2009年是不同凡响的一年,中华人民共和国迎来了她的六十华诞。而这一年,中国科学院山西煤炭化学研究所也迎来了建所五十五周年。桃园南路,是山西省太原市中心的一条热闹的街巷,山西煤化所便坐落在这条马路的西侧。沿线近七百米的商铺并不是很高,于是煤化所大院内那抹郁郁葱葱的绿,便总是有意无意地映入人们的眼帘。的确,走进中国科学院山西煤炭化学研究所,仿佛走进一个赏心悦目的园林,绿树成荫,鸟儿飞翔,与周遭的喧嚣相比,这里宁静得有些突兀,颇有几分世外桃源的味道。但是,这里不会“不知有汉,无论魏晋”。在草木掩映的一座座实验楼里,科研人员正在忙碌着,他们面向国家战略需求,面向世界科学前沿,锐意创新进取,取得了一项项令人瞩目的创新成果。
由山西煤化所自主研制的我国第一套加压灰熔聚流化床粉煤气化制备合成氨原料气工业示范装置
55年来,中国科学院山西煤炭化学研究所的隶属关系和名称几经变更,既反映了煤化所的发展历史,也折射了历史风云的起伏动荡。
中科院山西煤化所的前身是中科院煤炭研究室,该室独立建制之初只有56位工作人员。
1954年10月,中科院第三十五次院务常务会议决定,将中科院石油研究所(即现在的中国科学院大连化学物理研究所)煤炭研究室改为独立室。中科院文件通知:“将独立后的石油研究所煤炭研究室名称定为中国科学院煤炭研究室,直属中科院领导,党政业务由石油所代管,财务工作独立。”
1959年6月,鉴于山西省是煤炭资源大省,不仅煤源丰富、且煤种齐全,中科院决定将煤炭室迁往山西省会太原。从1959年7月起,经过两年筹建,搬迁工作于1961年下半年结束。
1961年12月经中科院同意,并报请国家科委批准,煤炭室扩建为中国科学院煤炭化学研究所。
1962年12月中科院对部分研究机构做调整,将中科院煤炭化学研究所移交中科院华北办事处领导,但仍保持该所全国性研究所的性质。为了加速燃料化学学科的发展,经国家科委批准,中科院于1966年2月将中科院煤炭化学研究所改名为中科院燃料化学研究所,与此同时,撤销了中科院华北化学所(所址在天津市),并将该所的科研任务及183名人员和编制并入中科院燃料化学研究所。
1970年7月中科院将中科院燃料化学研究所移交给燃料化学工业部。燃化部1971年1月将中科院燃料化学研究所下放到山西,实行双重领导,以地方为主,归属山西省煤炭化工局,改称为山西省燃料化学研究所。
1978年5月山西省革委会将山西省燃料化学研究所改为山西省煤炭综合利用研究所,由省科委领导。
1978年9月,中科院根据全国自然科学学科规划的要求和中科院长远规划,经征得山西省革委会的同意,并报请国务院批准,改变了山西省煤炭综合利用研究所领导体制,所名改为中国科学院山西煤炭化学研究所,属地师级单位,由中科院和山西省双重领导,政治工作以山西省领导为主,业务工作以中国科学院领导为主。
中国科学院山西煤炭化学研究所这一名称被定格至今,山西煤化所也进入了更稳定的发展时期。
中科院煤炭研究室在1954年10月15日独立时有56名工作人员,其中科研人员28人,只有2名高级研究人员(副研究员),主要是做煤炭综合利用研究,即煤的分类、气化、炼焦配煤、低温干馏等方面的研究工作。
上世纪60年代初,胜利、大庆油田出油,石油化学工业快速地发展,国家着手制定《1963~1972年科学技术发展规划》,迫切地需要基本化工原料。
