催化之恩 泽被苍生 记国家最高科学技术奖获得者闵恩泽
如果没有他，汽油柴油塑料橡胶纤维等石油化学产品——这些我们时时刻刻都离不开的化学品，恐怕要贵上许多；如果没有他，化工行业的污染问题也许会更加严重，清洁燃料的推广使用还要推迟。
从1955年回国至今，他的所有工作，都与国家的强盛紧紧地联系在一起。
这位我国炼油催化应用科学的奠基人、石油化工技术自主创新的先行者和绿色化学的开拓者，就是84岁的中国科学院院士、中国工程院院士、2007年度国家最高科学技术奖获得者闵恩泽。
闵恩泽参加博士生毕业典礼
成就篇:他的工作与国家强盛有关
“小球”与“微球”：突破催化剂的国际封锁
酒精中加入硫酸，变成乙醚；水中的硫磺加入硝石，变成了硝酸。因为微量外加物的作用，一种物质向另一种或几种物质转换，加速或减缓，融合或分离。在化学上，这些发生作用的外加物名为催化剂，发生的变化归纳为催化反应。
19世纪90年代，美国人提出了用催化剂加工石油的方法，这决定了全世界炼油技术的方向。在高温高压下，石油的油气组分通过催化剂的表面孔道转化成不同馏分或不同产品。通俗地说，炼油催化剂是炼油技术的核心，加速炼油化学反应并导向生产更多的目的产品，如同芯片之于计算机。没有现代催化科学的发展和催化剂的广泛应用，就没有现代石油化学工业。
不断研发炼油催化剂，是闵恩泽工作的起点。
20世纪50年代，我国石油炼制催化剂领域还是一片空白；60年代，我国一跃成为世界上能生产各种炼油催化剂的少数几个国家之一；80年代，国产新型催化剂跻身于国际先进行列；21世纪，我国首创的几种绿色炼油和石化新工艺，在世界上首次实现工业化。这几个质的飞跃，闵恩泽功不可没。
1959年，苏联援建的兰州炼油厂投产，其核心是一套使用小球硅铝裂化催化剂的移动床催化裂化装置。1960年开始，苏联逐步减少以至最后停止对我国的催化剂供应，直接威胁到我国航空汽油的生产。“我把研制催化剂的重担交给了石油科学研究院从美国回来不久的闵恩泽同志……他们吃在车间、睡在办公室，和工人一起爬装置、钻高温干燥箱，一心埋头搞研究、搞攻关。”时任石油工业部部长的余秋里在回忆录中写道。
“如何让催化剂干燥，这大概是我记忆中遇到的最大困难。”1月4日，在布置朴素简单的客厅中，闵恩泽给《科学时报》记者回忆说：“收缩应力容易使小球破碎。如何解决呢？1964年2月，我去兰州炼油厂小球硅铝裂化催化剂工厂，发现他们合成的表面活性剂杂质太多，不容易降低小球的表面张力。于是我们在天津找到了表面活性剂‘平平加’，一加进去果然就降低了造成小球干燥过程中破裂的毛细管压力。”
同时，闵恩泽指导设计了长达60米的多段控制温度和湿度的移动式催化剂干燥箱，后来生产出的小球硅铝裂化催化剂产品的完整率最终达到92%，超过进口催化剂86%的水平。
1964年，球硅铝裂化催化剂正式投产。当时仓库里只剩下能维持到当年7月份的进口催化剂。因各项技术指标均优于苏联进口催化剂，且比进口催化剂便宜一半，每年节省运转费用上千万元，使我国成为除美国、荷兰外另一个掌握这项技术的国家，小球硅铝裂化催化剂被国家科学技术委员会列入1963年至1964年的科学技术重要成果汇编。
1960年大庆油田开发，炼油厂急需微球硅铝催化剂，制造技术为美国所垄断，买不到，而产品要价很高。1963年春节前，研制催化剂的任务再次交给了闵恩泽。“石油部要求我们榨干每一滴原油，采用当时世界上最先进的流化床催化裂化将重油转化为汽油、柴油和液化气，而这种装置需要微球硅铝裂化催化剂。”闵恩泽确定了一条符合我国国情的微球硅铝裂化催化剂制造的技术路线，不仅原料易得，而且研发工作量少，有利于加速建设，符合石油部尽快建成工厂的要求。
