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 為堅持科技是第一生產(chǎn)力、人才是第一資源、創(chuàng)新是第一動力，加快實施人才強國戰(zhàn)略，培養(yǎng)造就德才兼?zhèn)涞母咚刭|(zhì)人才，中國化工學會于2018年開始會士評選工作，以表彰在化工科學技術領域方面做出重大、創(chuàng)造性的貢獻和成就的會員。截至目前，學會已完成六屆評審，評選出會士89名。為弘揚科學家精神、充分發(fā)揮中國化工學會會士在會員中的表率作用，中國化工學會在官方網(wǎng)站、微信公眾號上開設“會士風采”欄目，邀請部分會士作為首批宣傳對象展示風采，并以科普的形式，用通俗易懂的語言介紹其研究領域，向公眾宣傳普及化工知識、展示化工在科技強國中所做的貢獻。敬請關注！

中國化工學會會士風采：宗保寧

一、 宗保寧個人簡歷

        1985年本科畢業(yè)于北京大學，1991年在石科院獲得博士學位。1991年至今在石科院工作（1995年至1996年在德國科學院做博士后）。目前擔任中石化首席專家、全國重點實驗室主任。歷經(jīng)30余年，帶領團隊構建了中國獨有的綠色己內(nèi)酰胺工程，包括：非晶態(tài)鎳與磁穩(wěn)定床集成用于己內(nèi)酰胺加氫精制；環(huán)己酮氨氧化與漿態(tài)床膜分離集成生產(chǎn)環(huán)己酮肟；本質(zhì)安全性高的漿態(tài)床雙氧水生產(chǎn)技術；環(huán)己烯酯化加氫與催化蒸餾集成生產(chǎn)環(huán)己酮技術。綠色己內(nèi)酰胺工程2023年建成全球最大技術最先進的60萬噸/年生產(chǎn)裝置，使我國基本依賴進口成為世界第一生產(chǎn)大國，全球市場占有率超過60%、達到650萬噸/年。獲國家技術發(fā)明一等獎、中國青年科學家獎、何梁何利科技進步獎和首屆全國創(chuàng)新爭先獎。

二、研究領域介紹

        己內(nèi)酰胺是第二大合成纖維和工程塑料聚酰胺-6（尼龍-6）的聚合單體，與人民日常生活密切相關。在所有化學品中，己內(nèi)酰胺的生產(chǎn)工藝最復雜，涉及加氫、氧化、肟化和重排等多種反應，還使用有毒有害的溶劑和催化劑，產(chǎn)品對雜質(zhì)的要求也十分嚴苛，生產(chǎn)過程中原子利用率不足60%。三十年前我國己內(nèi)酰胺基本依賴進口。我國引進己內(nèi)酰胺生產(chǎn)技術建設了投資105億人民幣的3套5萬噸/年生產(chǎn)裝置。因投資大、生產(chǎn)成本高、廢物排放量大、產(chǎn)品質(zhì)量達不到許多客戶的要求，每年虧損超過15億人民幣。

        為解決人民“穿好衣”的難題、面向國家對化纖單體的需求，針對引進裝置存在的問題，1995年閔恩澤院士提出科技開發(fā)項目、組織產(chǎn)學研聯(lián)合攻關，并在石油化工科學研究院組建了以宗保寧為首的研發(fā)團隊；2000年曹湘洪院士組織中石化兩個企業(yè)為實現(xiàn)扭虧脫困積極進行己內(nèi)酰胺新技術的工業(yè)示范和工業(yè)應用。綠色己內(nèi)酰胺工程包括四項技術突破：1、閔恩澤先生指導、宗保寧負責開發(fā)的非晶態(tài)鎳與磁穩(wěn)定床集成用于己內(nèi)酰胺加氫精制技術2005年成功工業(yè)化，使己內(nèi)酰胺質(zhì)量由工業(yè)級提升到滿足高速紡織的優(yōu)級品。2、閔恩澤先生主持、舒興田院士負責催化材料、徐南平院士負責膜分離、吳巍負責反應工藝，開發(fā)的環(huán)己酮氨氧化與漿態(tài)床膜分離集成生產(chǎn)環(huán)己酮肟技術2008年成功工業(yè)化，使六步反應工藝簡化為一步反應工藝，而且氮原子利用率由不足60%提高到95%。3、2019年開發(fā)成功本質(zhì)安全性高的漿態(tài)床雙氧水生產(chǎn)技術，支撐了應急管理部頒布淘汰落后技術的法規(guī)，實現(xiàn)了我國雙氧水產(chǎn)業(yè)的升級換代和高速發(fā)展。4、2022年開發(fā)成功環(huán)己烯酯化加氫與催化蒸餾集成生產(chǎn)環(huán)己酮技術，使碳原子利用率由不足80%提高到95%以上。

