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(yè)使用的是鄰苯二甲酸酯類增塑劑,這種傳統(tǒng)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(huán)保增塑劑不僅安全性更高,而且使用效果更好。生產(chǎn)新型環(huán)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(chǎn)量存在巨大的缺口,這就嚴重限制了新型環(huán)保增塑劑的生產(chǎn)。
為了解決這個問題,我們可以通過氫甲?;夹g(shù),將石油和煤炭中低廉的烯烴轉(zhuǎn)化成2-丙基庚醇等高端化學產(chǎn)品,助力新型環(huán)保增塑劑的發(fā)展。不僅如此,這項技術(shù)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(fā)展戰(zhàn)略。遺憾的是,這是一項“卡脖子”技術(shù)。從1982年到現(xiàn)在,國內(nèi)40多個生產(chǎn)企業(yè)采用的都是國外技術(shù)。國外廠商設(shè)置巨大的轉(zhuǎn)讓門檻,費用超40億元,給利潤微薄的生產(chǎn)企業(yè)帶來沉重的負擔。此外,國外技術(shù)還存在知識產(chǎn)權(quán)風險,國內(nèi)某企業(yè)曾因?qū)@麊栴}被索賠近7.5億元。沒有自主技術(shù),新型增塑劑難以被推廣使用,我們還要繼續(xù)使用有毒害的傳統(tǒng)增塑劑,整個新材料產(chǎn)業(yè)被死死掐住。
習近平總書記曾指出,具有自主知識產(chǎn)權(quán)的核心技術(shù),是企業(yè)的“命門”所在。企業(yè)必須在核心技術(shù)上不斷實現(xiàn)突破,掌握更多具有自主知識產(chǎn)權(quán)的關(guān)鍵技術(shù),掌控產(chǎn)業(yè)發(fā)展主導權(quán)。對于我們而言,核心技術(shù)就是烯烴氫甲酰化技術(shù)。中海油煉油化工科學研究院(北京)有限公司充分利用國內(nèi)豐富的烯烴資源,創(chuàng)新地開展差異化、高附加值產(chǎn)品研發(fā)。
然而,這項技術(shù)在國內(nèi)理論不夠完善,想要實現(xiàn)從零到一的突破絕非易事,面臨兩大技術(shù)難題:一是降低氫甲?;磻须s質(zhì)含量,提高選擇性,將烯烴轉(zhuǎn)化為更多的高端產(chǎn)品;二是在溫和條件下,提高反應的速度,進一步提高產(chǎn)量。打個比方,烯烴氫甲?;拖褡龅案猓N是面粉,產(chǎn)品是蛋糕,我們的目標,就是又快又好。面對這個挑戰(zhàn),國內(nèi)一些機構(gòu)曾做過相關(guān)嘗試,他們從工藝角度入手展開研究,但沒有實現(xiàn)技術(shù)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(shù)據(jù)。鏖戰(zhàn)2年,我們終于打破了國外的技術(shù)封鎖,開發(fā)出關(guān)鍵催化劑——“雙膦配體”。它能夠精準制備出我們需要的產(chǎn)品,相當于做蛋糕的時候,提供了一個模具,可以依據(jù)需求制作出不同形狀的面點。具體而言,我們創(chuàng)新地從烯烴原料出發(fā),將催化劑設(shè)計成啞鈴狀結(jié)構(gòu),讓它可以在溫和的條件下,定向結(jié)合原料烯烴,發(fā)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(zhàn),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(huán)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(xié)力完成了設(shè)備搭建。當我們以為大功告成的時候,現(xiàn)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(fā)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(shù)就好了?!?/p>
那可不行!這不僅是買就能解決的問題?!懊T”不能交給別人,產(chǎn)業(yè)發(fā)展主導權(quán)必須自己拿回。這關(guān)乎國家經(jīng)濟發(fā)展,我們不能被別人牽著鼻子走;這也關(guān)乎生活方方面面,我們也不要承受傳統(tǒng)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(chuàng)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(fā)展,守衛(wèi)公眾健康。
帶著信念,我們重新投入這場戰(zhàn)役中。經(jīng)過30多次的項目討論,50多次的配方實驗,數(shù)以千次的計算模擬,我們改變?nèi)〈奈恢?,調(diào)控空間結(jié)構(gòu),從而大幅提高了催化效率。歷經(jīng)3年的奮戰(zhàn),團隊在2020年圓滿完成了實驗任務。
我們團隊所開發(fā)的配體催化劑損耗降低25%,選擇性提高12%,使用性能優(yōu)于國外產(chǎn)品。在談判桌上,面對激烈的競爭,國產(chǎn)氫甲?;夹g(shù)脫穎而出,一舉拿下了國內(nèi)企業(yè)的大型招標采購。短時間內(nèi),我們的銷售總額達到1.1億元,為客戶節(jié)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(fā)的技術(shù),高效利用碳資源,為國內(nèi)煉化企業(yè)開辟了一條差異化、特色化技術(shù)路線,為國家雙碳工程貢獻了力量。2020年,我們的技術(shù)獲得了石油和化學工業(yè)聯(lián)合會技術(shù)發(fā)明一等獎,被選為石油石化好技術(shù)年度推薦項目。評審會上,5位院士專家一致認為,這項技術(shù)創(chuàng)新性強、指標先進,達到國際領(lǐng)先水平,這意味著我們突破了“卡脖子”技術(shù),意味著我們拿回產(chǎn)業(yè)發(fā)展主導權(quán),意味著“命門”掌握在自己手中。曾經(jīng),阿基米德想撬動地球,他苦苦尋找一個支點;現(xiàn)在,我們用催化劑,撬動了一個產(chǎn)業(yè),我們的支點,來自創(chuàng)新,來自自己的技術(shù),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(chuàng)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(xiàn)在,我們有自己的工業(yè)催化。你看未來,在你我的努力下、在各個領(lǐng)域,還會有更多的創(chuàng)新與突破!