中工網(wǎng)記者 陳穎

在實驗室里，中科合成油內(nèi)蒙古有限公司研究員、全國科創(chuàng)名匠楊勇如同一位孤勇的探險家，不斷對煤制油過程中的關(guān)鍵要素——催化劑進行試驗、調(diào)整、優(yōu)化，因為每一滴清潔的液體燃料都對我國能源安全與可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。楊勇要以科技之光，照亮煤炭清潔高效轉(zhuǎn)化之路。

時間追溯到2008年，隨著最后一次中試（產(chǎn)品正式投產(chǎn)前的試驗）的結(jié)束，高溫漿態(tài)床鐵基費托合成催化劑應(yīng)運而生，基于此催化劑的獨特性能，形成了我國完全自主的、國際領(lǐng)先的煤炭間接液化成套技術(shù)。憑著持續(xù)鉆研，楊勇所在團隊首次開發(fā)出工程化放大制備和工業(yè)應(yīng)用成套技術(shù)，填補了該領(lǐng)域的國際空白，同時實現(xiàn)了催化劑的萬噸級工業(yè)放大生產(chǎn)和數(shù)百萬噸級的大規(guī)模工業(yè)應(yīng)用。

高溫漿態(tài)床鐵基費托合成催化劑樣品封裝。受訪者供圖

高溫漿態(tài)床鐵基費托合成催化劑在誕生前，誰都沒有想到會成功。2000年，楊勇正在中國科學(xué)院山西煤炭化學(xué)研究所攻讀博士學(xué)位，開始課題前，導(dǎo)師李永旺研究員（我國煤制油技術(shù)首席科學(xué)家）語重心長地對他說：“你來試試費托合成催化劑的研究吧，這是個非常復(fù)雜且難度系數(shù)大的課題，你要迎難而上，努力在這個領(lǐng)域里鉆一鉆。”彼時，國際上流行的一直是國外主導(dǎo)的低溫漿態(tài)床鐵基費托合成催化劑，雖然我國對該類型催化劑進行中試時發(fā)現(xiàn)它用于煤制油生產(chǎn)中的效率并不高，但當時沒有更高效的催化劑。面對這樣一個艱巨的目標，青年楊勇義無反顧地承接了。

為了更好地了解費托合成過程工藝，2002年楊勇主動參加中試并要求倒班。通過夜以繼日地試驗，他對費托合成過程的工藝逐漸熟悉，并領(lǐng)略到了科研工作的魅力——不斷地排雷、試錯，發(fā)現(xiàn)問題、解決問題、總結(jié)問題。這為他后來研究出高溫漿態(tài)床鐵基費托合成催化劑打下了堅實基礎(chǔ)。

博士研究生三年級時，楊勇關(guān)于催化劑的科研初見成效。“低溫漿態(tài)床鐵基費托合成催化劑的反應(yīng)溫度最高也就200-240多度，可費托合成催化劑本身是放熱反應(yīng)，溫度低會導(dǎo)致蒸汽的壓力比較低?！倍岣叻磻?yīng)溫度雖有利于增加副產(chǎn)蒸汽壓力，但會進一步提高甲烷的選擇性，從而降低過程效率。那么，如何在較高溫度下解決催化劑的甲烷控制和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性難題呢？

楊勇在催化劑生產(chǎn)車間巡視。受訪者供圖

楊勇及團隊沉下心來，發(fā)現(xiàn)鐵基催化劑活性結(jié)構(gòu)的催化作用機制和調(diào)控規(guī)律，能夠解決高溫條件下表面催化環(huán)境調(diào)控、活性位及其形成、穩(wěn)定化與分散等核心技術(shù)難題，可以實現(xiàn)高溫下CO解離與加氫的平衡控制。通過大量實驗，反復(fù)試錯，擁有完全知識產(chǎn)權(quán)的高溫漿態(tài)床鐵基費托合成催化劑終于研發(fā)成功。

“高溫漿態(tài)床鐵基費托合成會大大減少生成的甲烷，從而提高過程能量和物料轉(zhuǎn)化效率?！边@個催化劑已經(jīng)能讓煤生成甲烷的量降到3%左右，為工廠的降本增效起到了重要作用。

一個“不可能”完成的任務(wù)，完成了。

后來，基于費托合成催化劑的獨特結(jié)構(gòu)，楊勇及團隊又開始對工程放大工藝條件進行系統(tǒng)開發(fā)，突破了催化劑規(guī)模化工業(yè)生產(chǎn)的工程化技術(shù)瓶頸，開發(fā)了工藝穩(wěn)定可靠、自動化程度高、環(huán)境友好的催化劑工程化放大生產(chǎn)制備及工業(yè)應(yīng)用技術(shù)，建成投運了1.2萬噸/年工業(yè)催化劑生產(chǎn)裝置（2015年），實現(xiàn)了催化劑在全球單體規(guī)模最大的神華寧煤400萬噸/年（2016年）、伊泰杭錦旗100萬噸/年（2017年）和山西潞安100萬噸/年（2017年）等百萬噸級裝置的應(yīng)用，保障了上述裝置的滿（超）負荷穩(wěn)定運行。

間接液化制超清潔汽油技術(shù)中試成功。受訪者供圖

能取得如此矚目的成就，最重要的因素是什么？

“靜下心來，踏踏實實做，進步得最快?！睏钣抡J為，良好的心態(tài)和持續(xù)不懈的鉆研以及基于整體工藝需求的明確目標是他能夠研發(fā)出高溫漿態(tài)床鐵基費托合成催化劑的基礎(chǔ)。面對未來，楊勇的目光堅定而遠大。他正帶領(lǐng)團隊深入探索間接液化技術(shù)升級、低階煤高效分級液化、重油加工及超清潔油品和高值化學(xué)品的開發(fā)，旨在構(gòu)建更加高效、環(huán)保、可持續(xù)的含碳資源轉(zhuǎn)化體系。在煤炭間接液化國家工程實驗室、北京市重點實驗室等平臺上，他將繼續(xù)努力，為我國乃至全球的能源革命添磚加瓦，為人類的可持續(xù)發(fā)展開創(chuàng)美好未來。