当时的中科院煤炭化学研究所确定:坚持煤化学的某些主要阵地(煤岩化学炼焦化学等),同时积极开展石油化学研究,适应新形势的要求;抓住化学化工研究中新的薄弱环节基本有机合成,建立新的立足点,做到选题与外单位基本没有重复。主要研究煤炭和石油及其产品。基础学科有:煤化学(干馏)、物理化学(催化)、化学工程(流态化)、有机合成(加氢或脱氢)。
“文革”开始后,科研工作基本停顿。全靠科学技术人员走出去继续搞科研。该时期,因华北化学所的并入增加了高分子课题。
1974~1977年,当时的山西省燃料化学研究所主要研究专业范围是石油化学工业、煤炭化工、环境保护、炭素材料等。石油化学工业、煤炭化工方面,重点研究基本有机原料和腐植酸类肥料;环境保护方面,重点研究有机污染物监测技术和发展无害工艺;炭素材料方面,重点研究碳纤维及其复合材料;基础理论方面主要结合上述科研任务,开展有关催化理论,化学反应器和分离精制过程的数学模拟放大。此外还从事仪表和科研用小型机泵的研制。
上世纪70年代后期,由于世界上经历了两次能源危机,各国对煤炭洁净利用备加关注,山西煤化所的研究方向定位为煤炭能源转换和洁净利用,重点研究煤炭气化、液化和碳材料。根据全国科学技术发展规划和学科规划有关能源科学、材料科学、催化及化学工程学等方面规划的要求,遵照“两侧重、两服务”的办院方针,山西煤化所把主要科技力量集中到煤炭转换新技术的研究、新型纤维催化剂的开发、碳素材料的研制三个重大方向任务上来,并安排好包括应用基础在内的各项支持工作。
上世纪末和本世纪初,山西煤化所通过了中科院高技术基地型研究所的分类定位,经历了自身发展史上具备极其重大意义的重新调整和从谋求生存转向加快速度进行发展的过程,顺利进入知识创新工程试点单位,主要是做能源环境、先进材料和绿色化工三大优势领域的应用基础和高技术研究与开发。
55年来,中科院山西煤化所虽然几经隶属关系的变化,但整个研究所的精神却是一脉相承的。因为,有这样一批科学家和党政领导干部,不因岁月蹉跎、世事沉浮而动摇,始终坚守着自己的信仰,坚韧不拔,一步一个脚印,向着科学技术的高峰攀登。
1959年8月,中科院煤炭研究室党总支书记贾晨林肩负着中科院的使命,牢记郭沫若院长的殷切嘱托,带领他的同事们风风火火来到太原,以他对中科院领导意图的深刻领会和心中绘就的山西煤化所的建设蓝图,向山西省委、省政府的领导作了全面的汇报。在太原建设一个新的研究所,成为中科院和山西省领导的共同心愿,因而得到了全力支持,不久就规划出26万平方米的土地供建所使用,并开始建设多个学科的实验室和相应配套服务设施,以及中间实验车间。这年12月,在贾晨林的带领下,人们冒着严寒挥动铁锹,建所工程破土动工了。
然而,刚刚迈进1960年,正当中科院煤化所的基本建设紧张而有序地进行时,国家遇到了自然灾害,职工生活供应明显不足,吃穿都得凭票。面临着基建任务繁重和职工生活困难的双重压力,贾晨林果断决定,向省市有关部门申请一些土地,自己动手种粮、种菜、饲养家畜,用以补充职工生活的不足,同时在所里设置生产科,专门负责组织农业生产。他的这一决策,使山西煤化所的职工在三年困难时期没有挨饿,供应的匮乏对基建工作的影响也缩减到最小。山西煤化所的职工至今对贾晨林等老一辈为创建山西煤化所作出的难以磨灭的贡献感怀不已。
随着一个新的研究所拔地而起,各路英才也纷纷聚集。自办的燃料化学学院学生和煤训班毕业生留下来了,从各重点大学分配的毕业生站稳了,相关的单位调入人员引进了,甚至一批国外留学回国人员也被吸引来了。很快,所有人员都积极投入到中科院煤炭化学研究所的建设和科研工作中。
在科研人员当中,山西省第一位院士彭少逸先生可谓是贯穿山西煤化所几十年发展的坐标式人物。
