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感受自主创新的力量(纵深报道)


http://www.sina.com.cn 2006年01月12日06:17 人民网-人民日报

  

感受自主创新的力量(纵深报道)
图为获得国家自然科学奖、国家技术发明奖和国家科学技术进步奖的代表在主席台上。

  新华社记者兰红光摄

  编者按:2005年度国家科学技术奖于今年1月9日揭晓,一批创新性突出、具有自主知识产权、技术水平高、国际竞争力强的科技成果获得国家奖励。在国家经济建设和社会发

展中,很多成果发挥了直接的、关键的作用,充分体现了科学技术作为第一生产力的作用,取得了良好的经济效益和社会效益。本报就此采访了国家技术发明奖一等奖项目和部分国家科学技术进步奖一等奖项目,介绍给广大读者。

  这是一个世界性的科技难题,也无成功的先例参考。所以,这套技术历时二十年,前后共有近千名技术人员参加———

  催化剂摘走发明奖

  本报记者武卫政

  获得2005年度国家技术发明奖一等奖的项目是“非晶态合金催化剂和磁稳定床反应工艺的创新与集成技术”,乍听名称,似乎非常高深。记者就此采访了项目第一完成人、中国石油化工股份有限公司石油化工科学研究院副总工程师宗保宁。

  开创了石油化工行业的一个全新领域,并建立了完整的自主知识产权保护网

  记者:先请您介绍一下这套技术用于哪一领域,有哪些创新之处?

  宗保宁:在化工领域,催化剂是核心,反应工程是基础。要实现化学工业的跨越式发展,需要反应工程与催化剂材料的创新与集成。

  自从1925年美国科学家雷尼发明晶态型的雷尼镍催化剂以来,化学工业生产所用的催化剂都是晶态的。这种催化剂缺陷比较明显,一是制造过程中存在环境污染,催化性能有待进一步提高,二是工业应用这种催化剂反应效率低,分离困难。

  我们这套技术的知识创新在于,晶态结构非晶化,从而转移了催化材料的科学基础;技术创新在于,采用磁场控制催化剂,从而转移了反应工程的技术基础。在此基础上,非晶态合金催化剂和磁稳定床反应工艺技术进行了工业化集成,首次在国际上实现了工业应用,突破了传统化学工业生产中催化剂和反应过程的局限,开创了石油化工行业的一个全新领域。

  这一项目共申请了中国发明专利41项,其中26项已获得授权;申请外国专利4项,在美国已获得授权;从而建立了完整的自主知识产权保护网。

  “有望成为生产替代能源的核心技术”

  记者:目前技术应用情况如何,产生了多大效益?

  宗保宁:非晶态合金催化剂已用于中石化巴陵分公司己内酰胺加氢精制过程,替代了进口催化剂;用于中石化石家庄分公司改造国外己内酰胺氧化精制技术为加氢精制;还用于多家药物中间体和葡萄糖加氢的生产企业。非晶态合金催化剂与磁稳定床集成技术已分别用于中石化石家庄分公司、巴陵分公司,并在茂名分公司、洛阳分公司分别进行了工业侧线试验和完成了中试。

  要说效益,有一个典型的例子。上世纪80年代中石化曾投资上百亿元引进3套己内酰胺装置,一度时期每年亏损10亿多元。采用这一技术后,这3套装备焕发生机,从当初只能生产汽车轮胎扩大到生产丝绸、毛毯等高档产品,成品己内酰胺的优级品率达到100%,催化剂的消耗也明显降低,整体行业不仅扭亏,而且每年盈利数亿元。

  记者:据了解,如果深入研究下去,这套技术还有更好的发展前景,是这样吗?

  宗保宁:实际上,我们利用这套技术,正在实验室开展合成气制液体燃料、生物柴油中脂交换反应和选择性加氢反应等探索性研究,初步迹象表明这些导向性研究都具有工业应用价值。可以肯定,非晶态合金催化剂和磁稳定床反应工艺技术有望成为生产替代能源的核心技术。

  “如果超越国际水平,就一定要加强导向性的基础研究工作”

  记者:催化剂研究是一个相对成熟的领域,你们仍能找到新的突破口,创新意识看来起到很强的“催化”作用。

  宗保宁:由于非晶态合金催化剂是炼油工业过去从未涉及的全新领域,没有现成的模式和渠道可以借鉴,因此在研发过程中经历了许多坎坷。同样,磁稳定床是一项集工程、材料、磁学、液体力学、数学模拟、工程设计等多学科交叉的技术,这是一个世界性的科技难题,也无成功的先例参考。所以,这套技术经历了基础探索研究、实验室试验到企业中型工业试验,再到成果的工业化应用这样一个过程,历时20年,前后共有近千名技术人员参加。

  记者:基础研究的课题是怎么确立的?

