实践出真知 磨炼沉积蕴——记中石化石油化工科学研究院副总工程师宗保宁及其团队

胡 敬

宗保宁

2020年1月，在中国石油化工股份有限公司2020年工作会上，集团公司总经理马永生将“2019年度中国石化科技创新功勋奖”这一“百万大奖”颁给了石油化工科学研究院副总工程师宗保宁，以奖励其为把中国石化建设成为世界一流的能源化工公司做出的重大贡献。

事实上，近几年，宗保宁频频收获奖励和荣誉，包括2005年度唯一的国家技术发明奖一等奖、何梁何利科学与技术进步奖、侯德榜化工科学技术成就奖和首届全国创新争先奖等。但很显然，宗保宁对这些都不愿过多地去提及，只一句“一切都是水到渠成的”就一笔带过，但他却反复强调行业围绕国家重大需求展开研究的重大意义，而这，也是他历30年沉淀收获的最大感悟。

国需民需即我需

在2008年1月8日召开的国家科技奖励大会上，2007年度国家最高科学技术奖授予我国炼油催化应用科学的奠基人、时年84岁高龄的闵恩泽院士。在国家最需要的时候，是他领着团队站出来，历半个多世纪风雨磨炼，点石成金，燃烧自己，照亮了中国催化能源化工产业的前程。而闵老先生，就是影响宗保宁一生的导师。

什么是化学催化工业？它能发挥什么作用？何以引起国家如此的重视？对很多普通的老百姓来说，他们或许会有这样的疑惑。

但其实化学催化工业就在我们的身边。我们身上穿的衣服、上班用的电脑、出门坐的汽车、天上飞的飞机……没有一个不跟它有关系。人民生活水平的不断提高和对美好生活的向往，需要更多、更好的化工产品的支撑和保障。化学工业关系国家重大需求和国计民生，而催化剂是化工产业发展的“牛鼻子”。在化工领域，催化剂是核心，反应工程是基础。就是靠着它们，使那些原本对人类用处不是很大的物质发生神奇的变化，成为人们急需的新物质。

改革开放以来，我国化工产业在老一辈化工人的努力推进下取得了长足的进步，多年发展，逐渐形成了门类较为齐全的产业布局。但未来发展不容乐观，开发和应用绿色化工成为化工工业持续发展的必由之路，除此之外，依赖度较高，大而不强，精细化率不高等成为限制我国化工产业向前发展的“卡脖子”问题，需要新一代化工人去一一破解。

对自主创新的重要性，身为闵恩泽院士学生的宗保宁多年耳闻目睹，有着深刻的感触：

新中国成立后，我国的炼油催化剂因为受到美国封锁只能从苏联进口，然而到了20世纪60年代初，由于中苏关系紧张，催化剂的供应被迫中断，但催化剂的制备作为核心机密掌握在国外公司手中。闵恩泽先生临危受命承担了相应催化剂的研发工作。他设计的催化剂被成功地应用到炼油生产中，使我国的炼油催化剂从无到有，再到追赶上世界先进水平，最后甚至可以走出国门运用到国外炼油生产中。“落后就要挨打，自主才能创新”，多年潜移默化，在宗保宁的印象里，不管是听前辈讲起还是自己亲身体会，这样的领悟还有很多，中国尼龙所走过的漫长自主创新之路就是其中一个。

20世纪80年代，宗保宁慕名前往石油化工科学研究院，师从闵恩泽院士。彼时，中国刚步入温饱线的年代，尼龙生产全部依赖进口。为确保老百姓穿的、戴的、用的向多样化发展的需求，中国投资百亿元人民币从国外引进了多套尼龙生产设备。但尴尬的是很长一段时间以来，设备运转起来每年都会亏损上亿元人民币，多的时候甚至还超过了200亿元人民币。特别是占据尼龙市场绝对地位的以尼龙6,6为代表的聚酰胺产品，中国在相关领域的研究积累几乎为零。

