咨询委员会
咨询委员会
回顾“炼厂气水蒸汽重整催化剂”的研制

张盈珍

由于大连化物所在“合成氨原料气净化新流程三个催化剂”的研制中的出色表现,紧接着,在1966年5月,我所又迎来为我国合成氨工业作贡献的另一个重要项目,这就是“炼厂气水蒸汽重整催化剂”的研制,其目的是生产合成氨原料气或生产工业上有广泛用途的氢气。同样,我们也以较高的速度,完成了这项难度很大的项目。1972年,新催化剂首先在山东胜利炼油厂(即现在的齐鲁石油化工公司炼油厂)的8万吨/年合成氨装置上投产使用,催化剂寿命达1年以上,完全符合预期指标。这个催化剂的研制成功,解决了天然气、油田气供应不足,而炼厂气尚有待利用地区,生产需求量很大的合成氨原料气或氢气的一个关键问题。该项目获1978年全国科学大会奖。

继承了“三个催化剂”的成功经验

这个项目组的领导成员是张盈珍、陈怡萱、石映祯、杨学锋、黄奕聪。他们都是刚刚完成的“三个催化剂”项目的领导成员或骨干人员,所以很自然的继承了“三个催化剂”的成功经验。自始至终与西南化工研究院、抚顺石油设计院、山东胜利炼油厂建立了研究、设计、生产三部门的你中有我、我中有你的密切合作;利用了我所修配厂、技术设备室等一切可以为完成任务发挥作用的力量;以严谨求实的科学态度、不畏困难、开拓创新;以及也象“三个催化剂”那样,以饱满的政治热情和责任心贯彻始终。

课题的来源和意义

在二十世纪六十年代,用天然气甚至饱和轻烃为原料的水蒸汽重整法,以制造工业上需求量很大的合成氨原料气或氢气,在国际上已呈明显趋势。我国利用天然气为原料的水蒸汽重整,在技术上也具备了迅速发展的基础。但是我国一方面是天然气的开发供应远远不能满足国民经济发展的需要,另一方面,许多炼厂气却成年累月地向烟囱排放,白白烧掉,有待有效利用。在这种情况下,“炼厂气水蒸汽重整催化剂”的研制课题应运而生。

根据石油部介绍,这个项目已经列入了援助阿尔巴尼亚的计划;具有“备战、备荒”的重大意义;它寄托了有关部门的各级领导的殷切祈望:有更多的合成氨和氢气满足工农业的迫切需要;也寄托了广大农民殷切祈望:能够获得更多化肥以提高农业生产水平。而且还传递给我们这个信息:将来用炼厂气为原料的水蒸汽重整工业装置已经签署了进口合同。据此,我们总结出“一援、二备、三牢记”的口号,并且认定,这是一个只能成功不能失败的、“文化大革命”也不能受影响的项目。

课题的难度很大

炼厂气中有碳二至碳四烯烃10-20%,极易在催化剂上积碳,造成催化剂活性下降、反应管堵塞。在1984年Nielsen 的专著中,仍然强调了烯烃在催化剂上的严重积碳倾向。再者,设计部门非但没有因为使用这种原料而放宽水/碳比,以缓解积碳,出于节能和热平衡考虑,反而把水/碳比的指标,压到以天然气为原料的最低值。这样进一步增加了课题的难度。再有,当时国外用深冷分离法利用炼厂气中的各个组分,而我国,却有许多炼厂气白白的烧掉。所以,我们需要用炼厂气来生产氢气,而国外就不会有这样的催化剂供我们参考。

“国外没有的,我们也要有!”这是当时设计部门给我们传达的有关领导部门的指令。我们以顽强的精神,投入到这项研究工作中。

严谨求实 开拓创新

研究初期,我们用现成的加氢催化剂,或自己初期制备的催化剂,往往在反应进料一瞬间,反应管就为积碳所堵塞。① 为了了解催化剂积碳和反应原料组成、反应温度、催化剂活性之间的关系,我们做了简单组分的不同温度的恒温床反应(正常是变温床,入口~380 oC,出口~780oC),我们称之为“剖析”试验;② 我们用物理、化学的方法分析催化剂;③用物理、化学方法研究积碳性质,区分出化学碳、非化学碳,区分出氧活性碳、石墨碳,及不同类型碳与氢含量的关系;④ 做得最多的是改变催化剂的配方组成,在确定主成分后,选定多种辅助成分,以期调节催化剂的活性和活性选择性(水蒸汽重整活性和积碳活性的选择性),抑制催化剂上的酸性积碳。我们的催化剂组成都是比较复杂的、多组分的。二年多时间,试验室外面是急风暴雨式的“文化大革命”,试验室内却紧张的、严谨求实的开展着大量的科学实验。终于,我们摸清了催化剂积碳与催化剂组成、活性、反应原料、反应条件之间的变化规律。在此基础上,研制成功了性能符合设计指标要求的催化剂。随后,在山东胜利炼油厂(即今齐鲁石油化工公司炼油厂)通过了工业单管扩大试验,进行了催化剂的工业化生产,石油部将该催化剂列为国内定型商品催化剂—胜利一号。1972年,在山东胜利炼油厂8万吨/年合成氨装置上投产使用,催化剂寿命达一年以上,催化剂性能达到了预期指标。这个催化剂的研制成功,解决了天然气、油田气供应不足,而炼厂气还有待利用地区,生产需求量很大的合成氨原料气或氢气时,需要解决的一个关键问题。该项成果获1978年全国科学大会奖。

