如釋重負(fù),沒有想到,自己的專業(yè)興趣和國家建設(shè)、人民需要相吻合,是最大的幸福!
出人意料的獲獎(jiǎng)感言
在迄今為止所有國家最高科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)獲得者中,閔恩澤的獲獎(jiǎng)感言可能是最出人意料的——面對(duì)在場(chǎng)的十幾位大小媒體記者,他用“如釋重負(fù)”來表述他確定自己已獲該獎(jiǎng)之后的第一感。
負(fù)重感并非來自對(duì)能否獲獎(jiǎng)本身的焦慮,而是“大家的期望對(duì)我形成了壓力”。閔恩澤被推薦為最高科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)候選人之后,在相關(guān)學(xué)術(shù)界、企業(yè)界,碰到同事、朋友、學(xué)生,人人都會(huì)問上一句“怎么樣了?”真正使他感到,這個(gè)獎(jiǎng)不只代表自己,而是代表整個(gè)石化、化工領(lǐng)域。這副“重?fù)?dān)”他一直扛著,“恐怕只有到人民大會(huì)堂把獎(jiǎng)拿到手里,才能真正卸下!”
頗能說明閔恩澤個(gè)性的,還有他的夫人陸婉珍女士在他獲獎(jiǎng)之后的感言——“以前看王選、袁隆平獲國家最高科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng),總有神秘之感;而閔恩澤對(duì)我來講很平常。我要說的是,有平常人的能力,加上系統(tǒng)訓(xùn)練和勤奮,人人都能獲得成功。”——有科學(xué)證據(jù)說夫妻共同生活日久,連性格甚至長(zhǎng)相都會(huì)趨同。而閔、陸作為為數(shù)不多的院士伉儷中的一對(duì),即將邁入“鉆石婚”的殿堂。
“沒有想到”,是閔恩澤獲最高獎(jiǎng)之后的第二感。“沒有想到”的還有,他所在的中國石化石油化工科學(xué)研究院50年來變化之大。上世紀(jì)50年代閔恩澤剛到這里,放眼望去一片麥田;50年間,他和他的學(xué)生以及學(xué)生的學(xué)生的學(xué)生,五六代人精誠合作,做到今天的境界?!按蠹叶甲兞耍臀业乃拇ㄔ挍]變?!?/P>
奠基人、先行者和開拓者
由中石化集團(tuán)和侯祥麟、師昌緒、張存浩、李靜海四名院士聯(lián)署的《國家最高科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)推薦報(bào)告》,在概括閔恩澤科技成就和貢獻(xiàn)時(shí)用了這樣的言語:“他被公認(rèn)為我國煉油催化應(yīng)用科學(xué)的奠基人,石油化工技術(shù)自主創(chuàng)新的先行者和綠色化學(xué)的開拓者?!边@三項(xiàng)中的任意一項(xiàng),可能都足以把他推上最高領(lǐng)獎(jiǎng)臺(tái)。
新中國石油工業(yè)創(chuàng)建人余秋里在其《回憶錄》中曾多次提到閔恩澤:“1960年開始,蘇聯(lián)逐步減少以至最后停止了對(duì)我國的催化劑供應(yīng),當(dāng)時(shí)庫存的催化劑只能維持一年,直接威脅到我國航空汽油的生產(chǎn),形勢(shì)十分嚴(yán)峻……我把研制催化劑的重?fù)?dān),交給了石油科學(xué)研究院從美國回來不久的閔恩澤同志?!蔽ky之際,閔恩澤毅然領(lǐng)受了緊急開發(fā)催化劑的重任。他全身心投入,發(fā)明表面張力控制方法,設(shè)計(jì)控溫控濕干燥箱,使催化劑完整率達(dá)到92%,高于進(jìn)口劑的86%;其后,又參與催化劑工廠的設(shè)計(jì)和試運(yùn)轉(zhuǎn),制定開工方案、操作規(guī)程,并解決了油柱成型柱冒泡、干燥帶上濕膠球干燥不均勻、小球漏入焙燒爐進(jìn)氣管等難題。1964年5月工廠投產(chǎn)時(shí),庫存催化劑僅夠用兩個(gè)月,國防和民用航空汽油供應(yīng)終得及時(shí)保障。這座工廠年產(chǎn)催化劑2400噸,催化劑完整率、抗磨強(qiáng)度和雜質(zhì)含量等技術(shù)指標(biāo)均優(yōu)于蘇聯(lián)進(jìn)口催化劑,而且價(jià)格只有進(jìn)口劑的一半,每年節(jié)省移動(dòng)床催化裂化裝置運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用上千萬元。
