閔恩澤:條條道路通創新

閔恩澤，石油化工催化劑專家。四川成都人。1946年中央大學化工系畢業。1951年獲美國俄亥俄州立大學博士學位。1980年當選為中國科學院院士。1993年當選第三世界科學院院士。1994年當選中國工程院院士。中國石油化工股份有限公司石油化工科學研究院高級顧問、高級工程師。2008年1月8日，在2007年度國家科技獎勵大會上，獲得2007年國家最高科學技術獎。 2008年2月17日被評為 “2007年度感動中國人物 ”。2007年閔恩澤榮膺十大科技英才獎。他被譽為我國“煉油催化應用科學的奠基人”、“石油化工自主創新的先行者和綠色化學的開拓者”。

閔恩澤非常認同培根的名言:“跛足而不迷路，勝過健步如飛而誤入歧途的人。”他認為做任何事都要有正確的思想方法和工作方法，如果思想方法和工作方法不對路，即使發展很快，還是會誤入歧途的。

“在半個世紀發展中間，我們的總書記就提出來了:促進國民經濟又好又快發展，要提高自主創新能力，建設創新型國家，這是國家發展戰略的核心，是提高綜合能力的關鍵，所以應該感到提高自主創新能力的重要性有多么大。”閔恩澤說。

現在他最大的心愿之一就是把自己50多年自主創新的案例寫下來，因為“它們真實生動，容易理解，可以幫助培養創新人才。”

“自主創新，一般來說包括原始創新、集成創新和引進之后再創新，”閔恩澤說，“在這三類創新中，我感到還是原始創新最重要，因為集成創新也可以是把原始創新集成在一起，引進之后消化吸收再創新，也要依靠原始創新和集成創新。”

什么是原始創新:“要從S型曲線的高度來認識問題”

閔恩澤首次知道“技術進步S型曲線”規律是在1991年，那時他在《催化科學與技術》上看到了一篇文章，文中介紹了理查德·福斯特和他的“S型曲線”規律。閔恩澤發現，這一規律是福斯特(Foster)根據1930年至1980年間，化學工業中的重大技術革新歸納總結出的。此后他一直關注這一規律的應用，2008年福斯特的這本厚厚的書在國內翻譯出版，閔恩澤第一時間找來學習。

“要研究改進一項技術，起始期是走得很慢的，慢在人員和熟悉過程，然后逐漸會形成一個想法，找到一個好的開端，之后技術進步可以加快成長，進入加速成長期。加速成長期之后，技術成熟了，技術進步變得困難，又會慢下來，這是連續性技術進步S型曲線(見圖一)。到了后面，要再技術進步，就要把現有技術的科學知識基礎轉移到全新的科學知識基礎上去，形成另外一條曲線，是非連續性的S型曲線。(見圖二)”

連續性進步 非連續性進步

圖1圖2

“技術進步和人的成長有相似之處。人的起始期是嬰兒期，是學習和成長時期，進入少年期、青年期和壯年期之后，個人就可以做很多事，而到老年期后，個人的成長又變慢了。”閔恩澤打趣道，“我現在就屬于后面這段了，以后要靠你們年輕人了。”

“S型曲線”是一個普遍的規律，不只適用于石油化工，其它專業領域也可以運用， 閔恩澤用日常生活中為人所熟知的火車、電視、照相機的技術進步的軌跡為例，“火車機車的牽引，原來是蒸汽機車，然后變成柴油機車，蒸汽機車和柴油機車推動的原理是不一樣的，后來柴油機車又變成電氣機車，它們的原理又不一樣了。家里的電視機，原來是陰極射像管，現在是液晶電視。照相機，原先是膠卷照相機，今天是數碼照相機。”

“這些例子在日常生活中都能見到，但是大家沒有從S型曲線的高度來認識”，閔恩澤強調，“科研人員學好‘S型曲線’有助于事業成功。科研人員要利用S型曲線規律來創新。”

“非S型技術進步效果很大，產生的后果是跨越式的。”閔恩澤指出，“非連續式技術進步產生時，70%的情況下技術領先地位易手，現有技術的領先者不再是領先者。”

石油化工催化技術要真正地實現原始創新的突破口在哪里?閔恩澤說:“來自三個領域:新催化材料、新反應工程和新反應。因為這些是美國人現在沒有的，我們必須在這三個領域有我們自己的‘新式武器’和‘秘密武器’。”