这一次，难题是“制造筛分组成和机械强度均符合催化裂化装置中流态化要求的微球”，必须“让喷雾干燥器有合适的喷嘴结构”。于是，闵恩泽一边研究催化剂制造方法，一边打破常规，提前建设中型喷雾干燥器来研究喷嘴结构。他们很快开发成功了一种目前仍在使用的专用喷嘴。
1965年，8000吨/年的微球硅铝裂化催化剂工厂终于投产，使我国成为除美国、荷兰外另一个掌握这项技术的国家。
“小球”和“微球”两次技术攻关，闵恩泽都是带头人。
紧接着，他攻关成功并生产出来铂重整催化剂、磷酸硅藻土叠合催化剂，分别获得1978年全国科学大会奖和1965年国家发明证书。
上世纪60年代初，中国石油界陆续攻克了石油炼制中的催化裂化、催化重整、延迟焦化、尿素脱脂以及有关的催化剂、添加剂等5个方面的工艺技术，走在了国际前端。当时正值电影《五朵金花》上映，人们高兴地把这5种技术叫做“五朵金花”。
年产13万吨炼油催化剂、占国内绝大部分市场份额的齐鲁、长岭、兰州和抚顺4家炼油催化剂厂，都是在他研究开发的催化剂制造技术基础上建立和发展起来的。目前，我国炼油催化剂和相关分子筛催化材料走向世界，出口到欧、美、亚、非等地区的国家，已成为世界炼油催化剂四大供应商之一。
分子筛和非晶态合金的寻觅：催化出崭新的世界
改革开放后，我国石油炼制催化技术已满足当时炼油工业的需求，而石油化工催化技术基本依靠引进，亟须创新。
1980年，美孚石油公司的中心研究室主任来华访问，介绍了美孚在分子筛领域的成功经验是搞新的催化材料，而不是搞催化剂。闵恩泽很受启发，便调查石化技术的创新历史，调查催化材料怎么发展，研究国外大公司怎么干，最后明确新催化材料是创造发明新催化剂和新工艺的源泉。
闵恩泽还提出了另一条明确的科研思路：新反应工程是发明新工艺的必由之路。于是，他在新型分子筛、非晶态合金等新催化材料、磁稳定流化床等新反应工程领域开展导向性基础研究，为石油炼制和石油化工技术的创新提供“新式武器”。为此，他负责组建了石科院基础研究部，率先在石油炼制和石油化工科技前沿开展导向性基础研究。
何鸣元在1984年冬被安排在闵恩泽的手下，担任研究部主任。“闵恩泽说我们不能再亦步亦趋了，必须从导向性基础研究上来实现创新。”于是他们带领一群研究生，开始了一次寻觅新催化剂的新长征。十年磨一剑，1994年，ZRP分子筛终于被开发出来，被评为1995年“全国十大科技成就”之一。第二年，何鸣元当选为中国科学院院士。
不同的探索在同时进行。
1925年，美国科学家雷尼发明了晶态型的雷尼镍催化剂，80多年来广泛应用于有机合成。但制造这种催化剂容易污染环境，其催化性能也有待提高；工业应用这种催化剂只能采用釜式反应器，反应效率低，分离困难。在雷尼镍催化剂原有科学知识的基础上去改进，还是另辟蹊径、开发新催化材料和反应工艺？
闵恩泽走的是后一条路。雷尼镍催化剂的材料是晶态的，他们采用非晶态的材料，从而转移了这种催化材料的科学基础；传统的反应器是釜式的，他们采用磁场控制催化剂，形成磁稳定床，从而转移了反应工程的技术基础。非晶态合金和磁稳定床成为这项技术的新式武器。2005年，这项技术获国家技术发明奖一等奖，此前这个代表我国技术发明最高水平的奖项曾连续6年空缺。
这个质的跨越，用了几百人的整整20年时间。20年，作为该项目第一完成人，他的学生宗保宁从普通研究生成长为中石化石油化工科学研究院副总工程师，总设计师闵恩泽则从一头华发到满头银丝。他作了一首打油诗回顾20年的酸甜苦辣：市场需求，兴趣推动，苦苦思索，趣味无穷；灵感突现，豁然开朗，发现创新，十分快乐；高兴之余，烦恼又起，或为人员，或为条件；好似吃麻辣烫，又辣又爱，坚持下去，终获成果！
攻克绿色石化技术：让春天不再“寂静”