閔恩澤的專業(yè)領(lǐng)域,在絕大多數(shù)非專業(yè)人士看來,晦澀難懂,許多名詞甚至讀起來都有些拗口。但我們的日常生活,幾乎沒有一天離得開他的那些催化裂化、聚合、重整、加氫反應(yīng)、分子篩等。比如,我們現(xiàn)在很難想象沒有汽車的生活,可是如果沒有石油煉制和化工過程中占80%以上的催化工藝,原油就變不成汽油、柴油、煤油,汽車就一步也動(dòng)彈不得;比如我們也很難想象沒有塑料、橡膠和化纖的生活,可是如果沒有聚合催化劑將小分子轉(zhuǎn)化為大分子,這些人工材料就永無出頭之日,要養(yǎng)活現(xiàn)在這么多人,把樹砍光、糧田全種上棉花,恐怕也未必應(yīng)付得了。
煉油催化應(yīng)用科學(xué)、石油化工技術(shù)自主創(chuàng)新和綠色化學(xué),分別涵蓋了閔恩澤科學(xué)人生的三個(gè)主要階段,同時(shí)也跟我國石化、化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展的脈搏合拍。這是閔恩澤科學(xué)人生的最大閃光點(diǎn)——作為奠基人、先行者和開拓者,他在自己的專業(yè)領(lǐng)域內(nèi)造詣精深,成就非凡,并在每一階段都有屬于自己的標(biāo)志性貢獻(xiàn);但他又不是孤芳自賞,自娛自樂,他在專業(yè)領(lǐng)域的所作所為,都是緊扣國家重大需求,并及時(shí)提供解決之道?!白约旱膶I(yè)興趣和國家建設(shè)、人民需要相吻合,是最大的幸福!”這是他獲最高獎(jiǎng)之后面對(duì)記者所說的唯一具“豪言壯語”意味的話,但卻是大實(shí)話。
創(chuàng)新來自聯(lián)想
2006年秋天,閔恩澤和來自四川家鄉(xiāng)的畫家古月擺龍門陣,問起他:“在繪畫中是如何創(chuàng)新的?”畫家脫口而出:“創(chuàng)新來自聯(lián)想!”
閔恩澤對(duì)此感同身受。作為催化劑大師的他,曾由自己的專業(yè)聯(lián)想到烹調(diào):“做菜,是個(gè)技巧;吃著好,就想怎么做。催化劑,也是技巧,經(jīng)驗(yàn)、藝術(shù)多于科學(xué)!”不明白個(gè)中原委,可以從2005年度國家技術(shù)發(fā)明獎(jiǎng)唯一的一等獎(jiǎng)“非晶態(tài)合金催化劑和磁穩(wěn)定床反應(yīng)工藝的創(chuàng)新與集成”體味其奧妙。
上世紀(jì)80年代初,閔恩澤負(fù)責(zé)組建石科院基礎(chǔ)研究部,特意邀請(qǐng)美國美孚公司的中心研究實(shí)驗(yàn)室主任來訪。當(dāng)問及美孚在分子篩領(lǐng)域?yàn)楹我恢碧幱谑澜珙I(lǐng)先水平時(shí),對(duì)方回答,工業(yè)催化劑基礎(chǔ)研究的關(guān)鍵在于新催化材料。閔恩澤大受啟發(fā):“這就好比布料和服裝的關(guān)系,有好的布料才能做出好的服裝?!?/P>