非S型技術的發明人應具有怎樣的素質?閔恩澤認為，他要具有深刻的洞察力去認識現有技術的極限，設想出繞過它們去開拓的可能途徑，并把這些構思成功地變為現實。

原始創新的思路怎么來:“條條道路通創新”

“條條大路通羅馬，實際上條條道路通創新，創新說難也不難。”閔恩澤笑呵呵地講起了故事:“我有個老鄉叫古月，是個畫家，我問他，畫家畫畫有什么基本功，他說，畫家就是要臨摹古今中外的名畫，學習其中的精髓;第二要廣泛寫生，收集大量山水信息。我實際上問他就是一個問題:畫家畫畫怎么創新?他說創新來自于聯想。我舉個例子，他去寫生，他畫的時候對自己非常欣賞某一局部的美景比如峨眉山險峻的奇峰、青城山青翠的樹林、三峽奔騰的江流、都江堰的古老工程進行聯想，然后有一天，他的靈感就來了，他就把這些畫在一起，形成新的畫，最后創新地繪制出自己的作品。”

“我得到他的啟發，我想我們要做科學的人也是一樣，第一，我們也要熟讀古今中外和我們專業有關的書籍、論文、專著;第二我們要收集信息，主要是我們的國家到底需要什么，我們的單位今天明天后天需要什么，我們的生產廠家需要什么，使用用戶需要什么等等;第三，我們要善于聯想。”

“怎樣聯想?我就開始想，我們的一些技術上的原始創新是怎么來的?國外的一些重要發明是怎么想出來的?分子篩裂化催化劑是受文獻的啟示;鉑重整工藝是移植其他學科的知識;異丁烷/丁烯烷基化、低壓聚乙烯工藝是國外試驗中的意外發現;我們自己的發明非晶態合金是根據科研開發中的經驗;RHSS 利用已有知識，加氫脫硫反應，到脫硫醇最易脫除，是已有科學知識的新應用;‘晶內催化’概念是討論的啟發。歸納這些我就總結了一下:創新常來自聯想，聯想源于博學廣識和集體智慧。”

“原始創新的構思怎么想出來，有時確有些偶然性，但是偶然性和必然性又是有關系的”，閔恩澤詩意地說，“科學幼芽，是植根于必然性的沃土之中的，只有把勤勉的汗水滴進實踐的土壤里，機遇的奇葩才會吐艷。華羅庚有講‘如果科學上的發現有什么偶然的機遇的話，那么這種偶然的機遇只能給那些學有素養的人，給那些善于思考的人，給那些具有鍥而不舍的精神的人，而不會給懶漢。’”

想出原始創新的構思，閔恩澤認為這只是走出了一步，對原始創新構思的證實和工業化，道路是曲折、崎嶇的。他介紹了鉑重整催化劑發明的過程和非晶態合金催化劑發明的過程。

鉑重整發明的經過

鉑重整發明之前，當時催化劑重整使用氧化鉻∕氧化鋁為催化劑，這是一種剛出現的烷烴脫氫環催化劑，不僅處理能力小，而且操作費用大，在常溫、不臨氫下運轉，催化劑很易結焦，需要經常再生。

1935年夏，V.Haensel從西北大學畢業，到UOP公司催化劑實驗室做暑期臨時工。一天，UOP公司研究室主任來到實驗室，與他談到這一過程的缺點時，給他3周時間，讓他想辦法作反應而不產生焦炭，能長周期運轉。實驗3周，毫無結果。暑假結束后V.Haensel到麻省理工學院攻讀碩士學位。這次實驗雖然沒有結果，但使V.Haensel認識到開發一個長期運轉而不積炭的催化重整工藝的重要性。

1937年V.Haensel碩士畢業后，又被UOP公司聘任為化學工程師。之后他研究精制脫硫后的加氫裂化。在對加氫裂化汽油中的環烷烴含量進行分析時，采用在很低空速下，通過鉑∕活性炭催化劑，使六員環烷烴脫氧轉化成芳烴。因為催化劑重整最重要的反應是環烷烴脫氧反應，他從分析方法得到啟示，開始聯想，產生了利用鉑催化劑重整催化劑的設想。