现场调研

瞄准这一国家需求，从跟随恩师开启己内酰胺（即尼龙-6单体）基础研究起，之后坚持围绕尼龙产业相关研究持续创新，宗保宁“至今做这一件事情已经30余年”，亲身见证和推进了中国尼龙的跨越式转变。

针对引进技术亏损的困境，宗保宁和他的同事进行了多年攻关，终在2008年实现一步法生产己内酰胺。他们在催化剂上寻求突破，将钛硅分子筛与浆态床集成用于生产环己酮肟，将纯硅分子筛与移动床集成用于环己酮肟重排，将非晶态镍催化剂与磁稳定床集成用于己内酰胺精制，同时从原子经济的角度引入氮原子，使整个工艺流程得以简化，装置投资下降了70%，生产成本下降了50%，氮原子利用率近100%。

研究虽然取得了突破，但宗保宁及其团队并没有因此而止步，他坚信己内酰胺反应过程还可以更优化，因而带领团队继续寻找更优答案。在他们的坚持下，新环己酮、过氧化氢项目接连获得成功，其中起着关键作用的过氧化氢项目，打破了国外浆态床过氧化氢生产技术的封锁，通过新的技术，加氢效率提高了一倍。

“从过去的亏损，几乎全部依赖进口到现在的尼龙6,6的产量超过400万吨，全球市场占有率超过了百分之五六十，如今，中国石化在己内酰胺技术上早已迈入世界一流。”“从20多年前尼龙产品高达4万多元一吨，到现在只需要1万多元就可以”“过去穿尼龙丝袜是个奢侈的行为，现在不论是同种品质的衣服还是其他产品，价格都便宜了一大半！”每每提及这些改变，可以看出宗保宁是发自心底的欢喜，这是成果惠及于民的成就感和价值感，也是这些年支撑他坚持向前的动力源泉。

事实上，扭转中国尼龙落后局面只是宗保宁及其团队这些年坚持自主创新的奋斗缩影。为打破国外浆态床过氧化氢生产技术的封锁，带领团队历经15年开发过氧化氢生产技术；在国际上首次实现非晶态镍催化剂的工业生产和应用，并出口到欧美市场；为应对国六乙醇汽油和MTBE禁用的挑战，带领团队发展C4利用新技术……这些年来，从非晶态镍催化剂和磁稳定床反应器、己内酰胺、过氧化氢的突破性研究，到应对国6标准乙醇汽油挑战的碳四利用，宗保宁的每一个研究无不是服务于中国石化、服务于国家的最新需求。对他来说，这是老一辈传承留下的宝贵经验财富，也是自己多年亲身体会坚定的基本原则。不管在什么时候，“国需民需即我需；国魂民魂即我魂！”成了他内心的一杆秤。性格使然虽不总挂在嘴边，但已经深入骨髓。

由点到面的全流程创新

“科研只有服务于国家、服务于时代，才能体现它的价值。”正因为认清了价值方向，让宗保宁在几十年的风雨征程中，立足行业所缺，披荆斩浪，收获了累累果实。

雷尼镍是用量最大的加氢催化剂之一，自发明近百年来一直被广泛地应用在化工生产中。这种催化剂是晶体状态型的，在实际应用中有比较明显的缺陷：一是制造过程中污染环境；二是反应效率低。国外各大化工公司先后涉足该领域研究，均未取得突破。

闵恩泽在实验室指导宗保宁等研究生

1985年，闵恩泽院士读到一篇有关非晶态合金催化材料性质的研究报告，他敏锐地意识到把晶态催化剂转移到非晶态合金的新科学知识上，可能会开辟一个新催化材料领域。在他的主张下，非晶态合金成为石科院的导向性基础研究重点工作之一。宗保宁就是在这样的情形之下，成为非晶态合金催化剂课题研究的第一位硕士研究生。