彭少逸院士曾经被错划为“”,曾经历了“文革”劫难,被“管制”、被“批斗”,甚至被打折过腿,但他在被压制的岁月里,始终没放弃自己热爱的事业,想方设法进行科学研究,并在极其艰难的环境下取得了骄人的成果。彭少逸院士今年已经九十二岁,仍然关心着山西煤化所的发展,放在他案头的文件,不管是学报、论文或是所内简报,他都要仔细审阅。几十年来,无论是门下的弟子,还是前来求教的其他科技工作人员,他都悉心教诲,丝毫没有保留地予以指导,鼓励他们提出自己的见解,帮他们尽快成长,被誉为“全所科学工作者的老师”。他还很注重年轻人的品德修养,常说:“海纳百川,有容乃大,一个斤斤计较,不能容人的人,是不会在学术上有大成就的。”如今,他的弟子孙予罕、王建国、李永旺、相宏伟、郭向云等都已成为研究员、博士生导师,既是山西煤化所科学技术工作的中坚力量,又是坚韧不拔、锐意创新的煤化人精神的传承者
山西煤化所是在很难的条件下成长起来的,在三年困难时期扩建迁所,不久又经,但科学技术人员仍作出了一百多项有价值的科技成果。1978年3月18日,全国科学大会召开,当时的山西省燃料化学研究所有12项技术获得全国科学大会奖。这次大会之后科技界开始拨乱反正,压在广大科学技术人员身上的枷锁被砸碎,山西煤化所也迎来了自己的春天。
经过55年的积淀,尤其是改革开放30年来的发展,中国科学院山西煤炭化学研究所逐渐由一个只有56人的实验室,发展壮大为从基础研究到工艺过程开发直至产业化体系较为完备的国立研究机构。截至2008年底,中科院山西煤化所在职职工529人,其中科学技术人员371人,进入创新工程261人,中科院院士1人,博士生导师(包括客座导师)24人,研究员46人,副高级专业方面技术人员95人。中科院山西煤化所还是经国务院批准的新中国首批博士、硕士学位授予单位,博士后科研流动建站单位,拥有物理化学、材料学、化学工艺及工业催化等专业4个博士点,有机化学、物理化学、材料学、化学工程、化学工艺及工业催化等6个硕士点,1个化学博士后流动站。目前有300多名研究生在读。
创新,对于一个民族是进步的灵魂;对于一个国家是兴旺发达的不竭动力,而对于一个国立科研机构那就是存在的全部意义。从建所之日起,一代代煤化人便以科学技术创新为己任,在各个历史时期均为国家经济建设和科学技术的发展作出了应有的贡献。
55年来,山西煤化所共计获得全国科学大会奖、国家发明奖、国家科技进步奖、中国科学院科技成果奖、发明奖、自然科学奖、杰出成就奖以及省部级成果奖180多项,获准国家授权专利570多项。山西煤化所在我国的煤炭能源转化、先进材料和绿色化工研发领域发挥着重要的作用。全国人大常委会副委员长、中国科学院院长在视察山西煤化所时欣然题词:发展高科技,实现产业化,为我国洁净能源与先进材料技术与产业作出战略性贡献。
进入21世纪,山西煤化所顺应时代要求,通过凝练科技目标和实施机制创新,调整确立了发展的策略目标,即围绕以煤炭优化利用为主的能源环境、绿色化工和先进材料的科学技术创新,开展基础性、战略性、前瞻性的科学技术创新研究和高新技术产业化,提供满足国家能源的重大战略需求与可持续发展的科技成果和高层次科学技术人才,实现基础研究国际化、高技术探讨研究产权化、应用研究产业化。
近年来,山西煤化所紧紧围绕中国科学院新时期办院方针,积极实施知识创新工程,一批具有自主知识产权的技术集中开花结果,走向社会,走向产业化,引起国内外瞩目。
