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首届北京化学与社会论坛纪要

2010年02月12日

 

20091227上午,由中国自然辩证法研究会化学化工委员会、中国科学技术史学会化学史专业委员会、北京化工大学联合主办的“首届北京化学与社会论坛”在北京化工大学会议中心多功能厅举行。来自北京大学、北京师范大学、北京理工大学、北京航空航天大学、北京工业大学、中国农业大学等高校近200名专家和研究生参加了会议。

本次论坛的主题是“面向节能减排的化工过程强化技术研究”。论坛由中国自然辩证法研究会化学化工委员会主任、中国科学技术史学会化学史专业委员会主任、北京自然辩证法研究会副理事长、北京大学科学与社会研究中心教授任定成主持。中国自然辩证法研究会副秘书长、北京自然辩证法研究会副理事长、北京化工大学文法学院STS研究所所长张明国教授和北京化工大学化学工程学院教授邵磊分别发表学术演讲。中国自然辩证法研究会化学化工委员会副主任、北京化工大学北方学院院长盛维勇教授和中国自然辩证法研究会副秘书长、北京师范大学科学与人文研究中心主任刘孝廷教授做了评论。

任定成教授在发言中谈到,中国自然辩证法研究会化学化工委员会是中国自然辩证法研究会的第一个专业委员会,成立于1981年。第一届主任委员是唐敖庆院士,他曾任吉林大学校长,也是国家自然科学基金委员会的第一任主任。第一届副主任委员中,卢嘉锡院士曾任中国科学院院长,徐光宪院士于2009年获得了国家最高科学技术奖,龚育之先生曾任中国自然辩证法研究会的两届理事长和名誉理事长。化学化工委员会成立到现在,中国科学院化学研究所前所长和中国化学会前理事长胡亚东先生、中国社会科学院金吾伦先生、辽宁师范大学廖正衡先生、华东师范大学盛根玉先生、北京师范大学王德胜先生、东南大学吕乃基先生、首都师范大学乔世德先生,还有北京化工大学的盛维勇先生和边克忠先生等都做出了贡献。

中国科学技术史学会化学史专业委员会成立于1980年,清华大学杨根先生、北京大学赵匡华先生、中国科普研究所郭正谊先生先后任主任,周嘉华先生担任多届副主任和秘书长。这个委员会的成员除前述4位先生外,还有曹元宇先生、朱晟先生、孟乃昌先生、邢润川先生等,中国炼丹史、酿酒史等领域的文献考证和模拟实验研究方面做出许多重要成就。

在周嘉华先生和乔世德先生的倡导和努力下,中国自然辩证法研究会化学化工委员会和中国科学技术史学会化学史专业委员会联合举行了不少活动,后来两个委员会的年会和双年会基本上都是联合在一起举行的。令人感到高兴的是,今天,这两个委员会自成立以来,第一次举办化学与社会论坛,由北京化工大学承办。

  在科学、技术与社会日益紧密相连的今天,将产、学、研、管结合起来,在它们之间架起一座桥梁,是当今学术社团的重要任务。我们这个论坛试图在这方面起这样一座桥梁的作用。我们期待,除了研究机构和教育机构的学者外,将来也有政府和企业的人士参与进来。我们这个论坛所讲的“化学”是个大概念,除了基础化学之外,还包括一切与化学相关的领域,如生物化学、化学生物学、食品化学、医药化学、军事化学、地球化学、土壤化学、环境化学、天体化学、工业化学、化学工程等。论坛涉及的“社会”包括政治、经济、伦理、文化、军事、工业、工程、产业、法律、管理、历史等许多方面。

教授介绍了本次会议的主题“面向节能减排的化工过程强化技术研究”及相关背景。他说,过程强化是指在生产和加工过程中运用新技术和新设备,极大地减小设备体积,极大地增加设备生产能力,显著地提高能量效率,大量地减少废物排放。过程强化包括过程强化设备和过程强化方法两个方面。过程强化设备包括新型反应器和新型单元操作设备。过程强化方法则包括多功能反应器组合分离、新能源和其他方法。自1995第一届化工过程强化国际会议Ramshaw提出“过程强化”概念以来,各国化工界在这方面做了许多工作,中国化工界也做出了很好的工作。但是,国内人文社会科学界还没有对此做出什么响应。他希望,本次论坛能够使人文社会科学界开始关注这个领域,与化工界开展对话。他特别谈到,两个专业委员会以前跟化学化工界有很多联系,后来中断了,今天,化工专家邵磊教授参与首届论坛并做学术演讲,恢复了我们与化学化工界的学术联系。

