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缤纷的“专利之花” 丰硕的“转型之果”——记材料与冶金学院陈肖虎教授团队

来源:本站原创  发布时间:2017-03-30

 

作者:张瑞良

在由中国国家知识产权局和世界知识产权组织共同主办的第十八届中国专利奖颁奖大会上,贵州大学材料与冶金学院陈肖虎教授团队与陕西北元化工集团有限公司、贵州大龙银星汞业有限责任公司合作研发的“一种合成氯乙烯用的低汞触媒”专利技术,荣获第十八届中国专利优秀奖,这是贵州高校专利技术首次获此殊荣。该项技术的运用,不仅能减少电石法聚氯乙烯(PVC)的生产成本,还大幅降低了生产过程中汞的排放,可基本解决该行业汞污染问题。

    

    紧跟政策导向,探寻研发良机
PVC作为一种重要的基础性化工原料,应用非常广泛,市场缺口很大。近年来,我国PVC行业产能已达3000万吨/年,占全球70%以上,我国多煤少油的能源结构决定了电石法PVC生产工艺将长期存在。采用传统电石法,每生产一吨PVC,将消耗高汞触媒1.2公斤以上;触媒含氯化汞量平均约11%,氯化汞含汞量约为72%。按2013年电石法PVC产量1200万吨计,将消耗氯化汞触媒1.44万吨,折合单质汞1140吨,年用汞量占全国用汞总量的60%。电石法PVC作为首屈一指的“耗汞大户”,在生产和废汞触媒的处理过程中,大量汞将被直接排放,污染惊人。众所周知,汞是有毒重金属,具有持久性、长距离迁移性,可通过空气、水和食品进入人体,造成严重危害。
为保护生态环境,2013年,我国加入了“国际限汞公约”,该“公约”旨在严格限制并最终淘汰汞的开采使用,在包括PVC生产用汞在内的诸多领域严格限制汞的使用和排放。“公约”中明确规定, 2020年以后,所有采用电石法生产PVC的企业只能使用氯化汞低于6.5%的“低汞触媒”。汞触媒是电石法生产PVC过程中不可替代的催化剂,因此,高性能低汞触媒的研发成了关系我国PVC工业生死存亡关键技术。
 企业的危机即是研发的良机,研发工作必须紧跟产业政策导向,只有那些有较大市场和应用需求的研发项目,才容易得到国家和企业的资助。早在2011年,陈肖虎教授就将这个具有极大市场潜力、关系到“国计民生”的技术难题,作为研究攻关的重点,组建了研发团队,联合陕西北元化工集团有限公司、贵州大龙银星汞业有限责任公司开展“低汞触媒”关键技术的研发,项目先后得到了省市各级相关部门的大力支持。
    

    攻克技术难关,帮助企业转型
研发团队在科技创新实践中,发扬不怕苦、不怕累的精神,长期深入汞触媒生产一线和氯乙烯合成生产一线,探寻着问题的所在和最佳的解决方案。传统观念认为:乙炔氢氯化反应是一个乙炔与氯化氢生成氯乙烯的气相反应,是无机化学反应。课题组长期研究发现,在实际生产中,气体乙炔与氯化氢是在固态的汞触媒催化剂参与下合成气态氯乙烯,其反应机理应该是一个相转移催化反应,属于有机反应范畴。
找准了问题,就要对症下药,“一种合成氯乙烯用的低汞触媒”专利技术应运而生。课题组使用简单的生产工艺、廉价的添加剂,解决了触媒中氯化汞的流失问题,赋予了低汞触媒的高催化性能。由于降低了汞的使用量,新型低汞触媒的生产成本还比传统汞触媒低20%左右。利用该项技术,陕西北元化工集团有限公司将原来10万吨/年的PVC项目,改造升级成了包括110万吨/年PVC、80万吨/年烧碱装置、4×125MW抽气式直接空冷汽轮机发电装置及240万吨/年工业废渣水泥装置的循环综合利用项目,成为全国最大的PVC生产企业。同样,利用该项技术,贵州大龙银星汞业有限责任公司也从创建初期注册资金50万、年销售收入700万、单一生产汞触媒产品发展到了企业固定资产5个亿、年销售收入超过10个亿,企业实现了从单一的生产型向研发生产环保相结合的“产学研”一体化发展的华丽转变。
    

    注重产权保护,实现成果转化
目前我国的科技成果转化率大约在25%左右,真正实现产业化的不足5%,与发达国家80%转化率相比,差距巨大。科技成果是否能够成功转化决定了科技创新活动的成效和生命力。陈肖虎教授十分注重知识产权保护,大力推进科技成果转化。他积极与企业开展合作交流,促进科技成果共享,实现“双赢”甚至“多赢”。截止2017年3月,陈肖虎教授共获国家授权的发明专利115项(第一发明人专利64项)。其中,2016年获授权发明专利76项(第一发明人专利32项);仅2017年第一季度,他便获得授权发明专利23项,平均每周两项,且全部为第一发明人,成为名副其实的大“发明家”。他的发明专利来源于企业生产和农业生产,又转化应用于生产实际,服务经济社会发展。他研发的“磷矿伴生碘资源回收新技术”在磷化工企业中实现产业化,为该行业贡献数十亿元的产值。其中,发明专利“一种从稀磷酸内提取碘的方法”曾获贵州省专利金奖,系列碘回收专利技术的转让获利400万元。
陈肖虎教授不仅把科研论文书写在贵州的大地上,还把科技成果转化到了生产生活的实际中,为经济社会的发展作出了重要贡献。
(陈肖虎:1955年8月生,贵州大学材料与冶金学院二级教授,博士,博士研究生导师;贵州省省管专家,贵州省核心专家,贵州省第十一党代会代表。)