首页大力发展催化剂产业 加快循环经济建设
民建北师大支部 张文朴
一、催化技术是现代化学工业的核心技术
催化剂是能改变化学反应速度、在反应中不进入产物的物质，而且在有多个可能同时进行的反应中只催化一种反应，即有选择性催化作用。因此，可以利用催化剂使缓慢甚至难以进行的反应变为现实可行；使反应向生产所需要的产物方向进行。其原因主要是催化剂有使所催化的反应沿反应阻力较小的途径进行。催化剂种类繁多，包括用于发酵等的酶类。这种具有特殊功能的物质，是现代化学家们 “点石成金”的法宝。催化剂及其研究、制造、使用技术，可统称为催化技术。在现代化学工业起步之初，催化技术起了关键性作用。它是现代石油炼制与石油化工庞大生产系统的一个重要技术支柱。
工业催化剂在18世纪40年代，随硫酸工业的发展起步。除硫酸催化剂外，在那时用空气中不竭的氮，跟氢反应合成氨，因氮的惰性难于进行，是化学家们面临的挑战。为此，从18世纪末开始进行实验室研究，直到1909年才找到了贵金属锇作催化剂并用高压，才得到含氨仅6%的反应后气体，但锇身价过昂，难于用于合成氨生产，因而连续对25000种物质进行了6500次实验，才研发成功廉价的活性铁催化剂，使氨的生产牢固地建立在空气资源基础上，打开了合成氨工业可持续发展的道路，从而才能通过合成氨，大量生产发展农业所需的氮肥，化工生产、工程爆破、矿产开发、军事等所需要的硝酸、炸药等众多化学品和材料，并使人们认识到，研发并掌握催化剂技术是解决化工发展中可能遇到的困难。
继合成氨成功之后，于20世纪30年代，发明了生产硫酸用钒催化剂，取代了当时所用昂贵的铂催化剂，使“工业之母”的硫酸工业，能适应工业需求，走上快速发展的轨道；创立了用煤制合成气催化合成燃料油的工业生产，开始了煤制油的先河；研发成功用酸处理的膨润土作催化剂，将石油催化裂化，制成80号汽油，这是现代石油炼制工业早期的重要科技成就。在从30年代到60年代，石油化工进入大发展时期，工业催化剂的品种增多，研发出合成橡胶、合成塑料、合成纤维等用的诸多新型催化剂，并跟机械，电子信息技术等相融合，构成大规模、自动化的现代石化工业系统，同时催化剂产业也达到前所未有的规模。
统计资料表明：现代全部化工产品有85%以上都是通过催化剂生产；有机化工生产中催化反应约占80%～90%；人们的生活用品，有80％以上都要通过催化剂参加的生产制成；在石油化学工业，每一美元的催化剂，至少能创造200美元的利润。
发展循环经济，建设生态工业，要求使资源按自然食物链的方式组成产业链，将资源综合合理节约利用，“吃光用尽”，并做到零排放，无污染，生产过程的下脚料、用后的废弃物资源化，循环利用，如此高标准要求，又必需请催化技术帮忙，必须有高效的催化剂研发能力做后盾，强势的催化剂产业作支撑。
当今世界，在科技发达国家，催化剂工业早已是汇聚多种高新科技成果和巨额资金的产业。美、日、西欧是现代催化剂工业发达的强国和地区，拥有多家实力雄厚的催化剂公司，掌握着世界一流的催化剂技术，能生产较多、较全的催化剂品种。
新中国自建国之初就高度重视催化剂的研究和生产，于1950年开始生产合成氨工业催化剂、硫酸生产用的钒催化剂，为我国化学工业起步和发展打下了技术基础。在我国石油工业起步时期，首先研发成功硫化钼、硫化钨加氢催化剂。继后，配合重整原料加氢精制，研发成功加氢精制催化剂系列。我国绝大部分汽油生产长期靠催化裂化，因难于使催化裂化汽油含硫量低于30ppm，故脱硫催化剂成为研发的重点。为此，我国专家发挥我国钨资源优势，研发成功以钨镍为主的多种高性能加氢精制催化剂。其中，用国产偏钨酸铵作原料成功研发的RN-1催化剂，获得国家科技进步一等奖，国内有几十套炼油装置采用，总加工能力达1000万t以上，该催化剂已销售到欧洲市场。此后，相继研发成功重整预加氢、劣质油脱氮、渣油加氢精制等加氢催化剂系列。目前国内汽油、柴油的质量和国外比尚有差距，这仍需靠研发更好的催化加氢剂来解决。