张明国教授报告的题目是“面向节能减排的化工过程强化技术研究及其哲学和社会学思考”。报告指出,现代工业的发展过程大多采取的是单向运动模式,即从开采、加工原生矿物资源和化石资源,到生产产品和消费产品,再到废物处理。它们在促进人类社会发展的同时,也造成了大量资源、能源的消耗和严重的三废污染。传统的过程工业需要许多庞大的原料、中间产品和成品储罐。这不仅增加投资,还可能造成灾难性后果。因此,如何使设备小型化,并实现过程的自动控制,将原材料和中间产品全部转化为符合要求的最终产品,实现生产过程的零排放,已成为化工技术研究者们的最终目标。目前,化工反应过程强化技术已成为实现化工过程的高效、安全、环境友好、密集生产,推动社会和经济可持续发展的新兴技术,是解决现代工业发展所产生的发展污染的矛盾的有效手段,也是21世纪化工技术进步的重要方向之一。

教授的报告主要介绍了节能减排及其技术概念、节能减排及其技术研究现状、化工反应过程强化技术概念、化工反应过程强化技术研究历程、化工反应过程强化技术研究动态、化工反应过程强化技术的应用、化工反应过程强化技术的发展趋势、化工反应过程强化技术的发展未来、化工反应过程强化技术研究等问题。在此基础上,他提出发展化工反应过程强化技术的若干建议:(1)要研究有哪些化工过程强化的工业化成果可以采用;(2)要针对现有工艺过程,研究有哪些具有重大经济效益的化工过程强化,值得去研究开发;(3)要密切跟踪研究那些与石油化工发展有关的化工过程强化技术领域。

报告最后,他特别提出面向化工反应过程强化技术的若干哲学和社会学思考。(1)过程论视野中的技术哲学主张技术过程论,认为技术形态论是化工反应过程强化技术的理论基础;化工反应过程强化技术注重化工反应过程中的中间产品,使之转换成最终产品,这是技术过程论和技术形态论哲学的重要体现;化工反应过程强化技术是一种高技术,它的研究过程就是高技术创新过程,这是高技术产业化的重要途径。(2)技术决定论与社会决定论是关于技术与社会关系的两种观点,技术悲观主义和技术乐观主义是与其相关的两种预测。化工反应过程强化技术研究的理论与实践体现出技术决定论和技术乐观主义的倾向,该技术具有重大的社会价值:经济价值,政治价值,生态价值。另外,技术的社会形成(SST)是技术与社会关系的一种理论。它主张技术通过社会群体和社会关系被塑造;技术通过社会群体的解释被建构;技术通过协商机制以及对称分析解决争论和冲突问题。化工反应过程强化技术和该理论有密切关系。(3)化工反应过程强化技术研究重视方法创新:突破现代工业发展过程所采取的单向运动模式,走向双向互动模式;该项技术研究实施的是官产学研联合的创新模式: 科技部统一领导,中国科学院和国家教育部立项并实施管理,组织承担单位,发挥企业的主体地位。化工反应过程强化技术是一种高技术。因此,要重视其创新及其产业化开发研究中的风险投资机制。(4)化工反应过程强化技术因其在节能减排中发挥重要作用而成为可持续发展的技术基础,也是科学发展观落实的技术保障。依靠该技术的开发与应用,我们可望能够走出“先污染后治理怪圈。

邵磊教授则从项目总体目标、化学工业的地位与问题、项目立项情况和取得的研究成果等方面,对我国化工反应过程强化技术研究项目做了详尽的介绍。

据他介绍,我们得知,首先,围绕国家重大需求,开发出对化学反应过程强化技术有着关键支撑作用的新材料和对受传热、传质和混合限制以及受动力学和反应化学平衡限制等化学反应有显著强化效果的关键共性技术,使传热、传质、混合、宏观反应速率等提高310倍以上;建成4条万吨级工业示范线,形成产值能力数十亿元以上,单元过程平均节能效果达到20%以上,或原料消耗下降20%,或污染物排放量降低50%;研究成果总体达到国际先进水平,部分达到国际首创或领先水平。

