何鸣元院士:“石油炼制和基本有机化学品合成的绿色化学”项目首席

生物谷 2006-07-26

记者:向杰         首席:何鸣元院士         时间:2006年7月6日上午         地点:中国石化股份有限公司石油化工科学研究院     这个973项目的结题报告之长,是记者近两年进行有关采访以来仅见的。     通常一个项目的结题报告在10多页左右,超过20页就已算少见。而它竟然长达133页,几乎等同于一部专著。     而它还不是专著,真正的专著是由首席科学家何鸣元院士联合项目组内多位科学家共同编写的《石油炼制和基本有机化学品合成的绿色化学》一书。书为16开本,厚651页,字数过百万。     项目本身所投入的经费在记者的印象中也堪称“巨额”,总经费超过8600万。其中由973计划资助的是3175万———这一点与其他973项目差别不大。但由项目组自己从部门、单位匹配的金额达到4748万,超过了973计划资助总额———类似的例子在所有的973项目肯定不会太多。     因此,当记者在石油化工科学研究院院内见到项目首席何鸣元院士时,很难将眼前这个清瘦的老者与领导了一个如此大型项目的“当家人”联系起来。但他的确是,他具有一种来自内心的力量,就像一个“力场”,靠近就会感觉到。     记者:这个项目的名称是“石油炼制和基本有机化学品合成的绿色化学”,您能不能先给我们解释一下“绿色化学”的概念?     何鸣元:绿色化学是当今国际化学科学研究的前沿,是21世纪化学工业可持续发展的基础,其目的是把现有化工生产的技术路线从“先污染、后治理”改变为“从源头上根除污染”。绿色化学的理想一方面是实现反应的“原子经济”性,要求原料中的每一原子进入产品,不产生任何废物和副产品,实现资源的充分利用和废物的“零排放”,并采用无毒无害的原料、催化剂和溶剂;另一方面是生产环境友好的绿色产品,在使用中乃至其存在全过程中均不产生环境污染。在经济、资源、环境三大要素的相互关系之中,绿色化学的作用与地位日益明显而重要。近年来,绿色化学的概念愈来愈多地被称之为“绿色与可持续化学”,直接彰显绿色化学与经济可持续发展之间的密切关系。     记者:目前“绿色化学”在国外是一个什么状况?     何鸣元:美国早在1990年就颁布污染防止法案,并确立其为国策,推动了绿色化学在美国的迅速兴起和发展。1996年以来,美国每年颁发“总统绿色化学挑战奖”;国际学术界久负盛名的哥顿会议也以环境无害有机合成等为主题召开会议;美国的国家重点实验室、大学和企业还联合成立了绿色化学院。日本制定了以环境无害制造技术等绿色化学为内容的“新阳光计划”。欧洲、拉美地区也纷纷制定了绿色化学与技术的科研计划。绿色化学与化工技术已经成为世界各国政府关注的最重要的问题与任务之一。     记者:那我国是什么时候开始重视“绿色化学”的?     何鸣元:我国在1993年世界环境与发展大会之后,编制了《中国21世纪议程》的政府白皮书,郑重申明走经济与社会持续协调发展道路的决心。1995年中国科学院化学部确定了《绿色化学与技术———推进化工生产可持续发展的途径》的院士咨询课题,以闵恩泽院士等老一代科学家为首对国内外绿色化学的现状与发展趋势进行了大量调研,并“建议国家科委组织调研,将绿色化学与技术研究工作列入‘九五’基础研究规划”;1997年国家自然科学基金委员会与中国石油化工集团公司联合资助的“九五”重大基础研究项目《环境友好石油化工催化化学与化学反应工程》,推动了基本有机化学品绿色化学与技术的研究。     2000年10月,我们项目组成功申请到了973项目“石油炼制和基本有机化学品合成的绿色化学”的研究。为了从根本上消除和减少石油资源加工及产品使用中引起的环境污染,项目选择量大面广的汽柴油和基本有机化学品的绿色化学开展基础研究。     记者:为什么要以汽柴油、基本有机化学品为研究对象?     何鸣元:以石油为资源的炼油和石油化工工业是世界经济的重要组成部分,也是我国国民经济的支柱产业,其加工总量和产品需求持续迅速增长。在21世纪,石油资源仍是生产机动车燃料和基本有机化学品的主要原料,其优化加工利用对经济和社会的可持续发展具有重要的战略意义。     