2002年9月,山西煤化所承担的国家科技部“863”计划和中国科学院联合支持的煤间接液化技术重点项目,中试平台打通工艺流程,取得良好结果。这一阶段性成果被列为中科院2003年六大成果之一,标志着我国已基本掌握了煤基合成油催化剂和浆态床反应器的核心技术。
2009年初,利用山西煤化所自主知识产权技术、建于内蒙古鄂尔多斯市准格尔旗大路煤化工基地的年产16万吨油品的煤间接液化工业示范装置试车成功。所产出的油品是目前世界最洁净的液体燃料之一,可以直接加入到柴油车辆中,经实验监测,柴油车尾气排放符合欧洲Ⅴ号标准,用于柴油车要比普通柴油节油8%~12%。该油品也可作为调和油,使普通柴油变为优质柴油。这是我国煤间接液化自主技术产业化的第一个项目。
2009年7月,建于山西潞安的年产16万吨油品的煤基合成油装置试车成功。这项技术涵盖了国际先进的煤炭间接液化的所有核心技术。
2007年底,在3.0MPa半工业化加压灰熔聚流化床粉煤气化中试平台上完成了1.0MPa 的72小时长周期加压试验。
2008年9月,利用山西煤化所核心技术的我国第一套加压灰熔聚流化床粉煤气化工业示范装置在石家庄金石化肥有限公司顺利完成76小时投料试车,核心气化装置运行平稳,合格煤气并入合成氨生产系统。
2009年8月,在晋煤集团10万吨/年合成油示范工程建设项目中,采用山西煤化所发明专利“灰熔聚流化床粉煤气化技术”的工业气化装置实现了高灰、高灰熔点、高硫“三高”无烟煤的连续稳定气化,各项技术指标达到设计的基本要求,并成功实现甲醇生产全流程贯通。该项目的成功实施不仅首次实现了加压灰熔聚流化床煤气化技术规模化和商业化应用,而且为我国大量“三高煤”合理规划利用提供了先进可靠的工业气化技术。
2007年12月,利用山西煤化所核心技术,在云南解化集团有限公司建设的3500吨/年合成汽油工业示范装置一次投料开车成功,生产出合格的93号汽油产品,装置运行正常,达到设计要求。
该装置是国内目前已投入运行的汽油产能最大的煤制油工业示范装置,采用山西煤化所独立开发的催化剂和由山西煤化所与化学工业第二设计院合作开发的固定床绝热反应器一步法甲醇转化制汽油工艺。该装置的开车成功为我国煤制油产业的发展开辟了一条可靠的技术路线,有可能成为未来我国从煤炭出发生产高清洁汽油的重要选择路线之一。
2007年11月,使用山西煤化所国家发明专利“裂解C9两段加氢催化剂及其相应工艺”技术设计建设的盘锦和运集团公司10万吨/年裂解C9两段加氢装置开车,生产出合格产品。这是我国顶级规模的裂解C9两段加氢装置,也是第一套两段均使用山西煤化所加氢催化剂及工艺的裂解C9加氢装置。
2008年11月,由山西煤化所提供催化剂和初步设计资料建成了新山子天利实业公司2.5万吨裂解燃料油轻组分两段加氢工业装置,一次投料开工成功,生产出合格的芳烃溶剂油。这是我国首套裂解燃料油轻组分生产芳烃溶剂油装置。
2009年3月,采用山西煤化所开发的粗苯加氢精制催化剂,山东腾州盛源化工有限公司8万吨/年粗苯加氢精制装置一次投料生产成功,生产出合格产品。这是我国首套使用国产加氢精制催化剂的工业生产装置,此前国内装置全部使用进口催化剂。粗苯加氢精制催化剂的成功应用,标志着粗苯加氢精制成套技术已实现国产化。
2009年5月,采用山西煤化所发明的“顺酐低压加氢生产-丁内酯”专利技术、在内蒙古乌审旗新型化工有限公司建设的4000t/a -丁内酯装置,将催化反应系统和蒸馏全面联动获得一次性成功,产出的-丁内酯质量达到一级品,并实现满负荷生产,标志着该套装置完全达到设计的基本要求,全面投入生产运行。
