





黎劍浩
中海油煉油化工科學研究院(北京)有限公司
塑料給我們的生活帶來了便利,而增塑劑是提高塑料性能必不可少的組分。目前,我國八成以上的企業使用的是鄰苯二甲酸酯類增塑劑,這種傳統的增塑劑具有極強的生殖毒性和極高的致癌性,其毒性是三聚氰胺的20倍。與之相比,新型環保增塑劑不僅安全性更高,而且使用效果更好。生產新型環保增塑劑,離不開一種高端化學原料——2-丙基庚醇。當下,我國的2-丙基庚醇產量存在巨大的缺口,這就嚴重限制了新型環保增塑劑的生產。
為了解決這個問題,我們可以通過氫甲酰化技術,將石油和煤炭中低廉的烯烴轉化成2-丙基庚醇等高端化學產品,助力新型環保增塑劑的發展。不僅如此,這項技術還能夠制備其他的高端化學品,滿足市場需求,符合國家重大發展戰略。遺憾的是,這是一項“卡脖子”技術。從1982年到現在,國內40多個生產企業采用的都是國外技術。國外廠商設置巨大的轉讓門檻,費用超40億元,給利潤微薄的生產企業帶來沉重的負擔。此外,國外技術還存在知識產權風險,國內某企業曾因專利問題被索賠近7.5億元。沒有自主技術,新型增塑劑難以被推廣使用,我們還要繼續使用有毒害的傳統增塑劑,整個新材料產業被死死掐住。
習近平總書記曾指出,具有自主知識產權的核心技術,是企業的“命門”所在。企業必須在核心技術上不斷實現突破,掌握更多具有自主知識產權的關鍵技術,掌控產業發展主導權。對于我們而言,核心技術就是烯烴氫甲酰化技術。中海油煉油化工科學研究院(北京)有限公司充分利用國內豐富的烯烴資源,創新地開展差異化、高附加值產品研發。
然而,這項技術在國內理論不夠完善,想要實現從零到一的突破絕非易事,面臨兩大技術難題:一是降低氫甲酰化反應中雜質含量,提高選擇性,將烯烴轉化為更多的高端產品;二是在溫和條件下,提高反應的速度,進一步提高產量。打個比方,烯烴氫甲酰化就像做蛋糕,烯烴是面粉,產品是蛋糕,我們的目標,就是又快又好。面對這個挑戰,國內一些機構曾做過相關嘗試,他們從工藝角度入手展開研究,但沒有實現技術突破。
在這種情況下,一支主要由“80后”組成的科研團隊,迎難而上,開啟征程。在那些披星戴月、奮勇向前的日子里,陪伴我們的,是資料、是方案、是試劑、是數據。鏖戰2年,我們終于打破了國外的技術封鎖,開發出關鍵催化劑——“雙膦配體”。它能夠精準制備出我們需要的產品,相當于做蛋糕的時候,提供了一個模具,可以依據需求制作出不同形狀的面點。具體而言,我們創新地從烯烴原料出發,將催化劑設計成啞鈴狀結構,讓它可以在溫和的條件下,定向結合原料烯烴,發揮作用后快速分離,又精確又高效。
從實驗室走向工廠,又是另一個挑戰,我們面臨的不僅是成品的放大,也是困難的放大。不如實驗室的干凈整潔,化工廠遠離城市,條件簡陋、環境惡劣,團隊成員不畏南方的濕熱、北方的風沙,長期工作在冬冷夏熱的簡易板房,通宵達旦地倒班成了生活的全部。團隊成員奮斗在一線,齊心協力完成了設備搭建。當我們以為大功告成的時候,現實卻是無情打擊——催化效率大幅降低,遠不及之前實驗室的水平。而此時,項目臨近交付,上百萬元的研發成本、1000個日夜的努力,才見眉目的希望眼看就要破滅,每個人頂著巨大的壓力。有人說:“別做了,買別人的技術就好了。”
那可不行!這不僅是買就能解決的問題。“命門”不能交給別人,產業發展主導權必須自己拿回。這關乎國家經濟發展,我們不能被別人牽著鼻子走;這也關乎生活方方面面,我們也不要承受傳統增塑劑的傷害。作為科技工作者,我們告訴自己,別人能做的,我們也能做;我們堅持創新,將會做得更好。我們要用這雙沾滿油污的手,以特別的方式筑起城墻,貢獻民生發展,守衛公眾健康。
帶著信念,我們重新投入這場戰役中。經過30多次的項目討論,50多次的配方實驗,數以千次的計算模擬,我們改變取代基的位置,調控空間結構,從而大幅提高了催化效率。歷經3年的奮戰,團隊在2020年圓滿完成了實驗任務。
我們團隊所開發的配體催化劑損耗降低25%,選擇性提高12%,使用性能優于國外產品。在談判桌上,面對激烈的競爭,國產氫甲酰化技術脫穎而出,一舉拿下了國內企業的大型招標采購。短時間內,我們的銷售總額達到1.1億元,為客戶節省成本6000萬元,使他們擺脫了長期受制于國外的不利局面。更重要的是,這項自主研發的技術,高效利用碳資源,為國內煉化企業開辟了一條差異化、特色化技術路線,為國家雙碳工程貢獻了力量。2020年,我們的技術獲得了石油和化學工業聯合會技術發明一等獎,被選為石油石化好技術年度推薦項目。評審會上,5位院士專家一致認為,這項技術創新性強、指標先進,達到國際領先水平,這意味著我們突破了“卡脖子”技術,意味著我們拿回產業發展主導權,意味著“命門”掌握在自己手中。曾經,阿基米德想撬動地球,他苦苦尋找一個支點;現在,我們用催化劑,撬動了一個產業,我們的支點,來自創新,來自自己的技術,這將是一次里程碑式的勝利。
回望征途,充滿的是坎坷與挫敗。是科技強國的信念,是敢于創新的勇氣,讓我們跨越這片星辰大海,也讓我們再接再厲。你看過去,我們有自己的海洋石油;你看現在,我們有自己的工業催化。你看未來,在你我的努力下、在各個領域,還會有更多的創新與突破!