中石油石化院自主研发VOCs催化氧化催化剂取得重大突破，为低碳发展贡献石油力量。

　　2023年11月6日，从兰州石化传来喜讯——由中国石油集团石油化工研究院(简称石化院)自主研发的VOCs催化氧化催化剂首次工业化试验取得了重大技术突破，主要技术经济指标明显优于进口催化剂，标志着中国石油VOCs催化氧化催化剂的研发能力进入国内一流行列。

　　攻坚克难挑大梁

　　VOCs，是指常温下饱和蒸气压大于70Pa，常压下沸点在260℃以下的有机化合物，挥发性较强。VOCs超标会导致皮肤过敏、头痛、咽痛等症状，其中包含的致癌物会伤害人的肝脏、肾脏、大脑以及神经系统，不仅会引起光化学污染，还对区域性大气臭氧污染、PM2.5污染具有重要影响，对环境和人类造成极大危害。国家“十四五”规划和2035年远景目标要求，加快VOCs排放综合整治，VOCs排放总量下降10%以上。

　　瞄准国家和企业急需，把握未来技术发展方向。面对VOCs废气处理这个全新的领域，兰州化工研究中心科研人员立大志、挑大梁，坚定地把转型跨越高质量发展作为新的突破口。

　　催化氧化法以处理效率高、处理过程中无二次污染等优点成为主流技术。而这一技术的核心在于催化剂的研发。2016年5月，VOCs催化氧化催化剂项目正式在中国石油立项。

　　敢第一个“吃螃蟹”，才是真正的勇士。为了早日完成任务，创新成了项目组的标配。

　　“很多次做梦，都梦到自己在做实验。一旦有新的思路就会立马惊醒，起床记下来。”项目经理王昆说。打开他的笔记本，凌晨创建的笔记就有上百条。

        就这样，有样学样，项目团队的伙伴积极进行“头脑风暴”。有人会在看到炒栗子时联想到如何改进溶胶的搅拌方式，还有人会在看到滚汤圆的制备过程中想到如何改善载体的涂覆方式……

　　小试研究过程中，针对VOCs废气成分复杂、浓度波动大的特点，研发团队根据空间限域理论，利用高分子模板剂与载体孔道的协同限域，合成具有纳米粒径的活性组分，增多活性位点，产生纳米效应，提升催化活性;开发络合梯度还原技术，调整贵金属价态分布，提高催化剂的适配性，形成了具有自主知识产权的VOCs催化氧化催化剂制备的成套技术。他们在小试阶段制备了VOCs催化剂小试样品上百块，总体积超过了0.5立方米，确定了VOCs催化剂的配方体系，既降低了贵金属的负载量又提高了催化活性，最终制备出具有自主知识产权的VOCs催化剂样品，打通了催化剂的小试制备流程。

　　抢抓机遇赢先机

　　2018年，随着国家“打赢蓝天保卫战三年行动计划”的启动，VOCs催化剂成了市场上的香饽饽。面对国家之所急，中国石油科技管理部领导打破常规，在小试项目尚未验收的情况下专门听取了VOCs催化剂小试项目的进展汇报。当了解到催化剂各项指标均已达到计划任务书的要求时，中国石油科技管理部旋即指示小试项目提前结题并立马着手侧线立项。

　　我国VOCs催化剂开发起步较晚。彼时，尚未建立该领域催化剂的科学评价体系。科研人员不等不靠，充分发扬了“有条件要上，没条件创造条件也要上”的“铁人精神”“大庆精神”。

　　王昆带领李晶蕊、张涛利用废旧设备进行技术改造，并依据载体性能、空速条件、压降情况自行设计出多款适应不同催化剂形状的反应器。经过艰苦的攻关，他们初步确定了催化剂的评价方法和评价体系。

　　在石化院、兰州化工研究中心和研究所的支持下，王昆和李晶蕊一边准备小试验收，一边着手侧线试验的开题，仅用两周时间就完成了小试项目的验收报告和研发思路、研发方案等侧线开题的内容准备。在前往项目验收和开题的火车上10个小时的旅途中，两人都在紧张地工作。

　　功夫不负有心人!VOCs催化剂顺利完成了项目的验收与开题。

　　科技报国立新功

　　2021年10月，工业试验获中国石油批准。

　　2023年4月，工业试验在污水处理厂高浓度废气装置展开。在仅换装了31%进口催化剂的条件下，经过一周的运行和跟踪分析，在相同运行条件下污染物减排超过了50%。新型国产催化剂的突出表现，彻底赢得了用户的芳心。兰州石化决定尽快完成现有进口催化剂的全部更换，此时距填装不足一个月。7月17日，催化剂装填拉开了序幕，高温加上防护服让李苗苗感觉就像是在蒸桑拿。团队成员每15分钟就需要换班休息。就这样，科研团队成员24小时坚守现场，确保了催化剂装填与技术方案的完全吻合。

　　3天后，经过双方团结协作，装置正式开车。在入口NMHC浓度500~1200mg/m3、苯浓度530~900mg/m3条件下，催化氧化出口NMHC平均排放浓度8.7mg/m3、苯平均排放浓度3.0mg/m3，苯系物去除率达到99%，保证废气处理达标。催化反应器进口温度较设计值低50℃~80℃，降低了能耗;将苯的处理浓度上限由原来的200mg/m3提升至900mg/m3，提了高了装置的处理能力，降低了装置操作难度。

　　工业应用结果表明：石化院自主研发的PDV-B01催化剂具有技术先进、绿色环保、节能高效、应用范围广、性价比高、针对性强等特点，总体性能优于现行的进口催化剂。经兰州石化标定，各项指标均达到了技术任务书的要求，国产新型催化剂首次工业应用大获成功。

　　7年的甘苦，只为践行科技报国的初心。2019年5月到12月的侧线试验期间，团队成员克服了自身和家庭的困难，确保项目推进。虽然张涛、荣树茂家中都有重病家属需要照顾，但为了不影响实验进度，他们在侧线期间从未请过一次假。尽管李晶蕊、江岩、谷丽芬三位女同志家中孩子年龄小，需要母亲照顾，但她们仍坚守试验一线，确保了数据的准确。

　　催化剂生产期间，正值全国疫情高发阶段。为了保证项目的顺利实施，党支部专门成立了党员突击队。全体党员不顾个人安危，日夜奋战在全国各地。王昆带领李晶蕊、李苗苗多次往返生产厂家考察调研，体验过萍乡的干燥、成都的火热、无锡的降水，也体验过日行两千公里的囧途。因为遭遇了突发的新一轮疫情，他们不得不在兰州周边“流浪了”一周时间才返回家中。

　　VOCs催化剂的首次工业应用成功，用科技自强的实际行动，践行了习近平总书记科技报国的伟大号召，谱写了一曲石油人担当奉献的时代乐章。

　　责任编辑：郑 丹