面对一个炼油工业过去从未涉及的全新领域，宗保宁和其他课题研究成员遇上的困难可想而知。这是一个艰苦的过程，没有现成的模式可依，唯有摸着石头一步步向前探索；没有现成的装置，他们便自己设计建造……从小试做起，他们一点点摸索技术的可行性，终于1991年完成基础研究和实验室研究，先后发现骨架镍的结构由晶态转变为非晶态，加氢活性可以提高3～5倍，攻克了非晶态镍晶化温度低和比表面积小这两个难题。此后，他们摸清了磁稳定床中流化态及反应的规律，认识了磁稳定床的床层结构与磁场强度、催化剂物性、反应空速等参数之间的关系，实现了均匀磁场的工业放大，并于1995年完成中型试验研究，1997年开始实施工业化进程。

埋首耕耘积跬步，从头而越行千里。多年风雨历练，宗保宁在催化研究领域翻越了一座又一座高山，攻克了一个又一个难题，从点到面，迎来了百花齐放：先后在非晶态镍催化剂和磁稳定床反应器、己内酰胺、过氧化氢和碳四利用等领域都创造了诸多创新贡献。但他并没有止步于此，“科学技术唯有搬下高阁实现产业化，才能真正实现其价值，在事关国家经济和国民生活的化工产业尤为如此。”为实现造福国家、造福百姓的梦想，他和团队义无反顾地踏上一条一般科研人员避之不及的工业产业化道路，不遗余力地将一切可以应用的技术推向工业应用，推向产业市场。

凭借在非晶态镍催化剂和磁稳定床反应器基础研究上取得的创新成果，他和团队又坚持在不断碰壁和失败中找到了具有工业应用价值的反应体系，于1997年开始在中国石化巴陵分公司进行中试冷模试验，最终成功解决了最佳操作参数和磁场均匀放大等问题，为之后的工业放大和应用建立了一套完整的数学模型。依托这一系列创新突破，他们率先在国际上实现了非晶态镍催化剂的工业生产和应用，全面替代骨架镍催化剂，并成功将技术产品出口到欧美市场。磁稳定床反应器在国际上首次实现了工业应用，中石化共有8套工业装置投产运行。

非晶态催化剂材料的研究是一个世界性科技难题，此前尚无成功的先例。名列世界企业500强前茅的美国埃克森公司曾把它作为公司核心研究课题之一，耗费近20年时间，至今仍未工业应用，而宗保宁和团队历时30年持续攻关终有所成。2006年1月9日，宗保宁凭借“非晶态合金催化剂和磁稳定床反应工艺的创新与集成技术”成为2005年度唯一一项国家技术发明奖一等奖得主。

立足国家和百姓需求；在一线中了解问题，发现问题，并将问题凝练成科学问题；用科学知识去解决技术和产业的实际问题，再在实践中凝练科学问题……从实践中来，到实践中去，宗保宁的科研之路在不断循环往复的过程中驶入了良性循环的轨道。技术创新也从最初的一个点，到一个产品，再到系列技术和产品促进整个化工厂及整个产业上的全流程创新。从点到面，全链条贯通，成果强力推动了相关行业的壮大和发展。

凭借在己内酰胺技术与产业研究上的持续突破，2019年，采用宗保宁及其团队新技术的己内酰胺产量约360万吨，占全球市场份额超过50%，使我国由全部依赖进口成为世界第一生产大国，当年转让我国技术的国外公司关停生产装置，中石化己内酰胺行业扭亏为盈。依托相关技术产业的进步，我国还建立起世界最大的尼龙6生产基地，致力于打造“全球最长、最完整、技术含量最高、循环经济特征最明显”的尼龙化工产业链，建设世界级尼龙生产基地的重点工程……当一个又一个成果被搬下高阁推向产业应用，又从产业走向市场，从市场再走向千家万户，宗保宁及其团队实现了科研推进产业发展，推动国家建设，润泽一方百姓的梦想。

