圍繞裝備解決催化加氫過程中的問題 推動化工行業綠色發展
——————訪南京工業大學 梅華教授
為推廣先進的催化新技術成果的應用，探討最新催化技術及催化劑的開發、生產和應用等技術，促進業內的經驗交流和分享，2021年3月19日由江蘇省化學化工學會、北京中科安化工業技術中心和南京師范大學化學與材料科學學院共同舉辦的第二屆全國催化加氫工藝及催化劑技術開發與工業應用交流研討會在南京順利舉辦。會議期間，眾多行業專家齊聚一堂，共話催化加氫技術發展與應用難點、熱點和方向。
為加深對催化加氫技術的了解，會議間隙，化工儀器網采訪了與會嘉賓南京工業大學梅華教授。
梅華教授接受化工儀器網采訪
注重產學研結合 從實際需求出發開啟科研攻關
現代化學工業的巨大成就與催化劑的使用緊密相連，約90%以上的化學工業產品需要借助于催化過程。其中，催化加氫技術是醫藥、精細化工和其他有機合成中的核心技術，對相關行業的發展起到了較大的推動作用。
梅華教授介紹到：“催化加氫是一種過程和工藝，我們主要做的是研制一套催化加氫的反應系統，用于加氫、氧化和解決傳熱、傳質等問題。”
以“集基礎研究、應用基礎研究、過程開發以及工程技術推廣應用為一體，產學研用快速結合”為研究理念，梅華教授的科研團隊追求以企業需求為出發點，在滿足經濟可行性和技術可行性的基礎上，為企業提供從實驗室開發到工業化大生產的全流程服務，開展工藝包設計、工程設計等工作。
做節能減排專家 力求推動化工行業綠色發展
近些年，在綠色發展、可持續發展以及創新驅動發展等戰略的推動下，我國各行各業都開始追求高效、綠色、安全發展。作為“污染大戶”，加強化工行業節能減排和清潔生產，促進高效、綠色、安全可持續性發展不僅是行業發展需求，也是推動我國經濟發展及生態文明建設的必然。催化劑技術作為化學工業領域最為核心的技術之一，不僅可以有效促進節能減排和清潔生產，還能起到縮短反應時間、提高原料利用率和產物收率的作用。
此外，催化劑技術也是我國化學工業轉型升級的核心內容，圍繞催化劑技術的探究和科研，對化工行業發展具有十分重要的意義。
梅華教授深耕化工領域多年，專注于加氫催化劑、加氫工藝集成技術研究，對催化加氫工藝有著十分深刻的了解和認識。在研究過程中，梅華教授始終將減少化工行業污染作為科研攻關的重點，希望重點針對化工行業污染問題提出解決辦法，力爭向環保項目要效益。梅華教授表示：“節能減排是當前社會發展的重要內容，我們希望能開發綠色化工工藝過程，用化工的方法解決環境污染問題。”
甲醇制氫新技術效益可觀 對催化加氫的影響
氫氣是化工生產中加氫反應的必要氣源，工業上制氫方法主要有烴類蒸汽轉化法、電解水法。但是這兩種制氫方法都各有不足：烴類蒸汽轉化法能耗及單位氫氣的生產成本較低，但更適合用于氫氣用量大、規模裝置大的場合；電解水方法裝置規模小，適用于氫氣用量較小的場合，但能耗及氫氣的生產成本較高。
可以看出，烴類蒸汽轉化法、電解水法都不適合中等規模氫氣用量的場合，因此人們一直致力于尋求新的制氫原料。隨著甲醇合成技術的發展，利用甲醇水蒸汽轉化制氫成為可能。甲醇水蒸汽轉化制氫有裝置規模小、氫氣生產成本低、原料來源穩定等優點，適用于部分精細化化工廠。
梅華教授所帶領的課題組不懈努力，開發了一種新型節能型工藝：高效回收甲醇制氫新技術(專利名稱：一種甲醇水蒸氣重整制氫用銅鋅催化劑的還原方法 專利號:ZL201110327063.4)。高效回收甲醇制技術以甲醇、脫鹽水為主要原料，在一定的溫度、壓力條件下混合物料通過特種催化劑，甲醇發生裂解反應和一氧化碳的變換反應，生成主要含氫氣和二氧化碳的轉化氣，該轉化氣再經變壓吸附技術提純得到需要純度的產品氫氣。
據梅華教授介紹，該技術研制的甲醇催化劑單程轉化率>99%，性能經實驗室評價為國內領先水平，并且已經成功應用于工業裝置中，取得了顯著的經濟效益。此外，該技術生產過程能耗低，環境友好，配合南京工業大學吸附技術研究所研發的CO高效吸附劑，可以使產出的氫氣純度達到99.99%以上，且氫氣回收率高。
梅華教授指出，高回收率甲醇制氫新技術是獲得氫的工藝，與催化加氫是系統反應的前后關系。高回收率甲醇制氫新技術為穩定、持續供應氫氣提供了保障。
圍繞反應系統裝備 解決催化加氫過程中的問題
在催化加氫工藝發展的過程中，催化加氫反應系統裝備發揮著不可忽視的作用。舉例來說，傳統的加氫反應過程通常采用高壓加氫釜，不僅操作繁瑣、過程危險性高，且收率低。此時，就需要發開一種更為安全、高效的連續化加氫工藝。
梅華教授始終認為，科研工作者應該不斷開發先進設備，讓設備適應工藝，而非讓工藝適應設備。如此，催化加氫反應設備能提升催化加氫技術，而催化加氫技術的發展又對設備提出更高的要求，從而促進設備進一步發展。
在談到未來研究傾向時，梅華教授也表明，將繼續加強催化加氫反應系統裝備的研究和開發，力求圍繞裝備解決催化加氫過程中的問題，如加氫、氧化和解決傳熱、傳質等。“重點是要從化工源頭，也就是整個裝備上來保障本質安全，進而促進催化加氫的產業化道路。”梅華教授如此說道。
后記：在采訪中，梅華教授還分享了多個案例。從中可以看出，梅華教授一直十分注重將科研植根于市場需求。“窮理以致其知，反躬以踐其實”，科研不僅是追求知識和真理的手段，同時也是服務經濟社會發展和廣大人民群眾的手段，梅華教授不做“無根”之研究，堅持把論文寫在“大地上”，堅持將科技成果應用在生產中，值得廣大科研工作者學習！
人物介紹：
梅華教授，南京工業大學化學化工學院工學博士，碩士生導師，也是催化與分離研究所研究員。梅華教授主要從事綠色化工工藝、吸附分離技術、高效加氫催化劑開發與工業應用研究，2011年入選南京“321計劃”重點培養的科技創業家，2014年被評為南京市“紫金科技創業系列人物”，在國內外學術期刊上發表論文60多篇。申請發明專利近20項。
梅華教授帶領的課題組參加并主持了包括國家自然科學基金項目、國家973項目等重大科研項目，其中“石油液化氣固體堿脫硫醇催化劑的工業制備技術研究”被列入江蘇省高技術重點項目，獲江蘇省科技廳項目資金資助。梅華教授主持和參加多項省部級科研項目及企業委托科研開發項目，科研經費累計超千萬元。
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