        歷經(jīng)三十余年，在閔恩澤、曹湘洪和舒興田三位院士指導下，宗保寧帶領團隊構建了中國獨有的綠色己內(nèi)酰胺工程，并于2023年建成的全球最大、技術最先進的60萬噸/年己內(nèi)酰胺生產(chǎn)裝置。綠色己內(nèi)酰胺工程與引進技術相比，原子利用率由60%提高到95%以上、三廢排放下降90%、生產(chǎn)成本下降60%。綠色己內(nèi)酰胺工程使我國基本依賴進口成為世界第一生產(chǎn)大國，全球市場占有率超過60%、達到650萬噸/年。綠色己內(nèi)酰胺技術形成了800億人民幣的新產(chǎn)業(yè)，并帶動了5000億人民幣的下游產(chǎn)業(yè)，滿足了人民“穿好衣”的需求，對我國經(jīng)濟和社會的發(fā)展做出了貢獻。

圖1、六十萬噸/年綠色己內(nèi)酰胺工程

圖2、石科院己內(nèi)酰胺研發(fā)團隊

圖3、引進的五萬噸/年己內(nèi)酰胺生產(chǎn)裝置

三、事跡和故事分享

        “很高興在咱們企業(yè)生產(chǎn)一線見到科學家，你們辛苦了！”2024年1月3日，中石化集團公司黨組書記、董事長馬永生在湖南石化調(diào)研期間，深入年產(chǎn)60萬噸己內(nèi)酰胺產(chǎn)業(yè)鏈搬遷與升級轉型發(fā)展項目現(xiàn)場。在這里，馬永生與宗保寧握著手，交談起來。

        宗保寧是中國石化集團公司首席專家、石油化工分子轉化與反應工程全國重點實驗室主任，為了保證湖南石化己內(nèi)酰胺項目順利建成投產(chǎn)，他帶著石科院30名專家組成的開車團隊駐守現(xiàn)場40余天。

        走進宗保寧在石科院的辦公室，映入眼簾的是一摞摞書籍和資料紙堆，幾乎頂?shù)教旎ò濉！皶健敝校诒幾谝话杨H有年頭的木椅子上，埋頭專心批改論文。

      “ 這‘老伙計’是30多年前剛參加工作時分配給我的，坐習慣了，一直舍不得換。”這位集團公司首席專家撫摸著磨得發(fā)亮的椅背說，“基礎研究正像坐冷板凳，幾十年都得坐得穩(wěn)、坐得住，才能成大事。”

        多年來，宗保寧聚焦服務國家重大戰(zhàn)略需求和支撐集團公司高質(zhì)量發(fā)展需要，潛心鉆研己內(nèi)酰胺綠色生產(chǎn)成套新技術，推動我國石化產(chǎn)業(yè)技術不斷升級革新。

        國家技術發(fā)明獎一等獎、中國青年科學家獎、何梁何利基金科學與技術進步獎、首屆全國創(chuàng)新爭先獎、中國石化科技創(chuàng)新功勛獎……縱使榮譽加身，宗保寧心里卻不會起太多波瀾，因為他的心里早已填滿對科研的熱愛和專注。

“科學研究只有搬下高閣，為實踐服務，才能真正實現(xiàn)其價值”