有人这样极端地描述，“化学是可爱的，化学家却是可恶的”。
热衷于发现和制造新的化合物的化学家们，发现自己给世界带来便利的同时，也带来了严重的环境污染，双刃剑的特性暴露无遗。21世纪的重要发展方向之一是开发从源头根治环境污染的绿色化学技术。
“从绿色化学的角度看，我国石油炼制过程中污染严重。我国规划到2010年使汽油、柴油质量与国际接轨，这对催化裂化、加氢、烷基化和异构化等石油炼制技术的绿色革命提出了要求。”何鸣元说任务紧迫，“按照闵先生的倡导，紧盯着导向性基础研究，从源头上根除污染”，“同样，对于有机化学品的合成，也应该从源头上把关”。
己内酰胺是一种紧缺的重要化工原料，广泛应用于纺织面料、地毯、汽车部件、包装薄膜等制造业。2001年时，我国产品自给率仅约35%。上世纪90年代，中国石化投资60亿元引进了两套己内酰胺装置，2000年由于倾销等原因，两套装置年亏损近4亿元。中国石化决定采用高新技术对其进行技术改造。闵恩泽作为攻关组副组长，带领全国集中起来的科研力量，为两套装置制定了成套绿色技术开发方案。己内酰胺装置在全部扭亏为赢的同时，大幅度降低了生产过程中废气、废水和废渣排放，称得上是绿色技术。从1998年至今，仅这一项技术就每年获得几千万元的直接效益。这是一个对引进技术的消化、吸收、再创新过程，持续了十几年。
溯源篇：如何自主创新，有章可循
世界级催化专家竟是半路出家
就是这样一位屡屡攻破堡垒的资深催化专家，入行前13年的专业学历，却与催化剂压根沾不上边。
“我是半路出家，之前是研究化学工程的。”慈眉善目的闵恩泽回忆起自己入行的前后。1942年他保送进重庆国立中央大学，学习土木建筑；后来又在大二转学化工。1948年他去美国俄亥俄州立大学化学工程系攻读研究生。“如果一定要找到我与炼油的缘分，就是1948年我到肯塔基州参观阿希兰德炼油厂，黑褐色的原油神奇地变成了清亮透明的汽油。”
1955年，闵恩泽被分配到正在筹建的北京石油炼制研究所，开始了催化剂生涯。
万事开头难。那时候各方面条件都很艰苦，实验室都是向北京石油学院借的几间平房。当时炼油所用的催化剂从苏联进口，这一领域的研究是空白。包括闵恩泽在内，没有一个人经历过催化剂从实验室到工厂生产这一过程，很多人之前连催化剂是什么样子都没见过。
闵恩泽面对的是一片荒漠：国内大型油田尚未探明与开发；有限的石油炼制工业，催化剂产品全靠从苏联进口。压力和难度却让闵恩泽兴奋不已。没学过催化专业，从头开始边学边干。国外催化剂制造技术严格封锁，他从国外技术发展的蛛丝马迹中寻找灵感。试验、失败、再试验……
工作是另外一种生活方式
有人曾说：夜深人静时，石科院家属区那个最后亮着灯的房间就是闵恩泽的住所。
“老先生每天脑子里都想着催化剂，不管是上班时间还是休息时间，不管是在单位还是在外地出差。老先生晚上睡觉睡不好，几乎每晚都起来看书思考问题写论文。经常是我们头天下午讨论一个问题，第二天老先生就跟我说，他早上三四点起来思考，他就把他找到的答案说出来。”学生姚志龙说闵恩泽从不跟人讲他怎么没有睡好觉，尽管他有时也真的睡不好，就起来读读写写。
或许，这颠倒了“睡觉不好”与“半夜起床看书写论文”的因果关系，因为但凡熬过夜的都明白，如果大脑皮层的细胞太过兴奋，就很难入睡，或者只是浅层睡眠。“先生和他的老朋友见面除了寒暄，就是谈工作，彼此交流最新的工作进展，问问有什么新想法。老一辈的科学家很单纯，他们的生活和工作几乎完全重合，或者说工作是另外一种生活方式。”
从文献中汲取新鲜营养
闵恩泽每天要阅读大量的外文杂志，频繁参加国内外论坛和技术开发论证会。闵恩泽认为作科研，尤其是创新，就必须了解学科发展最新动向和国际前沿。20种左右的的外文专业期刊，闵恩泽每个月都要从图书馆借回通读一遍，挑出一些重要文章请学生复印。“有的可能是几份，最多的时候一篇文章复印了20多份，给的对象遍布全院，都是与大家在做的工作密切相关的；然后再把期刊还给图书馆。”姚志龙说。
