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中国石化成功开发全新结构分子筛 2018-06-13 10:12:01

摘要:实现国内工业企业在分子筛合成领域零的突破,对于推动石油化工关键核心技术自主创新突破具有重大意义

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图为上海院SOR分子筛攻关团队,杨为民(中)教授展示SOR分子筛模型。 聂晓帆 摄
        能源新闻网讯 实现国内工业企业在分子筛合成领域零的突破,对于推动石油化工关键核心技术自主创新突破具有重大意义
        国际分子筛协会网站公布,由中国石化上海石油化工研究院杨为民团队开发的全新结构的分子筛材料SCM-14(SINOPEC Composite Material 14),正式获得国际分子筛协会(IZA)授予的结构代码SOR。专家认为,这意味着中国石化成为我国首个获得分子筛结构代码的企业,实现了国内工业企业在新结构分子筛合成领域零的突破,意义重大。
        分子筛是重要的催化材料,广泛应用于石油化工生产过程和环保领域。新结构分子筛的创制及工业应用往往带来石化技术的跨越式发展。如知名的ZSM-5分子筛作为固体酸催化剂,广泛应用于炼油化工生产过程,极大促进相关技术与工艺的发展。我国科学家基于SAPO-34分子筛催化剂,发展出MTO(甲醇制烯烃)成套技术,建成投产几十套MTO装置,开辟了由煤炭经甲醇生产基础有机化工原料的新工艺路线。国际知名能源化工公司对此十分重视,投入巨大人力物力致力于新结构分子筛的创制和应用研究,在该领域处于领先地位。而我国工业界还没有开发出原创性新结构分子筛材料并获得结构代码。
        中国石化高度重视科技创新,提出加快突破基础研究和原始创新、加快攻克一批关键核心技术等,对科研工作者提出新要求新期待。研发全新结构的分子筛就是实现原始技术创新、补强发展短板的关键。近年来,上海石油化工研究院不断加大新型催化材料的研发力度,杨为民教授带领王振东博士、罗翼博士研究生等科研骨干自2013年起,开展新结构分子筛合成的探索研究,利用先进的高通量分子筛合成与表征系统,实现了分子筛材料的高效合成与筛选。历经5年共计2000余次试验,先后合成出21个以中国石化命名的SCM系列分子筛,其中SCM-14是一种全新结构分子筛,具有独特的12×8×8元环三维孔道体系,且热稳定性优异,在催化与吸附等方面具有潜在应用前景。
        上海石油化工研究院科研团队与瑞典斯德哥尔摩大学/北京大学“青年千人”孙俊良研究员紧密合作,通过对电子衍射数据进行解析,得到晶体结构模型,并最终获得精确结构。
        2014年以来,上海石油化工研究院开发的SCM系列新催化材料已申请国内外专利34件,其中PCT国际专利申请3件,在10多个国家和地区进行了专利布局
        【延伸阅读】
        探秘全新结构分子筛

