“數(shù)據(jù)突然全都跑偏了,我們都懵了。”多年后回憶起來,一位負(fù)責(zé)這個(gè)批次的同事對那一刻的反常記憶猶新
當(dāng)?shù)弥W化學(xué)參與完成的“取代芳胺系列產(chǎn)品綠色催化合成關(guān)鍵技術(shù)與工業(yè)應(yīng)用”項(xiàng)目獲得2018年度國家技術(shù)發(fā)明二等獎(jiǎng)時(shí),作為全程參與的一名研發(fā)人員,我和其他項(xiàng)目組成員一樣,已經(jīng)又奮戰(zhàn)在新的項(xiàng)目上。之前的一幕幕似乎早已模糊不清,惟有大家一起認(rèn)真做事的那種感覺,就像品味一壺陳年老酒,讓人回味綿長。
要“貴”的,更要對的
當(dāng)時(shí),國內(nèi)6PPD合成受合成氨技術(shù)影響,各廠生產(chǎn)技術(shù)雷同度很高,產(chǎn)品品質(zhì)較為平均。國外同行采用貴金屬催化劑(間歇法),頗受國際大客戶的青睞。于是圣奧決定自主研發(fā),攻下貴金屬催化技術(shù)這個(gè)山頭。
采用貴金屬作為催化劑,首先是看中其良好的催化能力,能夠促進(jìn)產(chǎn)品綜合品質(zhì)再上一個(gè)臺階。2011年,貴金屬催化劑項(xiàng)目立項(xiàng)。圣奧研發(fā)中心經(jīng)過1年的努力,連續(xù)攻克了催化劑篩選、定型、長周期活性評價(jià)、處理、再生等一系列關(guān)鍵點(diǎn),制備出了穩(wěn)定可靠的催化劑。在此基礎(chǔ)上,圣奧的“兩步合成一步法”工藝突破利用熱量耦合技術(shù),簡化了反應(yīng)流程,提高了設(shè)備效率,節(jié)約了能源。更重要的是,這一方式實(shí)現(xiàn)了反應(yīng)過程的連續(xù)化,也進(jìn)一步提升了貴金屬催化劑的催化能力。
貴金屬催化劑的“炮制”過程,是以活性碳為載體,通過細(xì)致嚴(yán)謹(jǐn)?shù)募庸ぃ?fù)載貴金屬作為活性組分完成催化過程,提升產(chǎn)品性能。為使貴金屬催化劑發(fā)揮最大價(jià)值,圣奧提出一個(gè)大膽的設(shè)想,讓“嬌氣”的貴金屬變得經(jīng)久耐用,這樣它們催生的產(chǎn)品產(chǎn)量要比原催化劑大出百倍乃至千倍。此時(shí),讓催化劑在活性下降時(shí)迅速恢復(fù)活力成為實(shí)現(xiàn)新突破的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)。
試驗(yàn)是檢驗(yàn)一切疑問的利器,套用數(shù)據(jù)在一遍遍地刷新,10次、20次、100次……連續(xù)套用實(shí)驗(yàn)是在高壓釜上進(jìn)行的,每一次都必須經(jīng)過過濾、分離、回收等諸多環(huán)節(jié),催化劑在過濾、反復(fù)取出和再利用的過程中都會(huì)損失,這樣的損失將導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)結(jié)論誤判。
解決途徑很多,但最適合的那個(gè)卻不容易找到,最后大家決定從看上去難度最高的地方下手,即進(jìn)行部分改變。在小試過程中,這樣的改變可謂工程浩大,但能從根本上解決問題。事實(shí)也證明,在隨后逐級放大的過程中,這一設(shè)計(jì)的前瞻性愈加突顯出來,最終也成功應(yīng)用于工業(yè)化裝置。
路遇曲折,浪淘風(fēng)簸
完成小試后,以產(chǎn)業(yè)化為目標(biāo),項(xiàng)目轉(zhuǎn)入安徽圣奧開展中試進(jìn)行放大研究。產(chǎn)業(yè)化要想產(chǎn)品在市場上能立得住,就必須解決好品質(zhì)和價(jià)格這兩個(gè)客戶最關(guān)心的問題,我們的創(chuàng)新也主動(dòng)調(diào)整了標(biāo)尺。
