“我們要做與別人不一樣的”——訪2013年度中國石化科技創新功勛獎獲得者戴偉

本刊記者 梁曉云 通訊員 周 凌

李前進 攝

戴偉，集團公司高級專家、教授級高級工程師、國務院政府特殊津貼獲得者，石油化工乙烯技術領域的專家和學科帶頭人。長期主持烯烴領域催化劑及成套技術的研發、生產、工業應用和技術服務工作，采用多種國際首創技術主持開發出全國各乙烯裝置各種工藝路線所需的全部催化劑，在全國乙烯裝置廣泛應用。獲得中國專利金獎、國家及省部級技術發明獎和科技進步獎12項；申請國內外發明專利200件，授權88件（國外專利涉及美俄日韓印等8國），為中國石化科技創新以及科技成果轉化做出突出貢獻。

1962年，蘭州石化公司5000噸/年乙烯裝置建成投產，標志著我國乙烯工業的誕生。北京化工研究院隨即開始了加氫催化劑的研制開發工作。半個多世紀以來，加氫催化劑頂替進口，逐步實現國產化。石油化工乙烯技術領域的專家和學科帶頭人戴偉，正是使加氫催化劑由進口到國產化華麗蛻變的領頭人。

加氫催化劑為化工產品“解毒”

記者：我們常說，加氫催化劑是乙烯技術中的關鍵技術，那么什么是加氫催化劑，它在乙烯技術國產化中扮演什么樣的角色？

戴偉：乙烯工業是石化行業的龍頭和基礎，它生產所有現代化工的基礎原料。在烴類蒸汽裂解制乙烯裝置中，由石油烴蒸汽裂解得到的裂解氣中含有的碳二、碳三組分通過分離精制，得到聚合級乙烯與丙烯，進而有了蓬勃發展的聚烯烴工業，最后演變成人們生活離不開的化工產品。乙烯產品的純度直接決定后續產品的質量和性能。但是碳二組分中活潑的乙炔，卻是生產聚烯烴和環氧乙烷等化工產品所用催化劑的“毒物”。因此，要得到高純度乙烯就必須使乙炔的含量降至1ppm以下，加氫催化劑的使命由此而生。

乙烯技術包含裂解技術、分離技術和催化劑技術。從上世紀60年代開始，北化院就開始了加氫催化劑的研制開發工作，成功地自主開發了一系列性能優異的加氫催化劑。目前國內各乙烯裝置、工藝路線所需的加氫催化劑均已研發成功，并得到廣泛應用，市場占有率達到70%以上，推動了乙烯裝置技術的國產化。尤其是新型碳二加氫催化劑的研究成功，使中國石化有了可以在國內外獨立運作的擁有自主知識產權的碳二加氫催化劑，標志著國產化技術在選擇加氫領域中已占據重要的位置，現已應用在鎮海、天津、福煉、賽科和武漢等百萬噸級乙烯裝置上，打破了進口催化劑在國內市場的壟斷。不僅如此，碳二加氫催化劑還走出國門，得到國外用戶的好評，英國的法律事務所分析認為，“該催化劑可以在英國自由運營”，中國石化的國際聲譽越來越好。

不走“追星”路

記者：上世紀90年代，您成為加氫催化劑新的帶頭人，20年來，您的團隊取得了一系列的成績，都有哪些重大突破呢？

戴偉：1983年石化總公司正式成立，時任國務院副總理萬里就下達了任務，要求到2000年，中國的乙烯產量要趕上蘇聯。當時蘇聯的乙烯產量是208萬噸，而中國的產量是65萬噸。要趕上蘇聯就意味著要在17年里翻近兩番。此后，石化行業集中力量，重點發展。一方面對原有乙烯裝置進行改建、擴建，提高生產能力，另一方面是引進新建。但是隨著生產規模的持續增加，反應器空速變大，而裂解深度的不斷提高，也使裂解氣中乙炔含量劇增，大大增加了碳二反應器處理乙炔的負荷。以往采用的加氫催化劑已不能滿足生產需要，被高選擇性高售價的新一代進口催化劑迅速替代。但進口催化劑沒有解決高空速高壓降問題，依然使企業面臨著裝置能耗高的困境。因此，開發高空速低壓降的高選擇性國產加氫催化劑是解決乙烯生產問題的關鍵之一。當時我們在加氫催化劑研發方面已經擁有近30年的積累，科研人員已經不滿足跟隨的角色，電子等行業各種專利糾紛也迫使我們不能再走“追星”之路，因此我動員大家：我們要做與別人不一樣的，不能簡單做催化劑組分的更換或者元素比例的調整，而是要做跨越式創新。

經過多年的攻關，我們實現了當時的誓言。在催化劑活性組分選擇上，我們首次采用聚烯烴催化劑的毒物作為碳二加氫催化劑的添加劑，改變催化劑的組分構成，抑制乙炔選擇加氫中低聚物副產物的鏈增長和減少生成量，結果催化劑選擇性大幅提升，低聚物明顯減少且黏稠度大幅下降，催化劑運行周期和使用壽命均延長50%以上。

在催化劑制備方法上，我們在世界范圍內首次用輻照還原法制備出負載催化劑，解決了納米鈀粒子易團聚和不易附著在載體上等問題，使碳三催化劑的鈀含量降低50%以上，選擇性提高10%以上。

戴偉與大家討論試驗中的問題及解決辦法。李前進 攝

在催化劑載體制備上，我們還設計并使用一種國際首創、性能優越的齒形載體，并加入結構性助劑提高強度和催化性能，制備碳二催化劑，解決了產能增加50%、壓降隨之大幅增加的問題。催化劑的組分變了，制備方法變了，載體性能和形狀也改變了，這是一個完全不一樣的全新的加氫催化劑。尤其是齒形載體的出現，也得到了國外催化劑生產廠家的認可，并競相改變載體形狀。

科研人員必須熟悉生產工藝

記者：多項國際首創技術，使加氫催化劑躋身世界先進行列。幾十年來，您與您的團隊付出了艱辛的努力。作為前輩，您對時下年輕科研人員有哪些期望？

戴偉：“十年磨一劍”，說的就是科技創新的艱難。每一項成果的取得都包含了一代人或幾代人的辛苦努力，作為一名科研人員，首先要耐得住寂寞，坐得住冷板凳，靜下心來，細心積累，不錯過每一個細節。只有量的積累達到一定程度，才有質的突變。

其次，不要只關注自己的領域，還要多了解其他學科。比如，在抑制選擇加氫反應中的綠油低聚物生成上，我們就想有沒有一種物質可以阻止乙炔、乙烯聚合進而生成綠油呢？既然是阻止聚合，那我們就到相關聚合反應中去找，聚合反應中的“爛石頭”最終成為加氫反應中的“美玉”。又如，我們在催化劑制備方法上，采用繼續創新的方法將北京大學輻照還原制備納米金屬技術應用于貴金屬催化劑制備，使鈀的含量降低50%～70%，工業應用結果遠優于國外同類催化劑。這種方法還可以用于制備其他貴金屬催化劑。

再次，多下廠，多實踐。科技成果只有轉化為“好用”的產品，并幫助用戶用好“好用”的產品，才能實現其價值。因此，科研人員必須熟悉生產工藝，多下廠，多了解市場。用戶的需求是科研的原動力。我們通過為企業提供技術服務，不斷了解催化劑在使用中出現的問題，針對這些“短板”進行改正，才能使催化劑的性能越來越好，也越來越滿足乙烯工業發展的需求。