  宗保宁:1985年,我的导师闵恩泽院士在一次国际学术会议上见到了一篇有关非晶态合金催化材料性质的研究报告,他以科学家的视角敏锐地意识到非晶态合金有可能成为催化材料新技术的生长点,回国后便将它纳入石油化工科学研究院基础研究部导向性基础研究工作的重点之一,相继组织10余名年轻的博士和博士后,并与东北大学、复旦大学、中科院大连化物所等单位通力协作,为这个项目的后续研究奠定了良好基础。

  记者:现在看来,中石化重视基础研究,是很有眼光的。

  宗保宁:上世纪80年代中期,中石化石油化工科学研究院在侯祥麟院士和闵恩泽院士的积极倡导下,在国内生产企业中率先成立了基础研究部,有组织地开展导向性研究工作,为中石化拓展新的业务提供技术支撑。侯祥麟院士曾经说过:“在石油化工科技研究工作方面,以前我们是模仿,现在是消化吸收,国内大部分催化剂已经达到了当时的国际水平。但是如果发展,如果超越国际水平,就一定要加强导向性的基础研究工作。这就好像下棋一样,有时候要有意识地下出几步闲棋,看似闲其实不闲。”

  两种H5亚型禽流感灭活疫苗的研制和应用为防治禽流感提供了有力的技术支持,减少和挽回了巨大的经济损失,有效减少了禽流感向人的传播——

  防治禽流感疫苗立大功

  本报记者武卫政

  “H5亚型禽流感灭活疫苗的研制及应用”获得2005年度国家科技进步一等奖。记者采访了项目第一完成人、全国畜牧兽医总站站长于康震研究员。

  记者:2003年研究成功的我国第一株H5亚型禽流感疫苗有什么特点?

  于康震:这一疫苗就是H5N2亚型禽流感灭活疫苗,在研制中我们采用了自然分离于1973年的一株H5N2亚型国际标准毒株N—28,这是当时我国唯一可得的低致病力H5亚型毒株。因为当时国际上规定,不准用高致病毒株进行研究。一开始这一低致病力毒株不适合生产疫苗,我们通过一系列培育筛选手段,用它研制出了H5N2亚型禽流感灭活疫苗。

  以前国际上普遍认为,疫苗可以使鸡不死,但病毒还会感染,还会排泄。H5N2亚型疫苗在这方面有一定的突破,不但能够有效保护鸡抵抗H5N1亚型高致病力禽流感病毒的致死性攻击,并能有效阻止病毒的感染和排泄。

  记者:2005年研制成功的世界第一个H5亚型反向遗传操作禽流感灭活疫苗又有什么特点?

  于康震:这一疫苗是H5N1亚型基因重组禽流感灭活疫苗,是我国采用国际先进的流感病毒反向遗传技术独立构建的。我们把1996年鉴定的H5N1型高致病力禽流感病毒GD/96的基因拿出来,然后把决定高致病的氨基酸切掉,再与另一个具有高度增殖能力的流感病毒的内部基因组合构建成一个新的病毒。这个病毒就无致病性,对禽类和哺乳动物高度安全,且产量更高。这样研制出来的H5N1灭活疫苗,科技含量更高,对鸡的有效保护期比H5N2疫苗延长了一倍,对鸭和鹅也有较好的保护作用。

  记者:国际上认为水禽禽流感更难防控,H5N1亚型基因重组灭活疫苗对水禽禽流感的效果如何?

  于康震:我国水禽饲养量占世界水禽饲养总量的76%。水禽作为H5N1禽流感病毒最重要的自然储藏宿主,在禽流感向鸡、哺乳动物和人类的传播过程中扮演着极为重要的角色。我们研制的H5N1疫苗是目前国际上第一个实验证明可诱导水禽对高致病性禽流感产生有效免疫保护的禽流感疫苗,被农业部指定为我国水禽必用的疫苗。

  记者:两种禽流感疫苗的应用情况怎么样?