30余年风里来雨里去，宗保宁及其团队用执着和坚持走出了一条从技术创新到产业创新的可持续发展道路。这是一条漫长而充满艰辛的道路，很多人在困难面前止了步，宗保宁却在风雨中练就了特有的自信和从容：最不怕的是在前期基础研究以及初试、中试过程的中遇到困难，相反觉得这是件好事。多年的经验告诉他：只有前期把遇到的基础问题都搞清楚了，才能在最后工业生产的过程中少走弯路。“如果你没有解决这些问题，或者是留了余地，到工业上去实践的时候，这些问题一定会回来找你。到那时，我们身上肩负的责任就太重大了，动辄几十亿、上百亿元的工程，如果因为一个装置不稳定，最终导致整个工厂都开不起来，那影响就太大了！”牵一发而动全身，身上肩负的责任让宗保宁这一路走来如履薄冰，但他坚信只要迎着困难勇敢以对，夯实基础的同时扫清每一个哪怕很微小的障碍，到最后一定会迎来一马平川。

绿色化工坚定行

2018年4月24日，习近平总书记视察湖北，面对奔腾不息的长江水，提出了“要下决心把长江沿岸有污染的企业都搬出去，企业搬迁要做到人清、设备清、垃圾清、土地清，彻底根除长江污染隐患”的要求，为新一代化工人指明了绿色可持续的发展方向。

长江沿岸建设的工业基地，曾经承载着共和国工业的荣光，但是“高消耗、高排放、高污染”的粗放式发展积累了严重的污染，成为母亲河之殇。断然搬迁的背后，凸显国家政府走绿色发展道路的决心。

对绿色化工这一发展方向，宗保宁及其团队早有决心，多年布局践行，取得了一系列丰厚的创新成果，包括开发成功己内酰胺绿色生产技术，国际上首创环己烯酯化加氢新反应途径制备环己酮替代环己烷氧化技术；致力于过氧化氢创新研究时，采用纯氧氧化氢蒽醌减少尾气排放，发明戊基蒽醌绿色合成新反应途径等。

近十年，为应对国六乙醇汽油和MTBE禁用的挑战，宗保宁及其团队创新性地开发C4烯烃选择性叠合技术，且完成了12万吨/年的工业示范，完成40余套MTBE装置改造工艺包编制；异丁烷与丁烯烷基化完成20万吨/年工业示范，在建4套烷基化工业装置，发明了静态混合烷基化反应器和产物聚结分离器，使得中石化硫酸烷基化技术酸耗和能耗显著优于国外技术，此外，还叠合产物氢甲酰化制备碳九醇，完成中试和工艺包编制。据此形成中石化独特、先进的碳四资源利用新途径。

纵观世界化工发展，从污染走向环保，从末端治理走向清洁工艺、从单向资源消耗到资源循环利用已经成为主流。多年在实践中总结感悟，宗保宁及其团队越来越深刻地体会到了践行绿色化工的重要性，更加笃定了要走这条路，即使前路布满荆棘也要想办法到达彼岸。

绿色减排是石油化工行业的永恒课题，特别是尾气氮氧化物的处理问题一直困扰着企业。宗保宁创新性地提出了一个颠覆性的设想，即用微藻生产蛋白质，同时减排氮氧化物的设想。

这一设想来源于其广阔的知识面和结合我国需求细致入微的观察和思考。微藻是近年来在多个领域得到开发和应用青睐的一类藻类植物。之所以吸引宗保宁是因为它不仅可以“吃掉”二氧化碳和氮氧化物，还可以产出目前我国十分需要的蛋白质。要知道目前我国对蛋白质的对外依存度仍超过90%，甚至高于熟知的石油对外依存度。微藻减排可生产蛋白质，实现氮循环利用，这样一来不仅可以不用花钱处理氮氧化物的问题，还可以顺便解决老百姓“吃”的问题，可谓是一举多得。

