中国石化上海石油化工研究院杨为民团队三次摘得国家科技奖,它们有一个共同的关键词——分子筛。顾名思义,分子筛是一种能够筛选分子的“筛子”,20多年来,杨为民以此为创新工具,在化工清洁生产、资源优化和节能降耗新技术研究上取得了丰硕成果。11月18日,他当选2021年中国工程院新科院士。
“绿色化工是一个世界趋势,要以开发绿色化工及先进工业催化新技术为目标,努力做精、做强,做到世界第一。”这是杨为民带领团队不断实现“从0到1”重大突破的“秘诀”。
自1984年考入南京大学起,杨为民就与石油化工行业结下不解之缘。1994年,博士毕业的他入职上海石油化工研究院,随即被委以乙苯绿色生产技术研发的重任。
上世纪90年代初,乙苯生产的绿色技术由美国某公司独家垄断。在核心技术被封锁和文献资料稀缺的处境下,杨为民带领一支六人团队开始了攻坚。他们以创制分子筛催化剂作为突破口,提出了与国外催化剂不同的研发思路,创新分子筛结构与性能调控方法。为进行上千小时不间断的催化剂稳定性实验,团队成员12小时换一次班,杨为民在实验室放了一张行军床,干脆住在了那里。
短短五年,团队就实现了催化剂的突破,所开发的催化剂在引进装置上成功替代了进口催化剂,性能处于国际领先水平。在此基础上,又经过三年协力攻坚,上海石油化工研究院于2002年成功开发出具有自主知识产权的气相法乙苯绿色生产成套技术。而此时,杨为民又带着团队马不停蹄地“扎”进了生物乙醇法乙苯生产技术的开发中。
生物乙醇是一种可再生资源,以其为原料生产化工产品,可减少二氧化碳排放并提高产品的绿色化程度。国外多个团队在这一技术上投入已久,但仍未取得突破。
“外国人做不成,不代表中国人也做不成。”横下一颗心,杨为民团队发明了多项提高分子筛催化剂活性、选择性与水热稳定性的技术,成功开发出抗水性能优异的乙苯催化剂,并与企业合作突破了以生物乙醇为原料的乙苯生产技术,在国际上率先实现工业化,有力推动了乙苯绿色生产的技术进步。
两次成功经验让杨为民注意到,分子筛材料的发明与应用往往会带来石化技术的跨越式发展。于是从2013年起,他带领团队开始了新结构分子筛创制的探索研究:利用材料基因工程方法,结合先进的高通量分子筛合成与表征系统,实现分子筛材料的高效合成与筛选。历经两万余次试验,团队先后合成出30余个以中国石化命名的SCM系列新型分子筛。
2018年5月,由杨为民团队开发的全新结构分子筛材料SCM-14正式获得国际分子筛协会(IZA)授予的结构代码SOR。中石化成为我国首个获得分子筛结构代码的企业。
在国家科技奖上上演“帽子戏法”并非偶然。杨为民认为,自主创新绝不是围在院子里闭门造车,而要充分利用国内外科技资源。他们采用了“矩阵式”攻关模式,一支队伍中,既有擅长工艺开发的,也有专攻反应器设计的,大家目标明确,就是盯着对国计民生有重大影响的化工产品,持续不断地做下去。
作者:沈湫莎
照片:中国石化上海石油化工研究院提供
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