  于康震:目前我国防控H5N1亚型高致病性禽流感的策略是免疫与扑杀相结合,两种H5亚型禽流感灭活疫苗的研制和应用为这一策略提供了有力的技术支持,减少和挽回了巨大的经济损失,有效减少了禽流感向人的传播,使我国禽流感防控工作跃居世界先进水平。截至目前,两种H5亚型禽流感疫苗累计推广应用100多亿羽份,销售额8亿元,还向越南出口4.9亿羽份。

  至今全球发生H5N1亚型高致病性禽流感疫情达3750多起,其中越南和泰国的疫情分别为2140起和1160多起,而我国仅有81起,且均发生于未免疫禽群。由此可见,我国H5N1亚型高致病性禽流感防控工作的成效是极其显著的。我认为这既得益于本项目成果的大规模应用,更得益于我国禽流感防控工作的巨大政治优势和组织优势。

  记者:我国防治禽流感的成功实践,对全球禽流感防控策略的改进产生了什么影响?

  于康震:国际上传统认为,再好的疫苗,只能让禽不死,并不能阻止病毒的复制。中国的实践充分证明禽流感疫苗既能让禽不死,也能阻止病毒感染和排泄,是防控禽流感非常有效的手段。这种有效性上个月被荷兰科学家在H7亚型禽流感疫苗上得到证实。过去,欧盟对高致病性禽流感一直严禁使用疫苗,最近他们从法律层面上认可了疫苗使用的合法性,并由欧盟承担各国的疫苗费用。现在有几个国际组织对使用疫苗的态度变得更为积极。这就是全球防控禽流感策略的重大转变。

  凝析油不再沉睡塔里木

  本报记者杨健凝

  析油品质好,价值高,是炼油化工极其重要的优质资源。凝析油气藏的高效开发一直是世界难题,依靠我国自主开发的凝析气田开发技术,这些难题现在顺利解决了。

  同样是从地下采出的石油,看上去黑乎乎的是普通油,颜色淡黄几近透明的则是凝析油。普通石油需要经过炼制,变成汽油、柴油才能做燃料,才是化工原料,而凝析油直接就可做燃料,本身就是化工原料。凝析油品质好,价值高,是炼油化工极其重要的优质资源,在国际市场上凝析油价格比普通油高1/3。

  凝析油到了地面是液态的油,在地层中却是气体,叫凝析气。凝析气是石油在高温高压条件下溶解在天然气中形成的混合物。凝析气藏位于地下数千米深的岩石中,开发得到的主要产品是凝析油和天然气。

  在我国,80%的凝析气藏位于塔里木油田。中国石油天然气集团公司塔里木油田公司从1995年开始,组织国内外20多家科研机构开展了凝析气田开发技术攻关研究,目前取得了重大突破:发展了凝析气藏开发理论,建立了高压凝析气藏的3种开发模式,创新了5项高压凝析气田开发配套技术,形成了3项行业技术标准,实现了塔里木凝析气田开发产业化,填补了我国高压凝析气藏开发技术空白。这一项目荣获2005年度国家科技进步奖一等奖。

  我国开发石油天然气资源已有几十年了,为什么开发凝析气藏还要重新攻关呢?

  项目主要完成者之一、塔里木油田公司研究院院长江同文介绍说,开采凝析气与开采普通石油、天然气不一样。如用常规办法,开采时会导致压力下降,气体溶解油的能力降低,凝析油析出,吸附在岩石表面,难以采出。要想提高凝析油的采收率,最有效的办法是循环注气,就是将凝析气采到地面后分离出凝析油和轻烃液化气,然后重新将不含凝析油的天然气压缩增压后注入地下,使凝析油一直溶解在地下气体中随气体采出。

  塔里木凝析气田开发难度更大。第一,凝析气埋藏深,在地下5000米左右,地层压力高达50兆帕以上(500个大气压),要求注气压力必须达到52兆帕,注气能力达到350万方/天,注气压力和注气能力国内没有,国际少有;第二,含蜡高,蜡会随温度变化形态,规律十分复杂,国际上没有成熟理论技术可以借鉴,必须有新的理论和技术指导;第三,工艺技术复杂。需要解决钻井、完井,高压条件下凝析气的收集、输送,高压循环注气系统设计、施工、运行等一系列技术难题。

