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高雄厚:为创新而生
——记中国石油石油化工研究院副院长、2017年度国家科技进步奖获得者高雄厚

作者:本刊记者 胡 敬  来源:科学中国人  发布时间:2018-04-10

导读:  4个月时间研制出新一代降烯烃催化剂,15年内3获国家科技奖在高雄厚身上,似乎总能看到科研旅途的跌宕感。不管外人如何看待这些艰辛与成绩,高雄厚自己都乐在其中。   “说实话,我并不觉得自己这些年的经历如何坎坷多艰,反而非常享受,我就是喜欢创新。”高雄厚说道。

        2018年开年之际,在国家科学技术奖励大会上,由中国石油石油化工研究院副院长高雄厚团队承担的项目“高汽油收率低碳排放系列催化裂化催化剂工业应用”获得了2017年度国家科技进步奖二等奖。作为第一完成人,15年时间内3次站上国家科学技术奖的领奖台,高雄厚难掩激动之情。
  “我喜欢创新,能够将自己的知识转化成财富,对国家对人民有用,这就是我最大的愿望。”高雄厚说。30年时间,高雄厚用实际行动践行了自己的愿望:研发出4大系列15个品种的催化剂,全部实现了产业化,创造了显著的经济效益,产品远销美国等海外市场,为提升我国炼油催化剂产品在国际上的整体竞争优势做出了突出贡献......

  4个月时间研制出新一代降烯烃催化剂,15年内3获国家科技奖在高雄厚身上,似乎总能看到科研旅途的跌宕感。不管外人如何看待这些艰辛与成绩,高雄厚自己都乐在其中。
  “说实话,我并不觉得自己这些年的经历如何坎坷多艰,反而非常享受,我就是喜欢创新。”高雄厚说道。
  

“创新其实有规律可循”


  1988年从兰州大学化学系硕士毕业后,高雄厚被分配到了兰州炼油厂炼制所。因为勤奋努力,不到一年时间,他的科技论文就在全厂比赛中获得了第一名。不过,大西北科研环境本就困顿,更何况是30年前——那时的研发条件非常艰苦,只能用农用三轮车拉催化剂原料。受客观条件限制,多年难以取得重要成果,一些研究人员在感到前途渺茫的情况下,有的选择了改行,有的选择了离开兰州,前往经济更加发达的地区寻找机会面对种种不利现状,高雄厚心中难以平静,很长一段时间内都陷入了迷茫。
  “看到那时的环境,周围人都选择了‘孔雀东南飞’,我自然也产生过动摇的念头。但经过仔细判断后,我还是觉得做科研更有乐趣,就坚持了下来。”高雄厚说道。他所从事的专业其实说来也很简单,就是催化剂。学过化学的人都知道,催化剂可以改变反应物的化学反应速率而不改变化学平衡,且这一过程中自身并不会消耗。“石油开采出来后不能直接使用,必须进行进一步深度加工,转变成可用的油品。在这一过程中就需要一个神奇的东西——催化剂,将它加入到油的转化装置中就会生产出我们需要的产品,很神奇。”
  就这样,高雄厚在科研一线坚持了下来。虽然没有承担重要项目,但他仍然将这段“自由”时光充分利用了起来。国内外各种炼油催化剂的专利技术及相关专家的资料,高雄厚几乎翻了个遍。整整10年时间,他研究了300多种专利技术和十几位有影响的专家,有时一项专利技术要研究半年。
  并且,在这一过程中,他还不忘钻研基础理论和技术,努力为自己“充电”。1994年,高雄厚以优异的成绩考入中科院兰州化物所攻读博士。读博期间,他还开发出一个程序软件,利用热平衡计算提升管试验装置剂油比的方法,不但简单易行,而且计算准确。
  1997年取得博士学位后,高雄厚拒绝了多家单位递来的橄榄枝,仍然返回了兰州石化研究院继续“摇瓶子”(做实验)。这时,对于已“旁观”别人创新多年的高雄厚,心中早已有了自己的想法,不再迷茫。在他看来,当时催化剂没有大的突破,是技术研发没有长足进步,只要不懈努力,总有新的天地。
  “在查找文献资料的过程中我看了很多别人的创新案例,一个个进行分析研究,到后来就发现创新其实是有规律可循的。第一就是需要你有丰富的想象力,漫无边际地去想,许多颠覆性的创新成果不是做不到而是想不到;第二就是想时要想得无限大,做时就要从无限小处开始着手。很多时候创新失败就是因为这两点没有做到,要么没有发挥无限的想象力,要么没有把特别小的地方作为出发点,这也是我这些年来慢慢摸索出来的经验。”高雄厚说。结合这些所见所闻,再加上自己分析总结的规律,高雄厚对“创新”这件看不见、摸不着的东西也慢慢琢磨出了一些规律,在他遭受挫折和遇到难以突破的困难时,这些信念无疑给了他在黑暗中坚持的力量。
  不过,是否找到了规律之后人人都可以创新呢?答案显然没有那么简单。“虽说要从非常小的细节开始,但小的地方太多了,究竟从哪里入手,这些就需要自己慢慢摸索了。”
  