在產(chǎn)品關(guān)鍵指標(biāo)穩(wěn)定的基礎(chǔ)上,中試不僅要解決技術(shù)工藝順利放大的難點(diǎn),更重要的是找到催化劑循環(huán)、套用的產(chǎn)業(yè)化解決方案。中試啟動(dòng)后,在小試取得的成果上,裝置逐級放大,轉(zhuǎn)化率選擇性均與小試保持一致,實(shí)驗(yàn)可謂一路綠燈,大家都覺得“終于熬出頭了”,但運(yùn)行到第五批次時(shí),實(shí)驗(yàn)的好成績戛然而止。“數(shù)據(jù)突然全都跑偏了,我們都懵了。”多年后回憶起來,一位負(fù)責(zé)這個(gè)批次的同事對那一刻的反常記憶猶新。
那天一切都和前四次一樣,在反應(yīng)時(shí)間結(jié)束后,大家照常取樣分析,可結(jié)果卻在一瞬間讓在場的每個(gè)人都愣住了。項(xiàng)目組所有成員都集結(jié)現(xiàn)場,開始了地毯式的核查。但結(jié)論卻更讓人摸不著頭腦,因?yàn)橐磺锌雌饋矶己苷!⒀腥藛T聚集在一起,采用庖丁解牛式的復(fù)盤核查,仍舊沒有突破性發(fā)現(xiàn),可“看上去沒有問題”恰恰是最大的問題,項(xiàng)目組決定兵分兩路再做一次排查。
催化劑驗(yàn)證結(jié)果顯示,盡管催化劑活性明顯下降,但在連續(xù)套用中活性逐漸恢復(fù),表明催化劑本身并沒有問題,且“釜內(nèi)各設(shè)備均完好無損,工況良好”。
這樣的局面讓大家急于找出個(gè)說法的心徹底冷靜下來。我們再一次聚集在一起,當(dāng)時(shí)的局面逼著大家必須心平氣和地復(fù)盤每一個(gè)細(xì)節(jié)。原材料經(jīng)分析檢測正常,催化劑經(jīng)過驗(yàn)證也顯示正常,設(shè)備也正常,那么問題到底在哪里?
白熾燈下一片清冷,照出疲憊的身影。“這批物料在哪兒,要不再去看看……”,猛然間不知是誰輕聲嘟囔了一句,如石塊落水,激起千層水波。應(yīng)了“燈下黑”那句話,這批料果真和以前的幾批“大不一樣”。
回想起那個(gè)“浪淘風(fēng)簸”的一天,在一串沖擊過后,最值得慶幸的是大家找到了方向,但有一個(gè)大難題還在困擾著我們。
撥開云霧,曠野無垠
從項(xiàng)目立項(xiàng)到“浪淘風(fēng)簸”,一千多天的研究讓接下來的每一步都分外重要。
此后,盡管實(shí)驗(yàn)有序推進(jìn),但并沒有解決核心問題,已經(jīng)有些眉目的“連續(xù)”生產(chǎn)也因此被迫回到“間歇”的狀態(tài)。看著一個(gè)個(gè)完美的數(shù)據(jù),我們的心卻始終揪著,難道“連續(xù)化”就這樣半途而廢了么?
如今回憶起來,大家都覺得是一本置于實(shí)驗(yàn)室臺上的舊書——《化工原理》牽動(dòng)起了新靈感,打開了實(shí)現(xiàn)“連續(xù)化”的重要關(guān)卡。
2013年5月,初夏的暖陽中,年產(chǎn)1.5萬噸的裝置一次投料試車成功;同年底,“連續(xù)化研究”項(xiàng)目上馬,并于2015年順利實(shí)現(xiàn)縮合、加氫一步完成;2017年,項(xiàng)目組完成了“一步法連續(xù)化”所有實(shí)驗(yàn)任務(wù),2018年,通過公司工業(yè)化立項(xiàng)階段閘門評審。截至2018年底,生產(chǎn)現(xiàn)場已經(jīng)完成了“一步法連續(xù)化”技改的所有法定程序,關(guān)鍵設(shè)備選型訂購,正式進(jìn)入項(xiàng)目建設(shè)階段。建成之后,將進(jìn)一步優(yōu)化運(yùn)營,預(yù)計(jì)提升產(chǎn)能50%左右。
頂著風(fēng)雨出發(fā)時(shí),我們踏著泥濘深一腳淺一腳地前行。撥開云霧的那一刻,眼前的美景醉人心田。如今,我們正走向那片更廣袤的沃野。