湖南建长：“挺起催化技术的脊梁”

文/庞贝 丁玉路

湖南建长：“挺起催化技术的脊梁”

文/庞贝 丁玉路

新催化材料是发明新催化剂、新工艺和原始技术创新的源泉，已经成为解决当今世界能源、清洁生产和环境等重大课题的前提和核心技术。作为以“清洁燃料油”和形成“清洁工艺”的核心技术——催化材料为主导产品的高新技术企业，湖南建长石化股份有限公司(湖南建长)经过近20年的发展，成为石油化工催化剂，特别是特种催化材料方面的有生力量。

2010年，其与中石化股份公司石油化工科学研究院(石科院)合作完成的项目——“催化氧化新材料——空心钛硅分子筛”获国家技术发明二等奖，此前的2009年，“石脑油催化重整成套技术的开发与应用”获国家科学技术进步一等奖。

空心钛硅分子筛的第一发明人石科院教授级高工林民博士提起自己与湖南建长的合作，语带恳切：“湖南建长是中国新型催化材料和催化剂生产的技术脊梁，没有他们在中试和工业生产中的良好合作，就不会有催化氧化新材料空心钛硅分子筛产品的成功开发。”作为高科技产品新催化材料的开发和生产的重要企业，湖南建长不仅代表了企业，也代表了国家的催化技术发展水平。

催化剂的主要作用是降低化学反应的活化能，加快反应速度，因此被广泛应用于炼油、化工、制药、环保等行业。催化剂的技术进展是推动这些行业发展最有效的动力之一。

林民博士说：“我们不应该只看到做应用的人，而应该把他们(做催化剂的人)推向前台。他们是默默做事的人，正是他们使技术得以完成，使工业化得以实现。”“别看这个企业规模不是很大，但他们挺起了技术的脊梁！”

林民博士口中的“技术脊梁”并不是那么好当的，除上述两个奖项外，湖南建长还曾获国家技术进步一等奖一项，国家科技进步二等奖两项，其他奖励和荣誉更是不胜枚举。

李国繁，湖南建长总经理，总结自己这个团队成功的经验，认为这些归功于科学的企业理念，归功于良好的创新合作模式。

李大东院士(左一)与中石化石油化工科学研究院院长龙军(前右一)到湖南建长参观指导

谋略篇——眼界决定方向

“上兵伐谋”，做企业亦是如此。

我们日常生活中要用到大量的化学品。在化工领域，催化剂是核心，反应工程是基础。开发利用适宜的催化剂可以通过提高反应速度和目标产品的收率，提升生产企业经济效益。此外，催化剂的发展对促进石油化工等支柱产业及保护人类生存环境等都有极其重要的作用。

相关统计显示，全世界石油加工的产值为940多亿美元，基本有机化工和精细化工分别为520亿和480亿美元左右，虽然在产量上，后二者之和低于前者，但是其产值已超过石油加工，而且呈上升趋势。新型催化剂、高效催化反应技术和催化新材料及催化反应制备技术的创新是推动这些产业发展的核心。其中，环保用催化工艺及相应的新型催化材料及催化剂制备精细化的发展是关键，也是今后催化剂技术的主要发展方向。这一点显然已成为业界共识。

湖南建长近年来此类产品销售量、销售额和利润等指标逐年增长，对公司经营活动的贡献比重逐渐增加，也有力地印证了这一推断。预计到“十二五”末期，公司超过90％以上的营业收入将来源于此。

在催化剂市场竞争领域，目前，国际上的大催化剂公司已经没有地域的概念，他们采取兼并、合作或合资建厂的方式广泛拓展在世界各地的业务，达到占领市场的目的。

世界主要催化剂公司大都集中在欧美地区，其中有相当一部分是世界500强跨国公司的下属公司，其中典型的是埃克森研究与工程公司、UOP公司、巴斯夫公司。它们的母公司是世界石油化工的巨头，母公司还开展炼油新工艺开发、工艺设计、成套设备提供等业务。近年来，国外催化剂依赖其优良的性能大举进入中国市场，相当部分催化剂是与炼油新工艺一起推出的。