我国汽油和柴油产品正处于快速的清洁化进程之中,亟待发展新技术来生产高质量的环境友好的汽柴油产品。我国规划到2010年汽油质量与国际标准接轨,这对催化裂化、加氢、烷基化和异构化等石油炼制技术提出了新的要求。我国的石油炼制技术基本上是依靠自己能力开发的,总体水平属于世界先进行列,其中有的还有所创新,少数技术处于世界领先水平。近20年来,导向性基础研究已积累了一些可实现技术创新的生长点,因此根据清洁汽柴油生产的要求,进一步加强导向性基础研究,正是当务之急。     同时,由于环保对石油产品规格的要求日益严格,再加上劣质原油加工量的增加,都导致石油炼制的加工成本日增,利润下降,所以炼油厂在生产石油产品的同时,利用炼油厂的烯烃和芳烃,生产售价比油品高的基本有机化学品早已成为增加经济效益的必由之路。另外,蒸汽裂解的大型石化企业也生产一部分基本有机化学品。     记者:基本有机化学品指的是什么?     何鸣元:基本有机化学品主要指20多种制造合成树脂、纤维和橡胶的单体,制造农药、医药、洗涤剂、染料、炸药和助剂的基础原料以及涂料、油漆等的溶剂,是现代化学工业的重要基本原料,由于其生产规模大,历来是国际化工生产经营的重点。预计未来10年我国己内酰胺、苯乙烯、苯酚、丙酮、长链烷基苯、高碳醇等基本有机化学品的年需求量将有大幅增长。     但目前,我国已有的生产技术多是从国外引进的、一般为20年前开发的工艺,生产过程排放大量废物,有的使用有毒有害的原料、催化剂或溶剂等。如果继续沿用这些技术增加产量,不仅会大量增加废物处理费用,还会进一步破坏生态环境、危害社区安全和人身健康。世界各国陆续开发成功一些以绿色化学为基础的“清洁”生产工艺,这已成为基本有机化学品合成领域技术进步的主要方向。但是,世界上最新、最先进的技术往往不对外转让或在相当时间内不转让,而这些刚开发成功投入使用的技术往往又暴露出一些不足之处。因此,当前也正是我们加强导向性基础研究,实现我国基本有机化学品合成的科学与技术跨越发展的有利时机。     记者:通过5年的研究,项目组主要在哪些方面取得了创新性突破?     何鸣元:这方面说起来可能就比较多,也比较专业一些。我们其实可以从一个侧面看出项目组在创新性方面所取得的成绩:5年来,本项目在国际刊物上发表论文516篇,发表在国内刊物上397篇,总计发表论文913篇,远远超出原来200篇的预定目标。其中,由SCI收录的达到648篇。项目组还共获授权专利100项,专利申请受理202项。另外,通过基础研究,在中国石化的支持下,一些项目已实现工业应用,产生巨大的经济和社会效益。     记者:这个项目与老百姓生活最紧密的是哪方面研究?     何鸣元:这无疑是清洁汽柴油的生产了。美国、欧洲车用汽油中催化裂化汽油组分约占35%%,与之相比,我国车用汽油调合组分中75%以上是催化裂化汽油。由于我国汽油池燃料的特殊性,必须自主解决燃料中的烯烃含量过高的问题。     我们主要针对当时急需解决的汽油产品烯烃含量过高问题,开发了催化裂化降烯烃系列催化剂和工艺,并实现了大范围的工业化应用;针对将来更进一步的燃料清洁化目标开发了“固体酸烷基化”技术并实现了中试,同时发明出多种适合工业应用的分子筛、纳米材料、介孔材料等新型催化材料。这些材料的问世及应用将为分子炼油技术的发展提供更大的空间,提出的许多分子筛合成方法引起了国际上的关注。     到目前,据统计,我国60%%以上的车用清洁汽油生产需要依靠我们这个项目研发的催化裂化催化剂和新工艺。它为我国生产满足欧Ⅲ、Ⅳ标准排放的汽柴油提供了有力的技术支撑,产生了显著的经济和社会效益。       ■编者按     一百三十三页的结题报告,超过八千万的“巨额”研究经费,这两条中的任意一个,在973项目中都不多见。还未采访,我们已经可以清楚地感受到这个项目的分量。     “石油炼制和基本有机化学品合成的绿色化学”项目于二○○○年立项,为了从根本上消除和减少石油资源加工及产品使用中引起的环境污染,选择量大面广的汽柴油和基本有机化学品的绿色化学开展基础研究。如今,项目成果已经为我国生产满足欧Ⅲ、Ⅳ标准排放的汽柴油提供了有力的技术支撑。

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