第二,化学工业是我国国民经济的重要支柱产业,13.5%GDP (工业总产值的30%);它高能耗、高污染、高物耗;其能源消费量约占全国总能源量的16.4%;它占全国工业能源消费总量的近25%,列第三位(建材、冶金、化工);废水排放量占全国工业废水排放总量的16%,居第1位;化工产品能耗与国际先进水平差距显著,节能潜力巨大。化学工业是最需要优先转变发展模式的支柱产业之一。化工过程强化是实现化工发展模式转变的最重要手段之一,是实现节能减排的核心技术途径。

第三,化工反应过程强化技术是于2006年启动的国家“十一五”863计划重点项目。本项目分为九个课题:泡沫碳化硅基结构催化剂技术及中试、超重力反应强化工程化技术、大型24万吨/MDI超重力过程强化及系统集成技术开发、反应过程耦合强化技术及工业示范、泡沫碳化硅基结构催化剂的设计、制备及应用关键技术、微通道反应器技术及其示范应用、新型套管式微孔膜反应器设计及应用、新型高效烯烃聚合反应器技术、离子液体/超临界二氧化碳两相反应技术。

第四,本项目的研究成果有:(1)已经完成24万吨/年超重力缩合反应器的制造工作和安装;已经完成24万吨/MDI成套工艺软件包开发,并已完成产业化技改扩建工程,产能提高50%以上;节能20%,年产值50亿元;国际上首次采用超重力强化新工艺。(2)投资比国外的羰基化法减少75%以上、能耗减少50%以上,CO2减排60%以上,CO2绿色化利用率48.78%,国际领先水平;开发了新型高效复合填料塔,提高效率20%以上;形成了若干关键的过程强化技术,具有显著的“节能减排”效果。(3)凝聚、培养了一批从事化工过程强化技术研究的队伍,形成了有特色的研究方向和有国际影响性的成果;北京化工大学超重力工程研究中心团队入选863新材料领域创新团队及国家自然科学基金委创新研究群体;培养博士研究生5人,硕士研究生40余人。(4)从项目启动到目前,获得国家科技进步奖二等奖1项,申请专利40余项,发表文章约60篇。

盛维勇教授对以上两个报告进行了点评。他认为,两个富有哲理、富有内涵的报告从节能减排的视野或角度,从STS的角度介绍了化工反应过程强化技术的进展,介绍了四个课题的进展情况和成果,思路清晰,观点鲜明,论述也很充分,他们的结论给我们的印象很深:化工反应过程强化技术已经成为解决现代生产带来的环境能源资源问题矛盾当中的重要方法,也成为节能减排的重要方向。他认为,这两个报告有以下特点:

第一,报告从化工反应过程强化技术的现状出发,揭示了科学技术概念发展的轨迹。一个科学技术的概念从它的提出到内涵的深化总是遵循着概念发展的辩证法,从具体到抽象再到具体。报告指出,1950年的物理学家们已经从自然科学和工程技术交叉的许多事实出发提出了微型化生产这个概念,1976年英国学者从单元操作抽象出超重力场效应这一概念,进一步抽象提出了超重力分离这一概念,1980年英国ICI公司的工程师们从减少设备的尺寸设置数目,他们在工程实践当中提出了过程强化的概念,1990年德国、日本、英国、法国科学家从微化学技术的许多研究的实例当中抽象出微反应技术概念。从他们的报告中,我们就看到了科学技术概念发展的一个哲学轨迹,就是具体到抽象再到具体,其中我们就可以看到科学抽象能力是一个科学家、科学工作者必须具备的能力。

第二,报告从化工过程强化技术的研究历程使我们看到了一项技术研发过程的轨迹。从哲学上来看,一个技术的研发过程的轨迹,那就是从分析出发,到综合,再到分析。报告指出,1988年北京化工大学把超重力技术应用到油田污水脱氧过程,应用到酵母发酵等应用领域。1997年胜利油田用1.5米直径的旋转气提塔来代替30米直径的真空蒸馏塔。2000年中科院和国内许多大学用微化工技术研究,催化蒸馏型工艺,研究塑料填料,新型塔板,进而提出了过程耦合和集成,提出了反应分离耦合,提出了微型反应技术等一系列化工强化技术,使我们看到了一项技术其研发过程总是从分析到综合再到分析,不断循环上升的过程。