        “科學研究只有搬下高閣，為實踐服務，才能真正實現(xiàn)其價值！”宗保寧是這樣說的，也是這樣做的。2023年12月15日，湖南石化年產(chǎn)60萬噸己內(nèi)酰胺產(chǎn)業(yè)鏈搬遷與升級轉型發(fā)展項目全線順利貫通，一次性開車成功，標志著全球單套產(chǎn)能最大、技術領先的己內(nèi)酰胺生產(chǎn)研發(fā)基地建成投產(chǎn)。該項目不但為破解“化工圍江”交上合格答卷，而且產(chǎn)能翻倍，排污和綜合能耗大幅降低，實現(xiàn)傳統(tǒng)石化產(chǎn)業(yè)向高端化、智能化、綠色化、一體化轉型升級。“整個項目有幾千臺泵、上萬個閥門，只要一臺設備不過關、一個流程打不通，裝置就開不起來。”宗保寧帶領開車團隊一直盯在現(xiàn)場，為項目順利投產(chǎn)保駕護航。

        亮眼成績的背后，離不開中國石化具有自主知識產(chǎn)權的新一代己內(nèi)酰胺綠色生產(chǎn)成套技術，更離不開以宗保寧為代表的己內(nèi)酰胺人30余年的嘔心瀝血。20世紀80年代，我國尼龍還全部依賴進口。“當時人們哪里穿得起襯衫呢？都買個假領湊合。”宗保寧感慨地說。尼龍是重要的服裝面料原料，己內(nèi)酰胺則是尼龍的重要原料。彼時國家花費上百億元從國外引進了3套年產(chǎn)5萬噸己內(nèi)酰胺生產(chǎn)裝置，但規(guī)模小、產(chǎn)量低，生產(chǎn)成本更是高到令人咋舌，一度陷入連年虧損的窘境。“每年光是運轉設備就虧損得嚴重！”宗保寧說。為此，石科院等單位聯(lián)合國內(nèi)高校，組建挖潛增效技術服務團隊，開展己內(nèi)酰胺生產(chǎn)技術攻關。在閔恩澤院士領銜下，石科院研發(fā)團隊肩負著信任和期望，開發(fā)成功綠色己內(nèi)酰胺生產(chǎn)技術。

        己內(nèi)酰胺是生產(chǎn)尼龍-6合成纖維和工程塑料的單體，通過聚合反應等過程加工后可進一步加工成錦綸纖維、工程塑料、塑料薄膜、齒輪、軸承、涂料、管材、醫(yī)療器械、電氣、絕緣材料等種類繁多的工業(yè)產(chǎn)品，其產(chǎn)品廣泛應用于紡織、電子、汽車、航天航空等新材料領域，是關乎國計民生的重要大宗化工品。同時，己內(nèi)酰胺也是生產(chǎn)流程最長、工藝最復雜、質(zhì)量要求最嚴格、生產(chǎn)難度最高的基礎化學品。

        在過去70年里，己內(nèi)酰胺生產(chǎn)技術被國外壟斷，我國的己內(nèi)酰胺大量依靠進口，自給率不足30%，導致即使是國內(nèi)生產(chǎn)的“土”布，追根究底也是用的“洋”原料，成為了制約人民“穿好衣”需求的“卡脖子”技術。 

        在宗保寧等科研人員的努力下，石科院、湖南石化（原巴陵石化）實現(xiàn)了新反應途徑、新催化材料和新反應工程的集成創(chuàng)新，成功開發(fā)出包含以下六項核心技術的己內(nèi)酰胺綠色生產(chǎn)成套新技術：