此外,由山西煤化所自主开发设计的国内第一套单台2万吨/年顺酐生产装置和与之配套的5万吨/年顺酐连续精馏装置于2007年11月在山西新和太明化工有限公司开车成功,该大型生产装置产出的顺酐不但质量高、品质稳定,而且原料消耗降低10%,生产能耗降低60%,极大地提升了顺酐产品在国际市场上的竞争力,标志着我国顺酐生产技术迈上了新的台阶,对我国以焦化苯为原料生产顺酐的技术路线有着积极的推动作用。
上述列举的项目,不仅反映了山西煤化所的科学技术创新成果,也体现了山西煤化所主动出击、与企业联合攻关所取得的院地合作成果。
近年来,山西煤化所坚持“互惠互利、优势互补、以我为主、注重实效”的国际合作原则,以吸纳全世界创新资源和提升科学技术创新能力为出发点和目标,以科技发达国家为主要对象,以与国际一流的科研机构和专家建立长期、稳定、高效的合作伙伴关系为重点,开展多层次、多形式的国际合作交流,成效显著。研究人员的研究水平和国际影响力不断提高。
山西煤化所与美国的国际合作与交流侧重于基础性、前瞻性的研究领域,着重与国际一流研究机构和领衔科学家进行合作与交流,提高科学创新的起点;与澳大利亚的合作侧重洁净煤、能源科学领域,着力于优势互补,引进科技发达国家的先进理念、科学理论和前沿技术,以我国区域特色为平台,吸引顶级科学家合作工作,构建可持续性合作伙伴关系;与欧洲的国际合作侧重于与国外跨国公司及高技术企业之间的合作交流,特别是与壳牌(Shell)、英国石油(BP)和德国拜耳(Bayer)等跨国公司的合作交流,采取互派人员短期工作,重点共建研发组织等多种形式,展开实质性合作;与日、韩等四周的国家的合作侧重于密切配合国家外交政策,以技术转移、资源互换、信息共享为出发点,积极发展国际合作与交流。
山西煤化所与美国PNNL,澳大利亚Monash大学、Newcastle大学、Curtin科技大学,俄罗斯石墨结构研究院,加拿大阿尔伯塔大学,日本富山大学,德国Karlsruhe 大学,荷兰壳牌集团等国外的高校和研究机构都建立了科研合作伙伴关系。同时,众多跨国公司如Shell、Bayer、Eastman、Air Liquide、Uop、Bhpbilliton、韩国浦项、美国能源系统公司等派员到山西煤化所考察洽谈,在能源环境、绿色化工等领域开展了实质性合作,合计经费逾百万美元。荷兰壳牌集团、德国西格里集团还在山西煤化所设立了奖学金和助研金。
2007年科技部和国家外专局在山西煤化所设立了山西煤化工技术国际研发中心。该中心是我国首批建立的33个“国家级国际联合研发中心”之一。山西煤化所通过该中心申报“褐煤高效清洁利用关键基础理论与技术的研究”的科技部国际合作重点机构项目,已被批准立项,科技部批准专项经费为458万元,外方投入为620万元,其中用于中方的为120万元,该国际合作项目同时得到了中科院国际合作局的支持。这标志着山西煤化所的国家合作进入了一个新的发展时期。
“五十而知天命”是《论语为政》的一句。然而,对于走过五十五载艰难历程的中国科学院山西煤炭化学研究所却不能“听天由命”。面对学界、业界的激烈竞争,山西煤化所从领导层到广大科研人员深刻地认识到“百舸争流,不进则退”的道理。中国科学院山西煤炭化学研究所面对国内外的新形势,将一如既往地秉承“爱所敬业、求真务实、崇尚创新、协力奋进”的煤化人精神,发展高科技,实现产业化,为我国洁净能源与先进材料技术与产业作出战略性贡献,继续书写新的辉煌!
《科学时报》 (2009-9-28 A3 庆祝中国科学院建院60周年系列报道)