具體到選擇哪一類具有發(fā)展前景的新催化材料,閔恩澤從1976年美國紐約州科學(xué)院“固態(tài)無機(jī)物的催化化學(xué)”專題討論會(huì)報(bào)告中得到啟示:首先應(yīng)分析催化材料的物質(zhì)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和對(duì)催化反應(yīng)可能帶來的影響;在催化材料物質(zhì)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的前提下,允許材料元素、組成變化的范圍要大,這涉及尋找優(yōu)異催化材料范圍的大小和成功的機(jī)會(huì);還要考慮材料的耐熱、耐水蒸氣、抗氧化性能,這涉及新催化材料可以應(yīng)用的催化反應(yīng)種類的多少。閔恩澤聯(lián)想到,非晶態(tài)合金表面缺欠多、形成的催化活性中心數(shù)目多,表面原子配位不飽和、催化活性高,所有的金屬和類金屬均可以形成非晶態(tài)合金,組成變化范圍大,于是選擇目標(biāo)逐漸指向非晶態(tài)合金。
晶態(tài)型的雷尼鎳催化劑由美國科學(xué)家雷尼于1925年發(fā)明,80多年來廣泛用于有機(jī)合成中的加氫反應(yīng)。經(jīng)50多年不斷改進(jìn),其制備方法已趨成熟。但其制造過程易污染環(huán)境,其催化性能也有待進(jìn)一步提高;而且工業(yè)應(yīng)用中只能采用釜式反應(yīng)器,反應(yīng)效率低,分離困難。
1984年開始,閔恩澤與復(fù)旦大學(xué)化學(xué)系和原東北工學(xué)院材料系合作,采用冶金工業(yè)的急冷法來研制共熔點(diǎn)低的鎳-硼、鎳-磷非晶態(tài)合金。鎳-硼、鎳-磷非晶態(tài)合金的結(jié)構(gòu)是亞穩(wěn)態(tài),其比表面積不足1平方米/克,比雷尼鎳的140平方米/克低許多,活性也不夠高。于是聯(lián)想到采用雷尼鎳的鎳-鋁體系來制備非晶態(tài)鎳合金,并且用化學(xué)抽鋁的辦法來提高比表面,這才走上創(chuàng)新之路。以后又優(yōu)化制造工藝,提高成品率,終于開發(fā)成功具有工業(yè)化價(jià)值的非晶態(tài)合金催化劑。同時(shí)利用化學(xué)法抽鋁生成的偏鋁酸鈉溶液來合成分子篩,實(shí)現(xiàn)零排放清潔生產(chǎn)。
非晶態(tài)鎳合金催化劑發(fā)明后,閔恩澤開始思考如何開發(fā)配套的新反應(yīng)器。由于非晶態(tài)鎳合金具有優(yōu)異的低溫加氫活性,同時(shí)又具有磁性,正符合磁穩(wěn)定床加氫催化劑的要求,他聯(lián)想到將非晶態(tài)鎳合金與磁穩(wěn)定床集成。
2000年,磁穩(wěn)定床冷模實(shí)驗(yàn)裝置建立。通過冷模研究,閔恩澤認(rèn)識(shí)到要控制磁穩(wěn)定床操作,實(shí)現(xiàn)鏈?zhǔn)綘顟B(tài)。設(shè)計(jì)一個(gè)均勻磁場(chǎng)的磁穩(wěn)定床反應(yīng)器還要取得優(yōu)化線圈設(shè)計(jì),優(yōu)化線圈安裝間距,設(shè)備磁格柵內(nèi)構(gòu)件,強(qiáng)制水冷等工程知識(shí),最后把這些知識(shí)聯(lián)想到一起,才將非晶態(tài)鎳合金催化劑與磁穩(wěn)定床反應(yīng)器應(yīng)用于己內(nèi)酰胺加氫過程,首次在國際上實(shí)現(xiàn)工業(yè)化。
可見,聯(lián)想并非胡思亂想。非晶態(tài)合金催化劑和磁穩(wěn)定床反應(yīng)器開發(fā)成功,是對(duì)市場(chǎng)需要、科研開發(fā)經(jīng)驗(yàn)、新催化材料、新反應(yīng)工程、新反應(yīng)及其他交叉學(xué)科知識(shí)綜合聯(lián)想而來。閔恩澤從中得到的最終啟示是:自主創(chuàng)新來自聯(lián)想,聯(lián)想源于博學(xué)廣識(shí)和集體智慧。
技術(shù)進(jìn)步S型曲線
閔恩澤在其科學(xué)人生的每一階段,在我國石化、化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展的每一階段,都有屬于自己的標(biāo)志性貢獻(xiàn),其原動(dòng)力在哪?