第三,报告从化工反应过程强化技术的具体应用使我们看到技术应用的普遍的模式,这就是日本著名的技术论专家石谷清干提出的技术应用的结构功能模式。具体就是,一项新的技术提出以后,为了适应社会发展的需要,市场的需求,它总是努力的扩大它的功能。本报告介绍了超重力技术的各方面应用,像水的脱氧,废水的处理,二氧化硫除尘,它的技术功能不断的扩大,张教授报告里面有16项功能的扩大,当然,扩大到一定程度,肯定能够看到它能产生新的技术结构,从旧的技术结构出发不断的扩大功能最后功能发展到一定程度形成新的技术结构。这其中技术发展的社会动力是社会不断的提出的技术的需求,市场或工业不断提出的技术需求,这是技术发展的永恒的动力。

第四,报告从化工反应过程强化技术发展趋势,使我们看到各种技术之间的交叉融合,各学科之间交叉融合,同时又走向分化的哲学轨迹。学科间的交叉融合,如化学和工程学科的交叉融合产生耦合分离技术;信息技术、生物技术对化工技术的交叉融合产生酶膜反应器、催化控制。交叉融合而又分化永远是技术发展的总趋势。

第五,报告从化工反应过程强化技术若干思考,讨论了技术论中的一些著名观点:技术悲观论、技术乐观论、技术决定论、社会注定论等。

据全球生态足迹网估计,人类从地球过度索取资源已经达23%,全世界各国如果都维持像美国社会这样的物质消费,需要5个地球资源,维持像英国这样的社会消费,则需3个地球资源。所以,1968年罗马俱乐部发表《增长的极限》报告,认为2100年地球资源枯竭,经济社会达到零的增长。这就是技术悲观主义。当然1976年美国郝德森研究所认为,更好的技术会补偿污染和能源枯竭。这就是技术乐观主义。

今天的报告指出,悲观论是不符合人类发展规律,人类有充分的时间发展科学技术,协调好人与社会的关系,当然过分乐观主义也是片面的,因为他看不到当前节能减排的困难。既要看到科学技术强大的社会功能,又要看到科学技术工作者肩负的重要社会责任,要有节能减排的紧迫感。

刘孝廷的点评谈到,前几天的哥本哈根会议刚刚开过,会议有全球一百多个国家的首脑参加,讨论全球气候、环境的变化状况,这涉及到人类总体发展的大问题。他还说,化学化工在现代化过程中给人们带来了非常丰厚的福祉,但是随着人类对资源、环境的过度开发和利用,很多方面的负效应也已逐渐显现出来,在化学化工领域中国现在处在发展阶段上,我们能不能做出和其他国家比起来更多更有价值的贡献,在这方面,我们国家无论从民间还是政府都应有一个比较明确的认识。

这次哥本哈根会议上中国的声音比较强烈,代表了发展中国家资源、环境意识的觉醒。过去通常认为我们是后发的国家,人家先发的国家起来了,我们只要跟在后面走就可以了,天塌下来有发达国家顶着,现在看来,这样的理解可能是很有问题的,因为各个国家对现代化自反性的理解,通常是现代化发展到一定程度之后才认识到的,当我们在发展时人类已经看到了现代化出现的一些负效应,这时我们认为后发的国家不仅不能简单顺着发达国家的路走,而且我们还要顶着先发的国家在技术、环境和社会方面的苛求,所以过去简单地说“后发优势”,是需要做多种多样理解的,特别是今天和以前不同,我们已经进入科学、技术、政治、经济、社会、文化互动的时代,人类已经连接为一个整体,当我们中国在谈论全球化的时候,欧美包括俄罗斯,人们正在讨论一个新的领域叫“全球学”。过去我们只是把地球当作一个自然体,现在地球不仅是一个自然体,也是一个社会、人文的整体,因为地球上的人类自身已经连成一个整体,大家共同关注这个话题是非常重要的。在和平崛起的过程中,我们怎样选择并走好自己的发展道路,具有全球的人类学意义。

他还谈到,今天是北京化学与社会论坛的首次论坛,我们讨论的问题很实质化也非常深入,这对以后开好这个论坛是非常有价值的。      (化学化工专业委员会秘书处)

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