基于对行业前景的判断和对市场竞争的预期，湖南建长决定利用现有的独特技术和生产体系，联合科研力量，角力催化剂市场。

攻伐篇——团结才是力量

研发与生产互为衔接，不可偏废。俗话说，“兄弟同心，其利断金”，技术与生产一旦结合，其效果往往是无往而不利的。

用李国繁的话说，湖南建长在工业应用和推广上、在工程技术经验上极具自身优势，整个团队又具有一种蓬勃向上的朝气，责任心强，爱岗敬业。湖南建长剖析自身优势，联合技术力量，在催化剂产业化方面进行了尝试和探索。他们与石科院、国防科技大学、浙江大学、湖南师范大学等高校、科研院所有着长期的合作关系。

李国繁将这种合作模式用四个字概括为“相辅相成”。

实践证明，这种模式真正将科研出成果、产品出效益落到了实处，其中尤以湖南建长与林民博士的合作最为典型。

李国繁说：“林民博士等研究人员与我们既有合作又有分工，我们侧重于技术转化过程中的工程技术解决方案方面的研究开发。”首先，为如石科院等研究单位搭建技术转化的平台，提供良好的实验设施。在进行生产的同时，还为院所科研人员准备了从实验室小试、到中试放大和工业实验的设施，并不断完善，每年均投入相当规模的资金添置实验设备；其次，对技术成果的判断不以短期是否见效为目的，不追求“短平快”，不搞短期行为，而是注重前瞻性，从实验室基础研究即开始关注，并开展各项合作工作。例如每年均与石科院一起开展大量的技术探索性实验等；再次，是对技术和科研人员高度尊重、高度负责，特别注重对技术的保密。在技术转化中发挥拥有设备、电器、仪表、工艺等专业人员比较齐全的优势，与研究单位一起配合技术成果转化进行工程技术开发工作，加快了技术成果的转化进度。

在管理理念上，明确生产是完成“今天”效益、科研是实现“明天”发展；明确科研工作不仅仅是“花钱”的事，也是“创效益”的最佳方式，因此公司每年优先保障的是科研资金；重视人才队伍的建设和科技人员的激励，立足自身的资源有目的和针对性的培养人才，给专业技术人员提供了成长通道，使其安心科研技术工作。

相关统计显示，我国的科技成果转化率十分低下，而湖南建长与石科院的合作，可以说是科研成果产业化方面的成功典范。

吴慰祖院士(右四)、舒心田院士(右三)与岳阳市委书记易炼红(左四)在院士工作站成立仪式上

催化剂分公司总经理、公司董事长谈文芳(前排右一)、公司总经理李国繁(前排左一)与公司党委书记余立辉(后排右一)指导工作

建长石化将这一合作模式的特点总结为：一是互相充分信任，企业相信研究院所技术实力能够帮助企业解决问题，研究院所相信企业能够帮助其将实验室的科研成果转化为产品。在信任的前提下，双方有了坚定的信心，能够克服一切困难险阻；二是优势互补，企业的优势是成果转化中的工程技术能力强，工业生产经验多，研究院所研究工作扎实，两者结合加快了成果转化的速度，也使双方人员在不同领域都增长了知识，更加有利今后的工作；三是双方沟通密切，方式形式多样，使得互相了解对方的需要，有的放矢。

舒心田院士(中)高从堦院士(左五)视察工作

收获篇——合作带来共赢

湖南建长是中石化股份公司催化剂分公司下属的控股子公司，1992年为实现国产新一代连续重整催化剂工业化生产，由石科院和中石化长岭炼化等几家单位出资成立。之后在不断的创新和技术进步中，将钛硅分子筛、择形分子筛、烷基化催化剂、非晶态合金催化剂、异构化催化剂、异构降凝催化剂等等新产品推向市场，企业规模不断地扩大。

