“国家的需求就是我们的研发方向”

——访第二十一届中国专利金奖项目发明人、中科合成油技术有限公司总裁李永旺



初见中科合成油技术有限公司(下称中科合成油公司)总裁李永旺,是在该公司的会议室里。刚坐到座位上,李永旺就抱歉地向记者说:“最近比较忙,一会儿还要和中国科学院的有关负责人进行探讨,尽快推动相关专利的落地。”由李永旺带领团队研发的发明专利“用于费-托合成气-液-固三项悬浮床反应器及其应用”获得第二十一届中国专利金奖,该技术打破了国外大型浆态床费-托合成反应器技术垄断局面,解决了我国缺少煤制油产业关键装备的难题,使我国成为第二个掌握大型浆态床费-托合成反应器技术的国家。


“成果不是说出来的,而是干出来的,想获得研发成果,就得踏踏实实搞科研。专心做好一件事,就够了。”李永旺直截了当地说。


专心研发 打破专利壁垒


“专心做好一件事”,是李永旺20余年研究生涯的真实写照。


1997年,李永旺海外留学后归国,并被中国科学院山西煤化所委以煤制油技术开发的重任。彼时,我国的石油需求量不高,国际油价较低,加之受科研能力不足、资金紧张等因素影响,煤炭间接液化技术并不被看好。“石油是工业的血液,随着我国工业的发展,石油的需求量必将激增。然而我国石油产量难以满足需求,一旦进口受限,后果不堪设想。”李永旺介绍,我国虽然石油资源短缺,但煤炭资源丰富,如果能够掌握大型煤炭间接液化技术,将煤炭转化成油品,将缓解这一困境,也可为企业带来巨大的经济利益。


当时,国外技术所有者为该技术建立了严密的知识产权壁垒。如何才能独立自主蹚出一条中国自己的创新路子?李永旺总结了前辈积累下的大量研究成果与实践经验,将技术研发方向由固定床费托合成转向更为先进的浆态床费托合成。课题组从煤炭间接液化的反应机理、动力学、流体力学等基础研究开始,一步步进行试验。


“一开始试验很顺利,但很快,设备堵塞、催化剂磨损等问题便接踵而来。”问题出现后,李永旺带领团队,从小反应釜做起,进行热态试验、冷态试验,建立动力学模型和反应器模型,反复尝试各种蜡与催化剂连续过滤方案。“实验出现瓶颈的那段时间,我们直接住在了试验基地,倒头就睡,一睁眼马上接着干。皇天不负有心人,终于让我们一步步摸索出了门道。”


“一开始的反应釜只有500毫升,仅矿泉水瓶大小,如今的大型浆态床合成反应器,直径9.6米,高60米,单台年产能达到50万至80万吨油品。”李永旺介绍,设备大一点,研发难度便增大很多倍,但反应器放大工作却大多一次成功,靠的就是扎实的基础研究。“我们在反应器的逐级放大中,一步步进行模拟计算,验证设备的可靠性,逐步吃透了反应规律。从500毫升到16万吨级,再到50万至80万吨级,见证了我们从无到有,从有到优的艰难历程。”


技术应用 提高市场效益


2006年,李永旺团队联合内蒙古伊泰、山西潞安、徐州矿业、中国神华等公司组建中科合成油公司。2007年,中科合成油公司提交的“用于费-托合成气-液-固三相悬浮床反应器及其应用”专利申请正式获得授权。


“以该发明专利为核心,我们在中国陆续布局了140余件发明专利,通过《专利合作条约》(PCT)途径提交国际专业申请40余件,用专利保护我们的技术权益。”李永旺带领如今已发展至上千人的研发团队,以技术为支撑,以公司为平台,开始探索该技术在间接液化商业装置上的推广应用。



基于该技术,2009年,内蒙古伊泰和山西潞安的两个年产16万吨合成油示范厂建成投产;2016年,神华宁煤年产400万吨的煤制油商业示范装置开车成功;2017年,内蒙古伊泰杭锦旗年产120万吨和山西潞安年产100万吨的两个百万吨级煤制油装置也相继建成投产……



“截至目前,利用该技术建设的3个百万吨级煤制油装置均实现了满负荷工业运行,生产出优质的柴油、石脑油、费托蜡、液体石蜡等产品。其中合成柴油为无硫、无氮、低芳、低颗粒物排放的高清洁油品。”李永旺介绍,该技术不仅可以用于制油,而且可以生产润滑油、溶剂油等高附加值化学品,能为企业创造出更好的经济效益和社会效益。


“面向国家重大需求,承担国家重大任务,国家的需求就是我们的研发方向。”这句挂在李永旺嘴边的话,混合着煤制油装置的轰鸣声,激励着中科合成油公司的研发团队向着更高、更大的目标奋进。


摘自:中国知识产权报(2020年8月7日第8版)

实习记者  赵俊翔