面對(duì)本報(bào)記者的這一提問,他的答案中首要一條是,作為科學(xué)家,就要了解世界學(xué)科前沿,知己知彼,才能適應(yīng)現(xiàn)在的全方位競(jìng)爭(zhēng)。
他的學(xué)生和同事何鳴元院士為這一答案提供了一個(gè)佐證:石科院訂有不少國際學(xué)術(shù)期刊,每一期新刊來了,第一個(gè)看的,總是閔老;他不光看看而已,還要挑出國際最新動(dòng)向,復(fù)印幾份,送給同事、學(xué)生及其他相關(guān)的人?!翱偸撬脕硭徒o我們,很少有我們送給他的。”
1991年,閔恩澤從《催化科學(xué)與技術(shù)》上首次看到一篇文章引用福斯特的“技術(shù)進(jìn)步S型曲線規(guī)律”,即技術(shù)進(jìn)步通常經(jīng)歷一個(gè)慢—快—慢的發(fā)展周期;而當(dāng)某一技術(shù)達(dá)到或接近其發(fā)展極限時(shí),技術(shù)進(jìn)步將通過“非連續(xù)式”——即轉(zhuǎn)移到一個(gè)全新的和完全不同的知識(shí)基礎(chǔ)上來實(shí)現(xiàn)。閔恩澤發(fā)現(xiàn),1930年至1980年間化學(xué)工業(yè)的重大新技術(shù)開發(fā)就遵循了這種S型曲線規(guī)律;并且,當(dāng)“非連續(xù)式”技術(shù)進(jìn)步發(fā)生時(shí),70%的情況下技術(shù)領(lǐng)先地位易主,現(xiàn)有技術(shù)的擁有者不再是領(lǐng)先者;“非連續(xù)式”技術(shù)的發(fā)明創(chuàng)造人,要具有深刻的洞察力認(rèn)識(shí)現(xiàn)有技術(shù)的極限,設(shè)想出繞過它們另行開拓的可能途徑,并把這一構(gòu)想變成現(xiàn)實(shí)?!皣姎馊剂霞託涿摿虼?RHSS)技術(shù)的開發(fā)和工業(yè)應(yīng)用”,正是這一理念的成功范例。
噴氣燃料是民航和軍用飛機(jī)燃料,其中的硫醇不僅使油品發(fā)出臭味,而且對(duì)飛機(jī)材質(zhì)有腐蝕作用并影響燃料的熱安定性。以往國外普遍采用液體堿作為催化劑,通過催化氧化反應(yīng)加以脫除,但同時(shí)產(chǎn)生廢堿排放,污染環(huán)境。上世紀(jì)80年代后期,國外嘗試開發(fā)固體堿催化劑,以求緩解污染。
閔恩澤率領(lǐng)他的博士生團(tuán)隊(duì),一開始沿用固體堿催化氧化的思路,卻屢屢走進(jìn)死胡同。1996年年底的一天,閔恩澤下班回家路上跟人聊天時(shí),靈感突現(xiàn):噴氣燃料中的硫醇最易于加氫脫除,可否利用這一原理另辟捷徑,在比常規(guī)加氫工藝更緩和的條件下加氫脫硫醇?思路大開,流程一下子打通,短時(shí)間內(nèi)開發(fā)成功RHSS新工藝,廢渣排放降低99.8%,并顯著降低操作費(fèi)用,能從多種原料油生產(chǎn)合格的噴氣燃料。目前已建成7套15~100萬噸/年規(guī)模的工業(yè)裝置,總加工能力420萬噸/年。RHSS技術(shù)占國內(nèi)新建或改建裝置80%的份額。
1995年,閔恩澤成為進(jìn)入綠色化學(xué)這一前沿領(lǐng)域的科學(xué)家第一人,有意識(shí)地將自己在石油化工催化方面的才能引上了綠色化學(xué)之路,并逐漸把對(duì)單項(xiàng)綠色石化工藝的研究拓展為成套綠色石化技術(shù)的開發(fā)。在國內(nèi)“綠色化學(xué)”概念提出以來僅有的十幾年里,他已經(jīng)策劃和指導(dǎo)開發(fā)了一系列從源頭根治環(huán)境污染的綠色新工藝。
進(jìn)入新世紀(jì),已是資深院士的閔恩澤又在利用生物質(zhì)資源生產(chǎn)車用燃料和有機(jī)化學(xué)品可降解油品和化工產(chǎn)品的全新領(lǐng)域煥發(fā)出科學(xué)青春。在被問到500萬元大獎(jiǎng)怎樣花時(shí),他的想法是,對(duì)“明、后天”的國家戰(zhàn)略需求作一番有用的評(píng)估,有選擇地進(jìn)行前瞻性自主研究。比如第三代生物柴油技術(shù),即超臨界催化技術(shù),可以處理很差的原料;比如生物柴油煉油化工廠,最終實(shí)現(xiàn)難度很大的以生物柴油制取大宗化工產(chǎn)品和精細(xì)化工產(chǎn)品;比如秸稈資源的利用乙醇,國際上普遍采用酶制劑,而我們考慮加氫的路線。“不過這是后天之后的事情了!”