经过近20年的发展，通过与石科院紧密合作，湖南建长已经形成科研——生产——市场一体化的催化剂技术创新和市场营销体系，拥有一批国内一流、国际领先水平的产品。其中：“PS系列连续重整催化剂(PS——IV、PS——V、PS——VI、PS——VII)和特种催化材料(RPSA分子筛、ZRP——5系列分子筛、ZHP系列分子筛、β分子筛、HTS分子筛)两个系列新产品，达到了国际先进水平，经专家组评审认定为高新技术产品；2002年公司开发的新产品PS——IV催化剂和HTS分子筛产品通过部委鉴定，分别认定为：“国际领先”和“国际首创”。2001年，SRNA非晶微晶合金加氢催化剂被科技部确定为“2001年国家重点新产品计划”，“非晶微晶合金加氢催化剂生产装置”分别被科技部和湖南省确定为“火炬计划项目”、“湖南省重点火炬计划项目”和“湖南省产业化开发项目”；同时“特种催化材料产业化”项目被湖南省确定为省高新技术产业化引导资金资助项目。公司近年来取得了一系列在国内外有重大影响的科研成果，先后获得过2003年度国家科技进步二等奖、2009年度国家科技进步一等奖、2010年度国家技术发明二等奖、以及中石化科技进步一等奖2项、发明一等奖1项，拥有授权专利10项，其中发明专利2项。

以林民博士的HTS分子筛为例，随着市场对含氧有机化合物的需求日益增多，烃类选择氧化在石油化工中已占有极其重要的地位。传统的氧化体系和氧化工艺过程，存在工艺过程复杂，反应条件苛刻，对环境污染严重等缺陷，限制了含氧有机化合物的生产和应用，催化氧化催化剂的开发是氧化工艺开发的重要核心。

林民博士解决了HTS分子筛工业生产六大核心技术：设计建成了钛硅分子筛水解成胶设备，解决了水解速度匹配难度大和热效应大的问题；开发了低温成胶、高温晶化技术，解决了HTS合成重复性问题；在分子筛生产中首次提出膜分离技术的应用，解决了亚纳米超小颗粒分子筛材料的过滤问题；首次开发出分子筛微波干燥新技术，解决了亚纳米分子筛干燥问题，大幅度提高了生产效率和自动化水平；研究并提出了HTS脱模板剂焙烧新概念，设计建成了相应装置，避免了HTS焙烧过程中的“飞温”问题；优化了二次改性技术，突破了现有钛硅分子筛合成Ti含量上限，保证了稳定性和选择性。

石科院利用独特的合成技术，创造性地开发了具有空心构型钛硅分子筛(HTS分子筛)，并实现了工业化生产。产品具有良好的催化氧化性能，同时兼具优异的稳定择形效果，解决了现有钛硅分子筛活性低和制备重复性差的问题。HTS分子筛具有催化氧化活性高、选择性好，性能稳定等特点。在开发这种新颖的空心结构钛硅分子筛过程中，获得了六个中国发明制备专利和一项中国发明产品专利，并获得美国、欧洲和日本的产品发明专利授权。

2001年中石化股份公司巴陵分公司建立了一套采用HTS分子筛的500t/a环己酮氨肟化中试装置，2003年建成了50000t/a环己酮氨肟化工业实验装置。2002年6月，“钛硅分子筛的研制与开发”通过中国石油化工股份公司科学技术鉴定，鉴定意见为：“HTS分子筛可直接作为催化剂用于催化环己酮氨氧化、苯酚羟基化和丙烯环氧化等反应过程，目的产物收率高，选择性好，可使用低浓度双氧水作氧化剂，在温和条件下进行催化氧化，简化了传统氧化工艺过程，可实现清洁生产。该空心结构钛硅分子筛催化剂属国际首创，处于国际先进水平。具有良好的经济效益和社会效益。”项目于2010年获得国家发明二等奖。

2003年1月25t/aHTS分子筛(试验)生产线建成投产，2007年在原有的基础上扩建成50t/aHTS分子筛(工业)生产线。通过近9年的生产，形成了一套先进的工业生产技术。在HTS分子筛的生产中，建长于2004年获得“梭式电加热焙烧炉”实用新型专利(专利号：ZL200420113828.X)，2007年获得“一种分子筛催化剂微波干燥处理的方法和装置”发明专利(专利号：2007102000082)，2011年申请了“一种分子筛催化剂微波焙烧的方法和装置”发明专利。