危难中脱颖而出


  如果现在回过头再看,当初在炼油厂蛰伏的那十年,对于高雄厚而言或许是一件“好事”。
  1999年,由于国内外环保标准的提高,对汽油品质提出了新的更高的要求。在当时国家颁布新的汽油质量标准中,要求车用汽油的烯烃含量必须降到35%以下。然而,彼时承担大部分汽油生产任务的催化裂化装置汽油烯烃含量普遍在50%以上,国内绝大部分炼油企业生产的汽油产品都面临着烯烃含量超标不能出厂的困境。
  谁也没有想到,关键时刻,位于甘肃兰州的催化剂团队研发出了新一代降烯烃催化剂,填补了中国石油在这一领域的空白。并且,与国际上催化剂研发几年的周期比,用时仅半年就研制出新一代催化剂,可谓奇迹。而这一奇迹的创造者就是高雄厚。
  “汽油中的烯烃经过汽车发动机燃烧产生的尾气,极易发生光化学反应,光化学反应的烟雾对人体和环境危害极大,因此生产清洁汽油最关键的技术之一就是降低汽油中烯烃的含量。发达国家一直采用调和的方式,稀释汽油中的烯烃含量,很容易就能生产出清洁汽油。而中国主要靠单一的工艺路线生产汽油,依赖催化剂技术的创新。如果改用发达国家的方式,就得大幅度地调整我国石化企业生产装置的结构,不光需要投入巨额的资金,时间上也来不及。因此,我们必须在短时间内攻破降烯烃催化剂的难关。”高雄厚说。
  任务是1999年11月9日正式接受的。那时高雄厚所在的催化剂研究所,研发设备陈旧,科技人员少,又缺乏重要技术积累,而且研发时间非常急迫,只有短短几个月时间,谁能相信他们能够成功呢?但高雄厚非做不可。不管是对于国家、行业、研究所还是个人而言,这样的重任不能错过。
  凭着长期磨砺的韧劲,他带着一群年轻人开始了日夜攻关。白天,他带着课题组成员泡在实验室,所有试验都坚守现场;晚上,他挑灯夜战,四处查阅资料,探索机理,寻求突破口。吃饭、睡觉、走路,不管什么时间,他的大脑一刻都没有停止过运转,总是不断地寻找出路。一个个离奇古怪的想法在他脑中不断诞生,又一次次在实践中否定。前前后后共经历了11次失败之后,他终于寻找到了一条正确路径:传统的催化剂是把已生成的烯烃转化为其他产物,以达到降烯烃的目的,难道不能突破这种技术路线,从源头控制烯烃的生成?
  此后,柳暗花明,仅仅4个月时间,高雄厚带领团队一举完成了小试和中试,新一代降烯烃催化剂就这样诞生了。应用表明,这一新型催化剂的使用,在辛烷值保持不变的情况下,最终使得汽油烯烃含量下降了13个单位,达到国际先进水平,标志着中国石油催化裂化催化剂的研发水平实现了质的飞跃,中国石油炼油催化剂研究也由此翻开了崭新的篇章
  国际著名催化剂制造商Grace公司在给中国石油的一封信中说:你们的催化剂,给我们留下了很深的印象。这一技术成果“新型FCC汽油降烯烃催化剂的研制与工业化开发”项目获得了2004年度国家科技进步奖二等奖。
  人们说,高雄厚创造了奇迹,是快出成果、出大成果的奇迹。其实,哪有什么奇迹可言,若没有那十年的日积月累,又怎会一朝喷薄而出?更为重要的是,那十年的考验更磨砺出了高雄厚不畏艰难、锲而不舍的精神和韧劲,这些都为那4个月的高压生活奠定了坚实的根基。新型催化剂在实验室诞生只是起点,更为艰难的是实现工业化生产和应用。在这一过程中,更有许多意想不到的艰难和考验。在按照高雄厚的方案投入生产之初就出现了意外,分子筛被粘在生产线上,只能用人工一点点往下刮。那天下着暴雨,高雄厚的心情无比沉重。他带着