閔恩澤
煉油催化應(yīng)用科學(xué)、石油化工技術(shù)自主創(chuàng)新和綠色化學(xué),分別涵蓋了閔恩澤科學(xué)人生的三個(gè)主要階段,同時(shí)也跟我國石化、化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展的脈搏合拍。這是閔恩澤科學(xué)人生的最大閃光點(diǎn)——作為奠基人、先行者和開拓者,他在自己的專業(yè)領(lǐng)域內(nèi)造詣精深,成就非凡,并在每一階段都有屬于自己的標(biāo)志性貢獻(xiàn);但他又不是孤芳自賞,自娛自樂,他在專業(yè)領(lǐng)域的所作所為,都是緊扣國家重大需求,并及時(shí)提供解決之道。
成果簡(jiǎn)述
閔恩澤院士從1955年回國至今,一直在中國石化石油化工科學(xué)研究院從事煉油和石油化工催化技術(shù)的研究開發(fā)工作。
從1956年起,他擔(dān)任題目組長(zhǎng)和室主任,先后開發(fā)成功小球硅鋁裂化、微球硅鋁裂化、鉑重整等煉油第一代催化劑,打破國外的技術(shù)壟斷和封鎖,實(shí)現(xiàn)了我國煉油催化劑的自給,解決了國家經(jīng)濟(jì)建設(shè)和國防的急需。20世紀(jì)70年代,他擔(dān)任副院長(zhǎng)、總工程師領(lǐng)導(dǎo)全院煉油技術(shù)的開發(fā),重點(diǎn)指導(dǎo)開發(fā)成功半合成裂化、渣油裂化以及鉬鎳磷加氫煉油第二代催化劑,迎頭趕上世界先進(jìn)水平,奠定了我國現(xiàn)代煉油催化劑生產(chǎn)技術(shù)的基礎(chǔ)。后又指導(dǎo)煉油催化劑的自主創(chuàng)新,實(shí)現(xiàn)煉油催化劑跨出國門、走向世界。
1978年,為了實(shí)現(xiàn)自主創(chuàng)新,他負(fù)責(zé)組建基礎(chǔ)研究部。先后在新型分子篩、非晶態(tài)合金、負(fù)載型雜多酸等新催化材料,磁穩(wěn)定流化床、懸浮催化蒸餾、超臨界反應(yīng)工程等新反應(yīng)工程領(lǐng)域開展系統(tǒng)的導(dǎo)向性基礎(chǔ)研究,取得多項(xiàng)重大的自主創(chuàng)新成果,獲得國家技術(shù)發(fā)明一等獎(jiǎng)等多項(xiàng)國家級(jí)獎(jiǎng)勵(lì)。
上世紀(jì)90年代,他擔(dān)任首席總工程師,為了從源頭上根治環(huán)境污染,他進(jìn)入綠色化學(xué)新領(lǐng)域,指導(dǎo)開發(fā)成功“環(huán)己酮氨肟化制環(huán)己酮肟原子經(jīng)濟(jì)新工藝”、“噴氣燃料加氫脫硫醇新工藝”等催化新工藝和化纖單體己內(nèi)酰胺生產(chǎn)成套綠色技術(shù)。進(jìn)入21世紀(jì),他已是資深院士,擔(dān)任高級(jí)顧問,關(guān)注全院科研,還指導(dǎo)研發(fā)成功生物柴油清潔生產(chǎn)新工藝。