HTS分子筛在工业生产中不仅仅要求计量准确、要防物料堵塞，而且要防污染，防止工序之间混杂。通过近6年的生产研究，这些难点都得到了解决，在生产的不同工序过程采用不同材质的工艺设备，确保HTS分子筛制备中不被污染；采用独特的硅、钛水解方法，合理控制水解的进程，实现硅羟基和钛羟基的有效结合，在组成中尽量增加钛的含量，提高分子筛的活性，在对分子筛进行两次改性处理，提高分子筛的活性中心利用率、调整结构、增强稳定性。

钛硅分子筛的发明是烃类选择氧化的重大突破，HTS分子筛的工业制备是钛硅分子筛制备技术的巨大进步。

石科院开发的HTS分子筛制备工艺具有重复性好、性能稳定、制造成本相对较低等优点，与国外同类产品对比，转化率高10％，选择性高11％，寿命高49％，稳定处理量约是其1.7倍，售价只有其60％，综合指标远超过国外同类产品。

此外，新型连续重整催化剂开发与应用彻底解决了进口催化剂“水土不服”的问题，攻克了芳烃重整装置扩能后再生能力受限制的难题，仅从催化剂的芳烃产率、液体收率、氢气产率的增加值来计算，每年就可新增利润上千万元。用国产催化剂替代进口还能大大降低成本。真正将科研出成果，产品出效益落到了实处，成为湖南“十一五”期间依靠科技创新做大做强现代工业的一个缩影。

远望篇——催化技术脊梁

时下，新的催化工艺正在改变传统大规模化工的面貌。

李国繁说，“应该在满足国民经济发展的需求的同时，在节能减排、环境治理等方面下功夫。‘十二五’期间，我们规划做精做强催化材料产业，特别是实现催化氧化反应‘绿色化’的钛硅分子筛……”

“十一五”期间，建长石化已经建设投产“1000t/a连续重整催化剂生产装置”，项目建成后年产销连续重整催化剂有望达1000吨以上，将占领国内连续重整催化剂80％以上的市场，并扩大海外市场的份额；预计每年将新增产值1.54亿元，新增利润2309万元，新增税收762万元。

闵恩泽院士(中)与催化剂分公司副总经济师、公司董事曹平建(左一)亲切交谈

“十二五”期间建长公司还将建设“200t/a HTS分子筛生产装置”、“100 t/a RBS催化剂生产装置”、“1000t/a化工催化剂生产装置”、“2000t/a重整催化剂载体生产装置”、“500t/a固体超强酸烷基化催化剂装置”等。

“十二五”规划项目投产后，预计能满足相应石油化工领域发展对催化剂的需求，为相应的催化剂使用企业创造良好的效益。如仅中石化系统内的己内酰胺生产厂家改用环己酮肟贝克曼重排工艺后，每年均能节省生产成本上亿元；而苯乙烯生产装置和二甲苯异构化生产装置的投产，均能给生产企业带来可观利润，成为石油化工又好又快发展的“催化剂”。

2007年～2020年，建长公司发展的总体战略是：以稳固炼油化工催化剂为主，重点发展特种催化材料和重整催化剂；做精做强烷基化、异构化、催化氧化、非晶态合金加氢、贝克曼重排等特种催化剂；加速发展甲醇转化、天然气合成油及煤化工等替代石油生产催化剂。争取到2020年左右发展成为世界一流的特种催化材料和特种催化剂的制造商和供应商。实现年产值8亿元，利润约1亿元。

李国繁，男，汉族，吉林省吉林市人，本科文化程度，经济师职称，生于1959年6月，1978年参加工作，1992年参与筹备并调入湖南建长石化股份有限公司，现为公司董事兼总经理。

林民，男，福建永泰人，博士，中国石油化工股份有限公司石油化工科学研究院教授级高级工程师，中国石化学术技术带头人；主要从事石油化工产品清洁高效生产技术开发、催化氧化新材料和催化剂研究。