  “凝析油气藏的高效开发一直是一项世界难题,如果开采工艺和措施选择不当,就会导致80%以上的凝析油滞留地下采不出来,造成巨大的资源浪费和经济损失。”江同文说。

  现在,难题都顺利解决了。利用这一项目的研究成果,塔里木凝析气田在国内首次实现高压循环注气开发,取得很好的效益。已开发牙哈、桑吉、柯克亚等凝析气藏11个,形成3个凝析气田群,可年产凝析油118万吨,年产天然气29亿立方米。通过与美国、俄罗斯等循环注气项目相比,牙哈凝析气田开发技术指标处于国际领先水平。

  高级钢板中国造

  本报记者蒋建科

  上世纪90年代初,中国的轿车工业主要钢板80%依赖进口。2004年,我国马路上跑的每2辆车中就有1辆采用宝钢的钢板。

  一辆汽车好比一个人,整个车身由骨骼来支撑,骨骼质量不高,车的安全、舒适性就大打折扣。一辆好车,看上去光彩照人,摸上去光滑如镜,皮肤质量也得高。

  俗话说,好钢用在刀刃上,汽车专家告诉我们,好钢也得用在汽车上。钢板是汽车的主要原材料之一,在汽车的自身重量中,约60%的重量是薄钢板,且钢种繁多,强度范围极广。尤其是现代轿车,其骨架、皮肤都是由高等级薄钢板制造的。

  上世纪90年代初,中国的轿车工业刚刚起步,主要钢板80%依赖进口。当时国内的钢铁企业中,宝山钢铁股份有限公司以生产优质薄钢板为主,但它也不具备生产高等级汽车板的条件。难道中国人就不能生产高等级汽车钢板吗?1994年,宝钢开始实施“高等级汽车板品种、生产和使用技术研究”这一综合性极强、难度极高的项目。

  现在,这一项目的技术已经实现产业化,获得2005年度国家科技进步一等奖。宝钢研究院常务副院长陆匠心介绍说,它的先进性主要表现在以下几个方面:

  ———冶炼控制精。汽车用的80%的钢叫IF钢,IF钢要求冶炼时把碳、氮、氧几种成分控制在世界先进水平上。宝钢自主研发的技术,使IF钢的产量在5年内稳定增长了7倍,形成专利14项。

  ———热轧控制稳。钢水的成分确定之后,要使性能稳定,关键在于控制热轧温度。宝钢研制的技术使温度控制的精度超越了装备的设计水平,效果跃居世界先进行列,可以大批量生产,性能稳定。

  ———先进的无缺陷钢板核心技术。车身外表之所以能光彩照人、光滑如镜,是因为使用了无缺陷面板。生产无缺陷面板,涉及从炼钢开始的20个主体工序,150多个操作环节和800多个相关的控制参数,还必须解决像超低氧的控制、热镀锌粉化和电镀锌表面形貌控制等技术难题。宝钢的工程技术人员把这些问题都解决了,使无缺陷板的供应量5年内增长近5倍。

  ———使用性能与制造工艺一体化技术。这是宝钢在国内冶金行业中率先创建的研究领域。宝钢是提供钢板的,汽车厂在冲压成型、部件焊接和涂装等工序中,可能对钢板性能提出新的需求,宝钢专门研究这些需求。他们开发的“成型缺陷快速诊断与工艺控制技术”,能在制造钢板之前判定并消除成型中可能形成的缺陷,已形成3项专利。在解决日产汽车的成型缺陷问题中,得到了外商的高度认同。

  陆匠心说,经过10年研发,宝钢汽车板的可供牌号从10个增加到193个,共形成专利47项(包括13项发明专利)、技术诀窍102项,并编制了我国首个行业性的汽车板技术标准。

  2002年至2004年,宝钢高等级汽车板新增产值168.7亿元,利润40.9亿元,出口创汇2013万美元。2004年宝钢高等级汽车板的国内市场占有率已达47.7%,马路上跑的每2辆车中就有1辆采用宝钢的钢板。

  《人民日报》(2006年01月12日第十三版)


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