        ——记上海石化研究院开发全新结构分子筛并成功获得结构代码
        由上海石化研究院杨为民团队成功开发的全新结构分子筛材料SCM-14(SINOPEC Composite Material 14),2018年5月15日正式获得国际分子筛协会(IZA)授予的结构代码SOR。
        消息传出,立即引起行业关注。戴厚良院士、马永生院士、谢在库院士、何鸣元院士、舒兴田院士等业界专家向研究团队表示祝贺,并给予高度评价。专家认为,这意味着中国石化成为我国首个获得分子筛结构代码的企业,实现了国内企业在新结构分子筛合成领域零的突破,意义重大。戴厚良还特别要求加强应用研究,加快从技术发明转化现实生产力的步伐。
        本期专题,记者采访研究团队,带你走近分子筛研发这个充满神奇和奥秘的世界。
        要提高竞争力,必须掌握科技制高点,研发全新结构分子筛是实现科技突破关键
        分子筛是重要的催化材料,广泛应用于石油化工过程。分子筛材料广泛应用于离子交换、吸附分离及催化等领域,其离子交换性能、扩散与吸附性能、形状选择性与催化活性等性能与其微孔结构密切相关。
        专家介绍说,分子筛的结构直接决定其应用领域。新结构分子筛的创制及工业应用往往带来石化技术的跨越式发展。
        国际知名能源化工公司十分重视新结构分子筛的创制和应用研究。据了解,在国际分子筛协会此前确认授予的235种结构代码中,埃克森美孚、雪佛龙等公司获得的结构代码在工业界均处于遥遥领先地位。而我国工业界还没有开发出原创性的新结构分子筛材料并获得结构代码。
        因此,我国石化行业要提高竞争力,必须掌握科技制高点,研发全新结构的分子筛成为补强发展短板实现科技突破的关键。
        国家的需要就是你的使命。要敢于树立信心,迎接挑战。科技前沿和石化主战场,就是石化科研工作者的战场。
        石化工业振兴,科技创新是关键角色。石化关键技术领域的跨越式发展离不开新结构分子筛的创制及其工业应用。当前,我国石化产业正处于转型升级的关键时期,对新结构分子筛的渴求尤为迫切。
        杨为民说,上海院是中国石化直属研究院,国家的需要、公司的需要就是使命。要敢于树立信心,勇担责任,迎接挑战。科技前沿和石化主战场,就是石化科研工作者的主战场。
        为服务国家重大需求,上海院面向世界科技前沿和石化主战场,布局前瞻性基础性研究。近年来,上海院不断加大新型催化材料的研发力度,杨为民教授带领王振东(博士)、罗翼(博士研究生)等科研骨干自2013年起,开展了新结构分子筛合成的探索研究,利用先进的高通量分子筛合成与表征系统,实现了分子筛材料的高效合成与筛选。团队研究人员历经5年,先后进行2000余次试验,合成出21个以中国石化命名的SCM系列分子筛,其中SCM-14是一种全新结构的分子筛,具有独特的12×8×8元环三维孔道体系,且热稳定性优异,在催化与吸附等方面具有潜在的应用前景。
        自主创新,不是什么都从头做起,不是要什么都自己单干,而要放眼全球,以我为主,用好内外资源。
        全世界的大公司都十分重视重大科技项目攻关。如何提升重大科研攻关的质量和效果?杨为民认为,科研院科研能力尤其是原始创新能力的积累十分重要。此次取得重大突破,得益于上海院多年以来坚持不懈的科研积累。同时,在经济技术全球化的大背景下,充分利用好内外研究资源极其关键。开展自主创新,不是什么都从头做起,不是要什么都自己单干,而要放眼全球,以我为主,用好内外科研资源。
        分子筛的合成研究,是在纳米级的尺度上开展研究。分子筛材料结构复杂,晶体尺寸较小,其结构解析是一项极其复杂、费力费时的工作。目前,一般需要通过结合三维电子衍射技术和粉末X射线结构精修技术来实现。
        在SCM-14结构解析过程中,上海院科研团队与瑞典斯德哥尔摩大学/北京大学“青年千人”孙俊良研究员紧密合作,通过对电子衍射数据进行解析得到了晶体结构模型,然后利用大科学装置—上海光源收集的同步辐射粉末X射线衍射数据进行结构精修,验证结构模型的准确性并获得精确结构。
        双方通力合作,攻坚克难,历时8个月时间顺利完成了分子筛结构解析的全部工作。2018年5月15日,SCM-14分子筛正式获得了国际分子筛协会结构委员会授予的结构代码SOR。
        在SCM-14分子筛开发成功的基础上,上海院科研团队将继续深入开展该分子筛的吸附和催化性能研究,加快新结构分子筛从发现到工业应用的步伐,力争形成原创性石油化工新技术。
        杨为民说,初心引领方向,使命坚定信念。进入新时代,党中央做出建设世界科技强国的战略部署,对国有企业寄予厚望,中国石化高度重视科技创新,提出加快突破基础研究和原始创新、加快攻克一批关键核心技术等新要求新期待,科研工作者任务艰巨,使命光荣。面对新时代新要求,上海院将更加深刻地认识科技创新在党和国家,以及中国石化事业发展中的地位和作用,奋发有为,扎实工作,加速科技创新与成果转化,为中国石化全面可持续发展和高质量发展提供更有力的技术支撑,为国家的科技进步做出更大贡献。(能源新闻网)