工業催化就是利用催化和化工的原理，實作規模化生産化學品的科學和技術。人類消耗的大量食物、輕量化跑鞋、生病時吃的醫藥、汽車的燃料、好玩的樂高積木、…這些與我們生活息息相關的東西都與工業催化有着千絲萬縷的聯系。
工業催化開始于基大學學研究成果的工業應用，它的出現甚至早于“催化”概念的提出。1746年，羅巴克（j. roebuck）在鉛室法制造硫酸時，首先在工業上使用催化劑，工業催化由此而生。随後研究人員發現了類似方法可以使許多原有的工業生産變得更加高效，這就是瑞典化學家貝采裡烏斯（berzelius）于1836年提出的“催化”作用。這種作用加速了原來很緩慢的化學反應，好像從城市擁堵路段進入高速公路一樣。這種神奇的現象引起了科學家和工業界的強烈興趣，此時，發生在19世紀的合成氨研究充分展示了工業催化這門理論實踐相結合的藝術。
在19世紀以前，農業上所需氮肥的來源主要來自有機物的副産品，如農家肥。一些有遠見的化學家指出，考慮到将來的糧食問題（1847年德國發生糧食危機），為了使子孫後代免于饑餓，我們必須寄希望于科學家能實作大氣固氮。是以将空氣中豐富的氮固定下來并轉化為可被利用的形式，于是合成氨成為一項受到衆多科學家注目和關切的重大課題。1900年法國化學家勒夏特列（le chatelier）最先研究氫氣和氮氣在高壓下直接合成氨的反應。然而很可惜，由于他所用的氫氣和氮氣中混進了空氣，在實驗過程中發生了爆炸，炸死了一名研究人員，是以放棄了這項實驗。雖然在合成氨的研究中化學家遇到的困難不少，但是，德國的實體學家、化工專家哈伯（haber）仍然堅持該研究。他通過大量的實驗發現，锇和鈾具有良好的催化性能，如在17.5～20 mpa 和500~600 ℃ 的條件下使用該催化劑，氮和氫能較為高效的生成氨。盡管這一成果在展示過程中出現多次事故，甚至在展示完成第二天就發生了爆炸，卻仍然引起了巴斯夫（basf）公司的強烈興趣，斥巨資并請化工專家博施（bosch）幫助這一成果工業化。他整整花了5年的時間做了兩萬多次實驗，篩選了幾千種催化劑，找到了合成氨生産最有效、最實用的催化劑，建造了能夠進行高溫和高壓的合成氨裝置。于是，在巨大經濟價值和社會需求的驅動下，以及大量科學家的努力下，經曆150年的曆程，合成氨在1913年成功工業化。
由此可見，在社會需要和經濟效益的驅動下，研究人員結合掌握的自然科學和化學工程知識，克服未知困難，開發出新催化劑或新工藝過程，這就是一般工業催化的研究模式。目前，能源、環境及化學品生産過程中大約90%伴随着催化過程，工業催化對經濟發展及人類生活的作用不可替代。在目前全球經濟一體化的大架構下，工業催化不僅受自然科學所影響，而且也受商業、經濟、市場及政治所影響。一個優秀的工業催化研究人員需要經曆大量的知識積累和工業實踐，甚至要有對經濟和市場的把握能力。就我國國情而言，工業催化工作重點在于開發化石能源潔淨高效轉化技術，利用新技術、新催化過程和新型催化劑，為國家能源安全和能源保障戰略提供科學和技術支援，不僅要不斷優化現有工藝，而且要研發開創性的新工藝，兼顧當下需要和未來發展方向，在能源、化工和環境等領域開展工作，繼續為我國經濟轉型和發展提供助力。
中國科學院大連化學實體研究所基于在工業催化領域的優勢和積累，長期緻力于解決我國能源戰略重大需求，在煤化工、石油化工等領域取得了系列研究成果，并取得了顯著的經濟和社會效益，主要表現在：
完成了世界首次萬噸級甲醇制烯烴（dmto）技術工業性試驗，開發了 dmto 成套工業化技術，實作了 dmto 技術的首次工業化應用和世界上煤制烯烴工業化“零”的突破。此外又進行了新一代甲醇制取低碳烯烴（dmto-ii）技術的研究開發。2010年完成工業化試驗，接受了72小時連續運作考核和标定，并通過國家級鑒定。2015年2月，世界首套 dmto-ii 工業裝置，蒲城清潔能源化工有限公司建設的67萬噸/年煤制烯烴項目，順利打通全流程。 dmto-ii 的成功，進一步鞏固了我國在世界煤基烯烴工業化産業中的國際領先地位。目前， dmto 技術已經許可了20套工業裝置，烯烴規模達到1126萬噸/年，已經投産了10套裝置，合計産能580萬噸烯烴/年。尚有10套裝置處于在建或待建狀态，這些裝置計劃将在未來5年内相繼投産。全部投産後，預計可新增産值約1500億元/年，拉動上下遊投資約2500億元，這些項目的建設，标志着 dmto 技術帶動并引領了我國新興的以煤或甲醇為原料的烯烴工業的快速興起，對國家石油替代戰略的實施和保障國家能源安全具有重要意義。該技術榮獲2014年國家技術發明獎一等獎，并被列入《烯烴工業“十二五”發展規劃》等國家計劃。
另外，大連化物所還研制成功了多項具有自主知識産權的新技術并實作産業化。包括催化裂化幹氣制乙苯成套技術（已投産21套裝置，合計乙苯産能140萬噸/年），潤滑油加氫異構脫蠟催化劑及技術（已投産1套裝置，合計産能20萬噸/年），固體酸催化中壓丙烯水合制異丙醇技術（已投産2套裝置，合計産能8萬噸/年），正丁烯與醋酸直接加成生産醋酸仲丁酯技術（已投産1套裝置，産能5萬噸/年），甲醇制二甲醚技術（已投産2套裝置，合計産能30萬噸/年）。還有兩個項目處于工業示範階段，分别是甲苯甲醇制對二甲苯聯産低碳烯烴（20萬噸/年對二甲苯），甲醇經二甲醚制乙醇技術（10萬噸/年）。積極推動科技成果轉化，完成世界第一套1萬噸/年合成氣制乙醇和3萬噸/年乙酸加氫制乙醇工業性中試，1萬噸/年風能氫基合成氣合成石腦油和柴油工業性中試和10000噸/年合成氣合成脂肪伯醇聯産油品工業性中試；精細化工催化研究領域有：1萬噸/年和3萬噸/年一乙醇胺臨氫氨化制乙二胺工業化生産，2萬噸/年對苯二甲酸二甲酯加氫制1,4-環己烷二甲醇工業化等，30萬噸/年醋酸和丙烯酯化加氫制備乙醇和異丙醇技術。此外，針對我國環境保護和燃料油品質更新的迫切需求，大連化物所與陝西延長石油集團合作研發出分别針對汽油和柴油的超深度脫硫技術，可生産硫含量符合國 v 标準要求的清潔汽柴油，分别在40萬噸/年和20萬噸/年工業裝置上試運作成功。大連化物所的工業催化技術每年創造約1000億元的工業産值。
參考文獻：
b.e.利奇，工業應用催化，1990，烴加工出版社
吳越，應用催化基礎，2009，化學工業出版
張子鋒，合成氨生産技術，2011，化學工業出版
作者系中國科學院大連化學實體研究所低碳催化與工程研究部研究人員