他用實驗來驗證自己的新構思，于是用鉑催化劑處理脫硫汽油。他采用了各種載體試制成鉑催化劑，實驗證明這些催化劑可將部分環烷烴轉化成芳烴，但是汽油辛烷值提高卻不明顯。

他跳出舊框框，提高反應溫度，但催化劑完全失活。為了防止氧化劑失活，他在中等壓力下，通入氫氣，結果雖不特別驚人，但催化劑在這一苛刻條件下卻不失活。于是，他繼續提高溫度至450℃比鉑催化劑常用溫度整整高了200℃，結果得到了較高的轉化率。此前的實驗V.Haensel一直采用脫硫的直餾汽油作原料。一天，實驗室用完了脫硫直餾汽油，不得不用未脫硫的直餾汽油直接作原料。結果卻讓他欣喜——催化劑甚至可連續運轉，而且保持了較高的轉化率。這一結果與使用氧化鉻/氧化鋁為催化劑的效果相當，并且催化劑上只有很少量的炭生成。

在研究中V.Haensel發現鉑載于硅鋁載體上的催化劑雖對提高辛烷值更好，但不能很好控制加氫裂化。于是他改用具有中等酸性的氧化鋁載體，結果相當好，特別是能夠連續操作數日，而活性損失小。這時，他想各種方案把鉑載到氧化鋁上，并努力去降低鉑含量。他得到結論:用硝酸鋁制備氧化鋁不如用三氧化鋁為原料制備的好。為了弄清原因，他在實驗過程中細心觀察，觀察到將三氯化鋁與氨水沉淀的氫氧化鋁濾餅少洗幾次還能制備出更好的催化劑，這才解開謎題。后來他發現在裝置出口的氣體中有微量的酸性物質，這是來源于膠體中的氯。他設想，如果膠體中的氯是活潑的，而且會損失的話，那么氟就更活潑，更穩定。他通過實驗驗證這個新設想——由第一個氧化鋁中含氟的鉑化催化劑所得產品的辛烷值，是以往所有產品中辛烷值最高的。

自此以后，這項研究受到UOP公司的高度重視，一年中投入100人從事這項研究。1949年建成投產第一套鉑重整工業裝置。鉑重整實現了技術跨越式進步。催化重整進入大發展時期。

“做科研的人要了解自己領域中的難題，當時雖然不能解決，但是隨著時間的推移、知識和經驗的積累，這些難點可能是將來成功的起點。”閔恩澤說。

非晶態合金催化劑發明的過程

獲得2005年國家技術發明一等獎的“非晶態合金催化劑”，從1984年開始研發到最終完成，歷時整整20年，為什么能夠得獎?閔恩澤坦言:“就是因為有創新。”

“1984年，石科院成立了基礎研究室，當時基礎研究室怎么搞，沒有經驗。剛好美國美孚研究和工程公司的中心研究實驗室主任P.B.Weisz來華講學。莫比爾公司在分子篩重要領域，技術領先、學識領先。Weisz來北京，我就陪了他一個星期。那時我們有經驗了，說技術問題這些人根本不會告訴你，但是向他請教美孚公司到底怎么好，什么原因，他告訴我，工業催化劑基礎研究的關鍵是開發新催化材料，新催化材料是制造發明新催化劑和新工藝的源泉，新催化劑是由新催化材料做過來的。我從他那里學到了，搞基礎研究就要搞新催化材料。但是搞什么新催化材料就要選。當時我們選了層柱分子篩和非晶態合金兩個。

但當時我們還不知道要按什么原則去選新催化材料。受美國紐約州立科學院“固定無機物的催化化學”專題討論會啟發，同時結合我們自己的經驗總結，我們認為首先要看材料的物質結構特特點，會帶給催化反應什么好處;在材料與物質結構穩定的前提下，允許材料元素、組成變化的大小，這涉及尋找優異催化材料范圍的大小和成功的機會;還要考慮材料的耐熱、耐水蒸氣、抗氧化性能，這涉及新催化材料可以應用的催化反應的多少。

當時我們分析非晶態催化劑的特點:非晶態合金表面缺欠多—形成的催化活性中心數目多;表面原子配位不飽和—催化活性高;所有金屬和非金屬均可形成非晶態合金，組成變化范圍大，尋找新催化劑的范圍廣，成功機會多。我們認為它符合實驗的要求，我們就決定把開展把晶態鎳合金變成非晶態鎳合金的研究工作。