但宗保宁和他的研究团队的微藻研发之旅一开始并不是很顺利，此前微藻减排之所以得不到大的发展是因为它面临一个“技术极限”，也就是氮氧化物减排如何与微藻的生长和工业生产相匹配，这需要解决提高效率、减少占地、提高采收率等一系列问题。

困难并没有让宗保宁及其团队就此放弃。他们历经10余年反复琢磨，论证研究，最终锁定以小球藻和螺旋藻为主要培育对象，通过优化培养体系、完善硝酸用于微藻半连续光能兼养的养殖流程等，最终成功开发了微藻脱硝组合工艺，实现了化学脱硝与生物固硝的无缝耦合。如今，相关项目已经在石家庄炼化、湖北化肥和催化剂分公司建成微藻减排装置，每减排1吨氮氧化物消耗10吨二氧化碳，并产出6吨藻粉。项目还因此获得2019年中国石化前瞻性基础研究奖一等奖，这是中石化集团公司第一次将该奖项颁给生物类的研发项目。“原始创新是一个国家科技发展的灵魂、支撑国家发展的筋骨。”面向绿色化工致力推颠覆性、前瞻性的科研创新，宗保宁在绿色创新的路上收获了深刻的经验感悟，在他看来这是科技工作者存在的意义。

在化学实验现场

“绿水青山就是金山银山”“良好生态环境是最普惠的民生福祉”……谨记习近平总书记的叮咛，宗保宁及其团队一直走在国家倡导绿色化工的践行前沿，当“破‘化工围江’治‘长江病痛’”的号角吹起，他们一如既往地冲在了前面。2019年12月，由他们主导的巴陵石化己内酰胺产业链搬迁与升级转型发展项目开工，项目建成后，年产值可达188亿元、解决就业2000人，也为破解“化工围江”贡献了新的解题方案，被工信部和生态环境部树立为沿江危化品生产企业异地还建的标杆。牢记总书记的嘱托，他们把推进化工转型升级作为自己光荣的使命，确保一江清水向东流，交出了一份成果丰硕的答卷。

在宗保宁看来，中国的绿色化工创新之路归根结底是科学知识的问题。“绿色化工的新催化、新反应途径、新过程怎么成功运用到产业上去，这是一个漫长的过程，但也是一个不管耗费二三十年甚至更久都必须要坚持做下去的事情，更绿色、更高效、更安全是趋势，是必由之路，虽道阻且长，他们会坚定地走下去。

岁月打磨真知灼见

站到巨人的肩膀上并非易事，而要从塔尖上看到更壮美的风景，亦远非常人可以想象。对宗保宁来说，这是一个重要的命题。继承前辈优良传统的同时致力创新，这些年来，从一名“有点任性、有点洒脱”的青年学子成长为能够引领一面的科研带头人，宗保宁的蜕变之路还在持续。

宗保宁是北京人，言谈举止里多多少少透着股特有的洒脱随意的劲儿，时不时来点实在的小幽默，衬着他的宽脸，即使现在已经“历尽千帆”，但总能透露出点“可爱的孩子气”。这位首钢工人的孩子，用他自己的话说就是“没有贫穷的家境，也没有攀爬的背景”“一切都没啥特别的”“一直也没太觉得有什么困难”……一切看似很随意，什么都不太在意，但其实认真及责任感和使命感都埋在骨子里，关键时刻总能迸发出来。

凭借聪明和努力，从人才济济的北京四中，到毫无悬念地保送北大；从得偿所愿师从名师，再远赴德国科研殿堂深造；从不顾一切回国效力，到此后立足国需深耕绿色化工技术和产业创新……“该洒脱时洒脱，该认真时认真”在宗保宁的人生故事里，浸透着这样的人生哲理，凭着这一鲜明特点，宗保宁基本想干的事情都能干成。

