方向晨：國之大者 “碳”尋科研路

方向晨

國家卓越工程師

中國化工學會黨委書記、副理事長兼秘書長

中石化大連（撫順）石油化工研究院原院長

2024年1月19日，在人民大會堂召開的“國家工程師獎”表彰大會上，中國石化方向晨被授予“國家卓越工程師”稱號。這是我國首次開展“國家工程師獎”表彰，是我國工程技術領域的最高榮譽，共評選出81名個人被授予“國家卓越工程師”稱號。

作為中國石化大連石油化工研究院原院長、獲得首批“國家卓越工程師”稱號的方向晨，近40年來，始終潛心于關于石油煉制技術的研究，積淀了深厚的理論和技術功底，主持開發了十幾項具有引領性意義的煉油加氫新技術，并使其得到廣泛應用，為我國加氫技術跨入國際領先行列，從跟跑、并跑到領跑作出了重要貢獻。

厚積薄發" 坐熱“冷板凳”

1982年，剛剛大學畢業的方向晨被分配到大連（撫順）石油化工研究院，首先擺在面前的是選擇什么研究方向。當時，催化劑和加工工藝開發都是熱門選擇，但方向晨相信，“反應動力學是它們的基礎知識支撐，只有先把反應過程的基礎知識掌握了、弄明白，才能從跟隨別人變成慢慢趕上和超越別人”。方向晨毅然選擇了“冷門”的加氫反應動力學研究，一方面，它是脫除原油雜質和生產清潔油品的必需技術；另一方面，也是煉油和化工結合在一起的重要手段。當時我國煉油工藝還有許多空白，方向晨暗下決心，“有朝一日一定要將這些空白補齊”。

1988年，方向晨被派往英國威爾士的天鵝海大學進修，回國不久就承擔起人生中第一個重要科研任務——中國石化重點科技攻關項目“緩和加氫裂化動力學實用數學模型”。

“熬過”計算和實驗的循環往復，“挺過”夜以繼日的大量研究，他帶領團隊成功建立起反應動力學模型，該模型不僅能夠精準測算不同原料和條件下的加氫反應結果，而且可以指導工藝試驗和催化劑開發。這個項目榮獲1994年度中國石化科技進步獎二等獎。“我很感謝當初選擇反應動力學作為職業生涯的第一步，‘地基’先打扎實了，一輩子都在收獲。”盡管這不是方向晨拿過的最高榮譽，卻是他最驕傲的科研成果之一，正是該模型為日后煉油加氫系列技術研發奠定了堅實的基礎，對國內加氫裂化技術追趕國際先進水平作出重要貢獻。

敢于擔當" 開辟新工藝

20世紀90年代，隨著我國加快改革開放進程，石油作為“國民經濟發展的血液”，消費量快速增長，國內石油產能已不足以滿足發展需求，我國開始大量進口原油。然而，進口原油中含硫劣質原油比例較高，如何對含硫原油進行加工工藝的改進及提升成為煉油科技攻關的堡壘，亟須全力打造。

“當時全國僅有7套適應含硫原油加工的加氫裂化裝置，遠遠不能滿足加工需求。新建裝置肯定來不及了，我們只能選擇改造。”方向晨主動請纓，運用動力學模型等基礎工具，通過中試實驗驗證11種不同的可行技術方案，帶領科研團隊對7套裝置進行脫瓶頸擴能改造，使裝置的總加工能力近乎翻倍。其中，鎮海煉化的加氫裂化裝置加工處理能力從80萬噸/年增至220萬噸/年，所耗資金卻僅相當于新建裝置的五分之一。

然而，擴能只是緩兵之計。想要真正解決原油加工能力不足的問題，還得實現從催化劑到工藝的全面革新。通過不同方案的比較論證，結合中國煉油企業現有加工流程和資產現狀，方向晨主持開發出劣質蠟油加氫處理部分轉化技術。

2002年8月，國內首套180萬噸/年含硫蠟油加氫脫硫裝置在鎮海煉化開車一次成功。此后又有14套裝置相繼在祖國大地上建成，總加工能力達到2410萬噸/年，成功開辟含硫原油加工新路線。

2003年，我國石油進口依存度持續上升。為了將每一滴原油都發揮到最大效用，剛擔任撫順石油化工研究院（現大連撫順石油化工研究院前身）院長的方向晨，決心攻關重質劣質渣油轉化深加工路線的難題。