1984年開始，我們與復旦大學化學系和原東北工學院材料系合作，采用冶金工業的急冷法來研制共熔點低的Ni-B、Ni-P非晶態合金。Ni-B、Ni-P非晶態合金的結構是亞穩態，其比表面積不足1m2/g，比Raney Nickel 的140m2/g低許多，活性也不夠高。于是才聯想到采用Raney Nickel的Ni-Al體系來制備非晶態鎳合金，并且用化學抽鋁的辦法來提高比表面，這才走上創新之路。以后又利用冶金、化工等專業的知識來開發非晶態鎳合金。設計了特殊坩堝、噴嘴、銅輥等來克服Ni-Al體系粘稠、易氧化等性質對采用急冷法制備非晶態合金的困阻;優化制造工藝，提高成品率，終于開發成功具有工業化價值的非晶態合金催化劑。同時利用化學法抽鋁生成的偏鋁酸鈉溶液來合成分子篩，實現零排放清潔生產。后來，非晶態鎳催化劑已經在工業生產得到廣泛應用，如己內酰胺加氫精制、葡萄糖制山梨醇、合成藥物中間體、合成橡膠抗老劑等等。”

“想出創新的構思，然后去證實它、工業化它，道路是曲折、崎嶇的，不是很容易就成功的。”閔恩澤感嘆，“道路肯定不是筆直的，人生也是這樣子，科學建設也是這樣子，很重要的就是堅持。”

原始創新的動力:“什么事情都要精神支柱”

閔恩澤喜歡《西游記》的主題歌，百聽不膩。他說，“什么事情都要精神支柱，‘你挑著擔、我牽著馬’，他們分工明確，體現了各盡所能的團隊精神;‘迎來日出送走晚霞，踏平坎坷成大道，斗罷艱險又出發’，他們戰勝困難又出發了，體現出不斷戰勝苦難，堅持到底的科學精神。這兩種精神是走好原始創新之路的精神支柱，是攀登科技高峰不可缺少的。”談及50年科技人生的精神支柱，閔恩澤說，“我們的精神支柱是愛國愛黨愛人民。”

有本《唐僧的用人之道》的書，其中的觀點與閔恩澤不謀而合。

唐僧是西天取經的領軍人物，他目標明確、意志堅定、堅韌不拔、不達目的誓不罷休。而且他善于用人，合理分工、因材施用，大膽使用能人，以情御人，論功行賞、互利雙贏。

孫悟空是西天取經的中堅骨干力量，他不僅赤膽忠心、能征善戰、用于攻堅，而且武藝高超，擁有多種“新式武器”，同時他了解實際，朋友眾多——找土地爺了解情況，求龍王爺相助，找玉皇大帝、如來佛、觀世音菩薩求救。

豬八戒看家護院，作為第二梯隊，也有斬妖除魔功績，雖然他有好吃懶做、意志薄弱的缺點，仍不可缺。

沙和尚腳踏實地、勇挑重擔、忠誠老實、任勞任怨，是西天取經的后勤支持。

閔恩澤幽默地說，他首先要做唐僧，因為要領軍，要堅持一定走到西天，但是只當唐僧還不夠，有時他要當孫悟空到第一線作戰，有時他要當沙和尚兼顧后勤工作，但就是沒有做過豬八戒。

如何與人合作?閔恩澤強調了三種品質——誠信、寬容和平等。

為什么把“誠信”放在最前面，閔恩澤說，“要處理好人與人之間的關系，別人會不會對你信任，有沒有誠信很關鍵。我對同事、我的學生都會很注意這一條。”

“要有寬容的胸懷，”閔恩澤說，“因為人不可能對所有事情的認識都一致，甚至還有人整過你，比如說，在文化大革命時期，我也住過牛棚，也受批判，但他這個同志你肯定要非常寬容，因為他是在那個形勢之下，他是不得已。所以，對待與你不同意見的人一定要寬容。因為他反對你，也幫助你深入思考這個問題，如果你把理由想明白了，那你又提高了。”

“平等別人才愿意同你討論問題。你一去就是，比如說我的一個博士生，他一去講問題就說怎么樣，怎么樣，他不是一個商量的口氣，好像他比別人更清楚，比別人高了一等，這個不好，所以我每次都跟他說，你講話稍微謙虛點好不好，你帶著商量的口氣，同一件事情別人容易接受。”

回顧自己的科技人生，閔恩澤用一首打油詩抒發感悟:

市場需求、好奇推動、苦苦思索、趣味無窮、靈感突現、豁然開朗、發現創新、十分快樂。高興之余、煩惱又起、或為人員、或為條件，還有試驗的挫折，更有競爭對手的抗阻，堅持下去，終獲成果。