初入北大时，宗保宁选择的专业是核物理化学，因为“当时觉得原子弹爆炸很厉害”。研究生时突然转向，是因为“喜欢看乱七八糟的书，有一天在图书馆看到了一本关于催化剂的书，觉得这个领域挺有意思的，是科研开发的主战场，没有拐弯抹角的地方挺好的”，于是决定投靠该领域的“泰斗”闵恩泽院士。从原来的理科转变为工科，宗保宁下了一番功夫，化学工程等于是自己学了个遍，最后终于如愿以偿考上了。

“如果说我在科研领域做出了一点成绩的话，那是因为我站在了巨人的肩膀上。”对闵恩泽院士带给自己的影响，宗保宁一直感恩在心。当年慕名前往求见闵老先生时候，老先生对他的评价是：“孺子可教”“是块好料”，但为把这块好料打磨出来，闵老先生也费了不少精力。

写研究生论文时，闵恩泽要求严格，“要有创新观点，层次要分明，文字要严谨”。在改了七八遍后，宗保宁忍不住地跑到老师那率性而言，“改不出来了，我们的风格不同。而且现在社会上做事都讲求‘多快好省干’”。当然，老师纠正了他，“不是风格，是水平问题。关于‘多快好省干’，那是社会上的事，在我这做学生，有标杆，跨不过去就别干”。直至今天，宗保宁提起这些往事，言语里只剩下感激。这些年大师做学问的风范和品质带给他的影响如影，相伴相随；如灯，照亮前行。

在宗保宁的人生故事里浸透着洒脱又认真的人生哲理

从恩师那领到“入门的钥匙”后，宗保宁开始到实践的战场中锤炼，从在鲜少人涉足的基础研究领域里慢慢起步积累，到开始琢磨应用产业，一项又一项创新技术经过初试、中试论证最后推向产业，终形成上下关键的产业链。就像是酒，慢慢沉淀积蓄之后才有了沉香浓厚的味道。虽然这些年在绿色化工创新路上收获颇丰，宗保宁觉得自己在50岁上，做原始创新才有点感觉了，目标也比较清晰了。“我们这行当真得是靠日积月累，脚步越扎实，方向才能越清晰。”

如今，作为领域的带头人，宗保宁在力求给自己周边的人带去正能量的同时，也难能可贵地保持着最初的那份质朴、纯真，对兴趣事物的好奇心，认定方向后的执着和努力。

“不同的阶段有不同的想法和特点”，从学生时期在闵恩泽院士身上学到的努力和严谨，到独当一面时学会调动大家的积极性，吃苦在前，发挥带头作用……宗保宁在不断适应需要的角色变换中，一步一步走出了自己的特色。多年冲在产业最前沿，不仅积累了丰厚的一线经验，也收获了众人的信任。“这是一项需要团聚众人的事业”，带着使命感和责任感，宗保宁想尽办法领着众人向前奔，给他们创造能够施展才能的舞台，赋予他们创造价值的成就感和快乐感，用共同的理想和执着的信念将来自五湖四海、不同专业、性格迥异的人团聚在一起共创未来……

岁月打磨出真知灼见，这么多年深入其中，他对行业的“品性和脾气”了然于胸：“干这一行就要立足国家重大需求，站在科学前沿，一切从实践中来再到实践中去，而市场则是检验我们所做一切的‘验金石’”“市场占有率高不高，说明了我们的工业技术和产品是不是够扎实、够先进，是不是能满足国家和人民的需求”。对工业技术，宗保宁一直有一个梦：“很长一段时间以来，咱们国家的高端化学品，每年的贸易逆差超过3000亿美元，这说明我们还有很多‘卡脖子’的技术，说明我们的基础研究还没有到位。”面向高端技术持续自主创新，通过自力更生倒逼自主创新能力的提升，夯实自身基础的同时，不断推进成果的工业应用转化，宗保宁相信总有一天，我们的化学工业可以不再受制于人，傲然于世界之林。