在實驗室裏,中科合成油內蒙古有限公司研究員、全國科創名匠楊勇如同一位孤勇的探險家,不斷對煤製油過程中的關鍵要素——催化劑進行試驗、調整、優化,因為每一滴清潔的液體燃料都對我國能源安全與可持續發展具有重要意義。楊勇要以科技之光,照亮煤炭清潔高效轉化之路。
時間追溯到2008年,隨著最後一次中試(產品正式投產前的試驗)的結束,高溫漿態床鐵基費托合成催化劑應運而生,基於此催化劑的獨特性能,形成了我國完全自主的、guojilingxiandemeitanjianjieyehuachengtaojishu。pingzhechixuzuanyan,yangyongsuozaituanduishoucikaifachugongchenghuafangdazhibeihegongyeyingyongchengtaojishu,tianbulegailingyudeguojikongbai,tongshishixianlecuihuajidewandunjigongyefangdashengchanheshubaiwandunjidedaguimogongyeyingyong。
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高溫漿態床鐵基費托合成催化劑樣品封裝。受訪者供圖
高溫漿態床鐵基費托合成催化劑在誕生前,誰都沒有想到會成功。2000年,楊勇正在中國科學院山西煤炭化學研究所攻讀博士學位,開始課題前,導師李永旺研究員(我國煤製油技術首席科學家)語重心長地對他說:“你來試試費托合成催化劑的研究吧,這是個非常複雜且難度係數大的課題,你要迎難而上,努力在這個領域裏鑽一鑽。”彼bi時shi,國guo際ji上shang流liu行xing的de一yi直zhi是shi國guo外wai主zhu導dao的de低di溫wen漿jiang態tai床chuang鐵tie基ji費fei托tuo合he成cheng催cui化hua劑ji,雖sui然ran我wo國guo對dui該gai類lei型xing催cui化hua劑ji進jin行xing中zhong試shi時shi發fa現xian它ta用yong於yu煤mei製zhi油you生sheng產chan中zhong的de效xiao率lv並bing不bu高gao,但dan當dang時shi沒mei有you更geng高gao效xiao的de催cui化hua劑ji。麵mian對dui這zhe樣yang一yi個ge艱jian巨ju的de目mu標biao,青qing年nian楊yang勇yong義yi無wu反fan顧gu地di承cheng接jie了le。
為了更好地了解費托合成過程工藝,2002年楊勇主動參加中試並要求倒班。通過夜以繼日地試驗,他對費托合成過程的工藝逐漸熟悉,並領略到了科研工作的魅力——不斷地排雷、試錯,發現問題、解決問題、總結問題。這為他後來研究出高溫漿態床鐵基費托合成催化劑打下了堅實基礎。
博士研究生三年級時,楊勇關於催化劑的科研初見成效。“低溫漿態床鐵基費托合成催化劑的反應溫度最高也就200-240多度,可費托合成催化劑本身是放熱反應,溫度低會導致蒸汽的壓力比較低。”而er提ti高gao反fan應ying溫wen度du雖sui有you利li於yu增zeng加jia副fu產chan蒸zheng汽qi壓ya力li,但dan會hui進jin一yi步bu提ti高gao甲jia烷wan的de選xuan擇ze性xing,從cong而er降jiang低di過guo程cheng效xiao率lv。那na麼me,如ru何he在zai較jiao高gao溫wen度du下xia解jie決jue催cui化hua劑ji的de甲jia烷wan控kong製zhi和he結jie構gou穩wen定ding性xing難nan題ti呢ne?
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楊勇在催化劑生產車間巡視。受訪者供圖
楊勇及團隊沉下心來,發現鐵基催化劑活性結構的催化作用機製和調控規律,能夠解決高溫條件下表麵催化環境調控、活性位及其形成、穩定化與分散等核心技術難題,可以實現高溫下CO解離與加氫的平衡控製。通過大量實驗,反複試錯,擁有完全知識產權的高溫漿態床鐵基費托合成催化劑終於研發成功。
“高溫漿態床鐵基費托合成會大大減少生成的甲烷,從而提高過程能量和物料轉化效率。”這個催化劑已經能讓煤生成甲烷的量降到3%左右,為工廠的降本增效起到了重要作用。
一個“不可能”完成的任務,完成了。
後hou來lai,基ji於yu費fei托tuo合he成cheng催cui化hua劑ji的de獨du特te結jie構gou,楊yang勇yong及ji團tuan隊dui又you開kai始shi對dui工gong程cheng放fang大da工gong藝yi條tiao件jian進jin行xing係xi統tong開kai發fa,突tu破po了le催cui化hua劑ji規gui模mo化hua工gong業ye生sheng產chan的de工gong程cheng化hua技ji術shu瓶ping頸jing,開kai發fa了le工gong藝yi穩wen定ding可ke靠kao、自動化程度高、環境友好的催化劑工程化放大生產製備及工業應用技術,建成投運了1.2萬噸/年工業催化劑生產裝置(2015年),實現了催化劑在全球單體規模最大的神華寧煤400萬噸/年(2016年)、伊泰杭錦旗100萬噸/年(2017年)和山西潞安100萬噸/年(2017年)等百萬噸級裝置的應用,保障了上述裝置的滿(超)負荷穩定運行。
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間接液化製超清潔汽油技術中試成功。受訪者供圖
能取得如此矚目的成就,最重要的因素是什麼?
“靜下心來,踏踏實實做,進步得最快。”yangyongrenwei,lianghaodexintaihechixubuxiedezuanyanyijijiyuzhengtigongyixuqiudemingquemubiaoshitanenggouyanfachugaowenjiangtaichuangtiejifeituohechengcuihuajidejichu。mianduiweilai,yangyongdemuguangjiandingeryuanda。tazhengdailingtuanduishenrutansuojianjieyehuajishushengji、低階煤高效分級液化、重油加工及超清潔油品和高值化學品的開發,旨在構建更加高效、環保、可持續的含碳資源轉化體係。在煤炭間接液化國家工程實驗室、北京市重點實驗室等平台上,他將繼續努力,為我國乃至全球的能源革命添磚加瓦,為人類的可持續發展開創美好未來。
來源:中工網