崇高精神 铸就硕果

◇ 1966.5 第一任组长:张盈珍 副组长:杨学锋、石映祯。

~1967.5 第二任(“红联”任命) 组长:张盈珍 副组长:陈怡萱、黄奕聪。

他们在这个难度很大的课题面前,始终挺身在第一线。

◇ 杨学锋是课题组新成立时被正式任命的副组长,后来“红联”夺了他的权。他,其人如其名,始终是课题组的中流砥柱。

◇ 石映祯是课题组新成立时被正式任命的副组长,后来“红联”夺了他的权。他丰富的反应装置经历,大大推动新装置的建设速度。不论有无副组长的名义,他总有忙不完的工作。尽管那时,课题组内做中压反应工作的人力很强,但,他是唯一的不可或缺的力量。

◇ 研究工作全部是在“文化大革命”急风暴雨的形势下进行的。课题组同志既要在上班时间“促生产”,又要在下班时间“抓革命”,很辛苦。但是全组二、三十人,没有一个提出要暂停工作去“串联”的,更没有人想离开这个组。

◇ 课题组自始至终是一支二、三十人的队伍,其中不乏在科研上很有独到见解的,例如:王福民、江希驹、黄奕聪、杨学锋、吴俊圻、宋为民、宋永哲……等。课题组中不同意见的争论都放在会议上,一旦形成决定,在行动中,始终是统一的。在几百次试验中,从来没有发生过意见不一而进行不了的情形。

◇ 组员中,有不同“群众组织”的,虽然对“文化大革命”中某些问题持有不同见解,却从来不影响在科研工作中协调合作。

◇ 课题的来源、意义、难度已为周围有关人员所共识。当催化剂的研制工作取得显著成效后,西南化工研究院、抚顺石油设计院等十来名长期协作人员陆续撤走,我们从室里也不断得到及时的人力补充。增补的新成员都有很高的热情和科学素养,马上和老成员打成一片,并肩“战斗”。

◇◇ 最近,过去一起工作的一些同志见面,谈起几十年前发生的却在我们心中永远不会忘记的往事:

◇ 1:在“文化大革命”中,大连的社会秩序最混乱的那段时间,为了安全,大连化物所的大门早早的紧闭,想要出入129街DICP 的唯一办法是攀爬后大门——一个约3米高的大铁门。杨学锋回忆说:“有一天,我是爬门出入的,我估计,郑秀娟也差不多要来了,我站在旁边等了一会儿,果然她来了,那时她怀有好几个月的身孕,肚子很大,我保护她,她爬了过去。当时的情景,我一直留在脑子里,永远不会忘记。”(郑秀娟时任DICP共青团委书记,“文革”期间参加本项工作。)

◇ 2:张盈珍回忆说:在一个寒风凛冽的冬天,在我们实验室前,我组的几名组员站在一辆敞棚大卡车上。有二、三个人蜷缩在从杂务班借来的很旧、很难看的棉大衣里,头上没有戴帽子,另一个是吴俊圻,他连这样的棉大衣也没有(借不着了),衣着单薄。他们将出发去盘锦“拉气”,车上已装了好几个DICP自制的大的高压容器及一些管件、连件、工具。我想:“每次都要去四、五个人,驾驶室里也坐不下呀,多冷的天,多远的路啊!”随即,我脱下自己身上的“派克大衣”(衬皮的、连帽的)扔给吴俊圻,我说:“穿上、穿上,天多冷啊!”,他随即给我扔下,说:“不要、不要,不冷、不冷。”我又……,他又……。最后,我双手捧着他扔下的大衣,我眼里噙着泪水,目送车子离去。这一幕至今每每浮现眼前。后来,幸好吴俊圻没有因此做病,不然我会歉疚一辈子的,因为我是组长啊!

◇ 这个课题,全部在“文革”中进行和完成的。想象中,DICP各部门都在“抓革命”,正常工作都停顿了,我们的科研工作因此而困难重重、受到很大影响。其实不然,我们并没有感受到很大的影响。只要我们说明工作的意义、提出具体的要求,看似停顿的物资供应、修配厂、气体站、水、气、甚至液氮供应、杂务班等部门,都会高效率的运作起来,及时保证了我们的需要。

因为,我们DICP人,都是首先以为国家作贡献,作为自己生活的目的。

咨询委员会

(C)COPYRIGHT  DICP  NET CENTER