这个习惯不知从何时开始。2000年开始，复印材料的任务落在了温朗友头上：“就像跑接力赛，从傅军、谢文华手里，传到了我这里。这个过程既是先生从文献中汲取新鲜营养的过程，更是指导我们紧随国际研究前沿的再教育方式。”高级工程师温朗友从1995年就跟随闵恩泽攻读博士生，随后又做博士后，如今已是教授级高级工程师，仍在导师身边工作。
闵恩泽要求学生的毕业论文“要有创新观点，层次要分明，文字要严谨”。宗保宁回忆起那时候的修改过程，在改了7遍后，忍不住跑到老师那里率性而言：“改不出来了，我们的风格不同。而且现在社会上都不这么做事的，都是‘多快好省干’。”闵恩泽纠正说：“不是风格，是水平问题。关于‘多快好省干’，那是社会上的事，在我这里做学生，有标杆，跨不过去就别干。”
闵恩泽明白，人才不能光进行催化剂研究，更要能把催化剂工业化，而这需要长期锻炼。桃李不言，下自成蹊。从1987年至今，他先后带了50多个学生，其中硕士生16名、博士生20多名、博士后10多名，很多学生早已成为我国炼油催化行业的栋梁。如今，他的学生成了催化剂厂厂长、总工程师，石油化工厂经理、副经理，研究院副院长、副总工程师，高等院校的教授……
一日三省吾身
勤于思考，善于总结，可以避免不少弯路。“他解决问题，很讲究不断总结国内外经验，寻求最好的方法，用来指导实践，这也是先生大家风范的体现。”温朗友说。
“老先生经常跟我们说，一个人不可能会十八般武艺，不妨交18个各怀绝技的朋友。所以老先生遇到化学反应工程方面的问题，就找中央大学时的师兄、中科院过程工程所陈家镛院士；遇到膜分离方面的问题，就找他的师弟、南京工业大学副校长徐南平院士；遇到物理化学方面的问题，就找化学所研究员韩布兴……有了这些智力支援，他的问题也都迎刃而解。”姚志龙说。
“‘在战争中学习战争’、‘边打边学’、‘失败和挫折教育着我们，使我们变得聪明起来’，老先生经常用毛主席的话来激励自己也鼓励大家，边学习、边实践、边总结，从试验到失败，从失败再到试验，在探索中摸索前进，一直到成功。”姚志龙说，他很佩服先生学透了矛盾论和实践论。
闵恩泽在多个场合谈过《西游记》中4人取经的启示。现在的年轻人聪明、肯钻研、善于创新，但团队精神较差。“孙悟空有七十二般变化，有火眼金睛这样的‘现代武器’，但他也离不开那个团队，如果没有八戒、沙僧，他一人也不能帮助唐僧完成取经的任务。”随着科学的发展，学科间的交叉地带越来越多，一个课题、一个项目可能涉及多个学科，需要与其他科技工作者合作。“取经要经过九九八十一难，唐僧就很执著，碰到再多困难，也没有动摇取经的决心……做事情还要讲规矩，要守法诚信。唐僧的紧箍咒就是约束孙悟空的规矩。做学问尤其如此，不讲规矩，不成方圆；不讲诚信，难以成大器。譬如学术上的弄虚作假、剽窃之风等，万万不可取。”
2003年，闵恩泽与重庆画家古月闲谈，古月说四川的名山大川都去过多次，创作一幅画时，会把在这些写生中所见的险峻奇峰、陡峭崖壁、奔腾江流、壮阔瀑布等联想起来，组成创作。这次看似平凡的对话，闵恩泽“想到我们也要博览古今中外的论文、ZL、著作，汲取精华，醒悟清楚自己科研的起点是‘详人之不详，补人之所缺，还是自主开拓创新’。到国家政府部门、技术市场、企业工厂、产品用户中去了解国家和市场需求，然后去设想为当前技术服务、开发下一代产品、工艺和开辟新兴技术需要开展的课题”。
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