我国原油年总产量从1978年的7069万吨,到2007年已增长到的3.27亿吨，同时炼出的汽、煤、柴、润四大油品，总产量达到2.02亿吨，已成为世界第二大炼油国和消费国，我国已步入优化油品品质、生产清洁油品的新时代。现今中国石化已成为全国最强势企业，为国家经济社会发展做出了重大贡献。
最近，我国石化催化剂专家杜学泽指出：“未来不仅现有的炼厂必须加大加氢的投入，特别是新建装置应按照新型的‘全氢型炼厂’来设计，以满足将来油品进一步质量升级所需”。我国生产的加氢催化剂在国际市场所占份额必将持续增加。 这给催化剂产业带来了大好的发展机遇。
近些年来，对各种，特别是含钨、钼的催化剂，在全国范围进行了大量研究工作，在环保、清洁能源、资源综合利用与资源再生领域等不断取得进展。例如，很难治理的染料废水，成分复杂，浓度高，色度深，毒性强，用生化、絮凝、膜分离等技术都难达标排放。据近来研究报道，新型三氧化钨-二氧化钛光催化剂有望用于染料废水处理；用镧掺杂的三氧化钨制成的催化剂分解水制氢，可比不掺杂的三氧化钨的活性提高1.44倍；用含钼的铁镍铬催化剂，使乙烯跟氢反应可以制出50纳米的碳管，而纳米碳管是很好的新型储氢材料；三氧化钨及其掺杂、复合催化剂也有望用作新能原的催化剂。
二、绿色催化剂明星与典型的循环经济产业
工业生产可分为过程工业和制造工业两大类别。前者是以天然资源为原料，主要经过化学反应过程生产产品（如钢铁、化肥、汽油、水泥、塑料、建材、酒类、纸张等）的工业，简称为过程工业；后者，指以过程工业的产品为原料，主要是经物理-机械加工制造产品（如建筑物、汽车、飞机、机械、电脑等）的工业，简称制造工业。一般制造工业不直接应用自然资源，产生的污染物较少，需要关注的主要是加工下脚料和其产品用过后的废旧品的循环利用，和节约能源；过程工业是生产各种工业原料、材料的基础工业，原料多取自然资源，对自然生态的“创伤”大，排放物多，对生态环境可造成较大的伤害。
传统过程工业是主要污染源和消耗自然资源的大户，在单程经济中，承担着大量资源消耗和污染环境的“罪名”。这实际是单程经济，未充分认识自然资源的有限性和工业污染的严重性造成的恶果，因此，转变单程经济发展方式，发展循环经济，对传统过程工业进行绿色改造，才是解决问题的出路。为此，大力加强绿色化学与技术研发，加速发展生态产业乃当务之急，这时催化技术必将发挥出不可代替的作用。
催化剂参加生产但不进入产物，用后的废催化剂可以回收再生，循环使用，因此催化剂生产被称为 “典型的循环经济的产业”，而含钨钼等元素的催化剂，因其在炼制高品质燃油、减少污染物排放方面做出了重大贡献，而被誉称为“绿色催化剂明星”。制造催化剂用的钨、钼、稀土等稀有金属元素，均为我国的优势资源，是我国发展催化剂产业得天独厚的条件。
钨矿在我国已有100年的开发史，但我国钨储量目前仍占世界钨总储量的48%，（美国地质调查局的数据为68%）为世界第一。我国钼资源已探明储量约为世界总储量的40%，亦为世界之首。钨钼等稀有金属资源的工业应用，主要有生产钨、钼、钢、硬质合金等金属材料和生产化学品的两个方向，由于化学品特别是催化剂等精细化学品，其资源用量小，附加价值很高，且便于循环利用，经济与社会效益俱佳，故能颇大限度的发挥稀有资源优势。近些年来发展催化剂生产，已受到钨钼业界的高度重视，认为是我国由钨钼资源大国转变为钨钼强国的重要举措之一。
在“十二五计划”期间，我国催化剂产业应有大的发展，这是贯彻执行资源节约，环境友好，转变经济发展方式的战略需要，为此有关企业和科技界应进行深入探讨，取得共识，制定发展计划，抓住机遇，汇聚人才，加大投资，使我国催化剂产业在“十二五计划”期间有一个较大的发展，为转变经济发展方式，发展生态工业，加快循环经济建设做出更大贡献。