新工艺磁稳定床反应器结构示意图“非晶态合金催化剂与磁稳定床反应工艺的创新与集成”中的联想市场需求科研开发经验的启示不同专业和学科的交叉非晶态合金催化剂制造中的发现与发明磁稳定流化床开发中的技术创新联想源于博学广识创新中的集体石油化工科学研究院原东北工学院材料系复旦大学化学系中国石化巴陵分公司中国石化石家庄化纤公司中国石化工程建设公司……联想源于集体智慧单项技术–苯法-甲苯法组合己内酰胺重排反应–钛硅分子筛环己酮氨肟化–磁稳定床加氢精制替代氧化精制工艺–钌基甲烷化助剂应用–超临界二氧化碳再生技术成套技术–巴陵石化苯法己内酰胺引进装置的成套绿色化改造–石家庄化纤甲苯法己内酰胺引进装置的成套绿色化改造己内酰胺引进装置消化、吸收、再创新（应用原始创新、集成创新技术进行改造）己内酰胺绿色成套技术作为中国石化的世界领先技术在国内外展览吴仪副总理参观己内酰胺模型摩洛哥副总统参观己内酰胺模型2006年10月在深圳”高交会”展览己内酰胺模型（3）西游记主题歌的启示你挑着担，我牵着马，迎来日出送走晚霞。踏平坎坷成大道，斗罢艰险又出发，又出发你挑着担，我牵着马，翻山涉水两肩霜花。风云雷电任叱咤，一路豪歌向天涯，向天涯啦……啦……一番番春秋冬夏，一场场酸甜苦辣。敢问路在何方，路在脚下。自主创新的精神支柱各尽所能的团队精神；战胜困难，坚持到底的精神唐僧为西天取经领军人物目标明确、意志坚定、坚忍不拔、不达目的誓不罢休唐僧的用人之道–合理分工、因材而用–大胆使用能人–以情御人–论功行赏、互利双赢读《唐僧的用人之道》的启发（巩喜昌，中国石化，2008，5月，44-45页）读《唐僧的用人之道》的启发孙悟空：西天取经的中坚骨干力量–赤胆忠心、能征善战、勇于攻坚–武艺高超，拥有“多种新式武器”–找土地爷了解情况，求龙王爷相助–找玉皇大帝、如来佛、观世音菩萨求救猪八戒：看家护院，作第二梯队，也有斩妖除魔功绩。沙和尚：后勤支持，脚踏实地，忠诚老实，任劳任怨2006年，“非晶态合金催化剂和磁稳定床反应工艺的创新与集成”获得了2005年度国家技术发明一等奖。这个项目的研究和开发历时二十年，回顾其中不断战胜困难、坚持到底的历程，我曾写一首打油诗来表达。我们二十年的酸甜苦乐市场需求、好奇推动、苦苦思索、趣味无穷灵感突现、豁然开朗、发现创新、十分快乐高兴之余、烦恼又起、或为人员、或为条件还有试验挫折，更有竞争对手的抗阻，好似吃“麻辣烫”，又辣又爱，坚持下去，终获成果谢谢大家！