渣油工藝處理技術曾一度被少數幾個國家所掌握。為了改變這種受制他人的局面，方向晨帶領團隊經過20年的潛心研究和探索，最終成功研發出了適宜的技術反應器和催化劑。這項渣油沸騰床加氫技術被團隊命名為“STRONG”，為我國重質劣質渣油加工闖出新路徑。

至此，方向晨和團隊實現了從跟跑、并跑到領跑的跨越，完成了我國煉油行業在世界自主創新技術的拼圖。

堅持創新" "跨步綠色路

進入 21 世紀，綠色環保理念愈發深入人心。大量機動車在全國的大街小巷中穿梭，破解汽柴油產品質量升級的技術瓶頸，成了石化行業科技攻關的重點。

2000年，方向晨承擔了國家科技攻關項目“劣質柴油加氫改質技術（MCI）”，創新性地提出將稠環芳烴的反應控制為“開環而不斷鏈”，解決尾氣黑煙問題。“當初研究動力學模型時，我們曾做過各種邊界條件試驗，多年后在攻關清潔柴油時派上了用場。這項技術能夠在能耗、物耗低，不影響柴油產量的前提下，改善柴油成分組成。”方向晨說。 MCI技術屬于世界首創，相繼在國內近30套裝置落地投用，有效解決柴油車污染的問題，并榮獲2001年度國家技術發明獎二等獎。這也是方向晨首次獲得該獎項。

關于柴油產品質量升級的研究從未停歇。十幾年間，世界各國出臺的燃油規定和排放標準愈加嚴格，要求柴油中含硫量不大于10微克/升。“即便時代的考題再難，我們也必須交出滿意答卷”，方向晨說。

超低硫柴油生產技術研發，無疑給方向晨帶來新的挑戰。彼時，國外相關技術存在氫耗高、成本高、催化劑周期短等諸多問題。方向晨團隊試遍了他們了解的所有硫化物反應途徑，針對部分硫原子難以和催化劑接觸反應的情況，找到有效的辦法并成功破解了這一難題。大連（撫順）石油化工研究院開發出柴油超深度加氫脫硫集成創新技術。這項技術一經問世，就憑借成本低、效果好的優勢被國外多家知名公司評為頂級水平。方向晨和他的團隊也因此在2013年再次獲得國家技術發明獎二等獎。

社會日新月異的變化讓方向晨敏銳地意識到，石油煉制行業在轉型過程中，若要實現“油轉化”轉型升級，加氫裂化裝置依舊是關鍵。方向晨帶領團隊再次克難攻堅，從催化材料的選擇性吸附和選擇性轉化之間的微妙關系中精確找到突破口，提出烴類分子結構導向轉化的創新理念，破解了石腦油和加氫尾油產率和質量不能兼顧的難題，開發出反應器分區強化、漸次反應等創新工藝技術。2017年，第三個國家技術發明獎二等獎被方向晨和團隊收入囊中。

長期堅守在企業創新的第一線，方向晨卻不覺得辛苦。得益于扎實的動力學基礎，后續一系列科研成果的涌現可謂厚積薄發。他風趣地比喻：“所有研究的基礎都是相貫通的，就好比一袋米裝進不同的碗里，可以做成稀飯、白飯，或是醪糟，全憑不同情況來改變。”

在煉油加氫系列技術基本成熟后，為進一步實現石化產業綠色發展，方向晨把目光放在能耗和物耗上。對于氫氣循環系統能耗高的痛點，方向晨大膽提出將氫氣溶解在油中，借助液體油完成加氫循環。面對業界對這一技術路線的質疑，方向晨潛心鉆研基礎知識，開發出液相循環加氫技術，2012年開始進行大型化工業裝置運用。與同規模傳統裝置相比，采用該技術的柴油工業裝置總投資降低20%、能耗降低54%。

截至目前，該技術已拓展至柴油加氫、航煤加氫、重整生成油選擇性加氫、離子液體烷基化加氫領域，并已應用于40余套工業生產裝置。一系列低能耗、低成本的技術之花開在煉油企業，為我國清潔油品質量升級提供了堅實的技術保障。

回望四十二年的風雨兼程，憑借矢志不渝的執著和勤耕不輟的積淀，從普通員工成長為工程專家，再到“國家卓越工程師”，方向晨始終瞄準國際前沿，帶領團隊開辟出一條可持續發展的科研航路。