1、您为什么选择工业催化作为主要的研究方向?
我自从研究生学习以来一直从事催化研究,参加工作后主要研制大化工中工业催化剂的研制,就是开发大宗化学品生产中使用的催化剂。催化剂是化工产业的灵魂,催化剂工艺的每一小步改善对于化工生产都是极大的助益。我们国家的化工和精细化工企业不少,但很多催化剂都依赖进口,这个领域还有大量工作可做。加入材料所后,我们组建了工业催化团队,在烯烃歧化制丙烯技术、煤焦油加氢制备汽、柴油添加组分技术以及选择性加氢技术方面形成了自己的特色。我们团队依托中科院宁波材料所这个平台,立足于服务宁波市地方化工企业,研制替代进口的具有自主知识产权的工业催化剂,为宁波市化工行业转型升级提供技术支撑和服务。
2、您主要聚焦的研究领域是?这些领域有哪些特色和优势?
我们主要关注的是煤化工领域,煤化工是以煤为原料,经化学加工使煤转化为气体、固体燃料以及化学品的过程。针对我国的能源结构多煤、缺油、少气的国情,煤化工是对石油化工的一个重要补充。我们目前的研究主要集中在两大块,烯烃歧化和煤焦油加氢。催化丁烯和乙烯歧化反应制备丙烯能够使工业上大量副产物丁烯得到有效利用,增产具有较高经济价值的丙烯。煤焦油是焦炭生产中所产生的副产物,我国每年产量约为2000万吨。煤焦油传统的利用方式是提取化学品和作为初等燃料,前者投资巨大、操作复杂,后者产品附加值低且高污染。催化煤焦油加氢改质生成清洁燃料油是一种新工艺,其产品附加值高,清洁环保,符合国家产业政策,且投资适中,经济效益好,对优化我国能源结构,减少对石油的依赖具有重要的战略意义。
3 您所选择的研究领域,未来的需求和前景是?
烯烃歧化的产物丙烯是合成众多化学品的原料,广泛用于生产聚丙烯、丙烯腈、异丙醇、苯酚和丙酮、丁醇和辛醇、丙烯酸及其酯类等产业。目前,我国丙烯缺口约1000万吨,需进口大量聚丙烯和丙烯衍生物。因此研究丁烯和乙烯歧化制丙烯技术可缓解丙烯供需矛盾和提高丁烯利用率,具有重要的经济价值。国内已经上马的烯烃歧化生产装置所使用的催化剂完全依赖进口。开发具有自主创新的烯烃歧化催化剂能降低这一行业的生产成本,节约催化剂进口外汇,提高企业的经济效益。
煤焦油加氢技术可增产汽、柴油调和组分,投资适中,3-5年即可收回投资,可为企业带来巨大的经济效益。但目前该技术刚刚起步,产业化程度不高,大量的煤焦油目前还作为低级燃料使用或利用程度不高。鉴于我国能源结构多煤、缺油、少气的国情,对于该技术的进一步提高和工业化推广还有很大的提升空间。
4、您与企业合作多年,受到企业一致好评,在与企业合作当中您有哪些经验可以与我们分享?
与企业合作,最重要的是真诚。对新产品、新技术的开发,早期投入往往风险比较大,收益又不明显。这个时候,如果科研单位过多的关注短期收益,合作就比较难继续。因此,我们在项目的初期通常接受委托企业较小投入或者不投入,等项目探索阶段有了初步成果后,双方再深度合作。通过换位思考,我们与地方企业建立了长期合作关系,形成了合作共赢的局面。目前,我们已与宁波市地方化工企业组建了多个工程中心,为地方化工企业的技术升级做出了较大贡献。
5、对于下一步的工作,您有什么样的计划?
目前,我们的烯烃歧化催化剂研制已经完成,并在富德能源9万吨烯烃歧化制丙烯装置完成了500小时工业侧线实验,性能达到或超过了进口催化剂。下一步我们将继续探索各项工艺参数,完成催化剂的动力学研究和催化剂扩大制备实验,为后续1000吨/年中试实验做准备,中试成功后,将全面替代进口催化剂。煤焦油加氢项目方面开发煤焦油全组分加氢技术,不仅将液体馏分转化为汽、柴油添加组分,而且也将沥青质转化为汽、柴油添加组分,实现更高的煤转化为汽、柴油的收率。
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