        一是環(huán)己酮氨肟化新反應途徑、空心鈦硅分子篩新催化材料和反應-膜分離新反應工程，使裝置投資減少70%、氮原子利用率從不足60%提升至90%以上、廢氣排放量下降99%。二是非晶態(tài)合金催化劑與磁穩(wěn)定床集成的己內(nèi)酰胺加氫精制新技術，使催化劑消耗下降70%，微量雜質(zhì)高效脫除，產(chǎn)品質(zhì)量大幅提升。三是環(huán)己酮肟多級重排技術和硫酸銨中和結晶集成技術，使副產(chǎn)硫酸銨數(shù)量減少20%。四是高硅分子篩與移動床集成的環(huán)己酮肟氣相重排新技術，無副產(chǎn)硫酸銨，每年減少100萬噸碳排放。五是為提高碳原子利用率，發(fā)展環(huán)己烯酯化加氫制環(huán)己酮新技術，世界首創(chuàng)環(huán)己酮綠色生產(chǎn)新反應途徑，使碳原子利用率從不足80%提升至95%以上、廢渣廢液減少90%。六是開發(fā)了漿態(tài)床過氧化氫生產(chǎn)技術，建成國內(nèi)首套工業(yè)裝置，使生產(chǎn)效率提高40%、能耗降低20%、廢水排放量減少70%。

        基于上述六項核心技術，己內(nèi)酰胺生產(chǎn)過程中的原子利用率顯著提高，實現(xiàn)了傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的跨越式技術進步，達到國際領先水平。成套生產(chǎn)技術獲授權國內(nèi)外發(fā)明專利200余件，先后獲國家技術發(fā)明一等獎、國家科學技術進步二等獎、中國專利金獎、中國工業(yè)大獎。

        己內(nèi)酰胺綠色生產(chǎn)成套新技術先后在巴陵石化、石家莊煉化、浙江巴陵恒逸等企業(yè)進行工業(yè)應用，使我國從己內(nèi)酰胺全部依賴進口一躍成為了世界第一生產(chǎn)大國，自給率從不足15%一路上升至94%，為我國及世界范圍內(nèi)己內(nèi)酰胺的技術進步和產(chǎn)業(yè)發(fā)展做出了重要貢獻。

        創(chuàng)新之路步履不停，宗保寧及團隊堅信己內(nèi)酰胺反應過程可以進一步優(yōu)化。新環(huán)己酮、過氧化氫項目……翻過一座座科研高山后，還有更廣袤的天地等待探索。

        2010年，在宗保寧牽頭組織下，石科院科研團隊完成環(huán)己烯酯化加氫制環(huán)己酮技術實驗室研究。隨后，與湖南石化科研團隊合作，前后歷時8年完成中試、工藝包編制、詳細設計、工程設計、本質(zhì)安全研究，再用3年建設工業(yè)生產(chǎn)裝置，終于在2023年底順利實現(xiàn)一次開車成功，為全球單套產(chǎn)能最大、技術領先的己內(nèi)酰胺生產(chǎn)研發(fā)基地建設畫上圓滿的句號。

        這一技術不僅是中國石化“十條龍”科技攻關項目，更屬全球首創(chuàng)，顛覆了傳統(tǒng)的環(huán)己烷氧化制環(huán)己酮工藝技術路線，采用全新的反應原理，大幅提高碳原子和氮原子利用率，為國內(nèi)己內(nèi)酰胺產(chǎn)業(yè)鏈轉型升級提供了重要技術支撐。

        生產(chǎn)己內(nèi)酰胺過程中需要大量雙氧水，我國雙氧水制備技術長期受制于人。石科院與企業(yè)深度合作，通過產(chǎn)銷學研用一體化攻關，宗保寧及團隊用20年時間成功研發(fā)漿態(tài)床蒽醌法制雙氧水技術，實現(xiàn)雙氧水裝置本質(zhì)安全生產(chǎn)。

        “有一次，湖南石化雙氧水裝置員工對我說，你們研發(fā)的技術太好了，操作簡單又安全可靠。聽到這句話，我覺得一切付出都是值得的。”被問及多年科研是否辛苦，宗保寧連連搖頭，只是面露遺憾地說，“就是雙氧水裝置塊頭太大了，安裝起吊都很麻煩。歸根結底是我們科研做得還不夠完善啊！”

        數(shù)十載歲月悠悠，創(chuàng)新之花在湘水邊綻放，見證著宗保寧及其團隊數(shù)十年辛勤耕耘。他們將對科研的執(zhí)著刻在一線裝置里，把論文寫在祖國大地上，用一項項科研成果實現(xiàn)無數(shù)普通百姓的夢想