方向晨： “一輩子做好一件事”

方向晨潛心研究石油煉制技術(shù)40余年，為我國加氫技術(shù)跨入國際領(lǐng)先行列做出了重要貢獻。

7月，第12屆世界化學(xué)工程大會暨第21屆亞太化工聯(lián)盟大會將在北京啟幕。作為亞太化工聯(lián)盟主席、中國化工學(xué)會副理事長兼秘書長、中石化（大連）石油化工研究院（簡稱大連院）有限公司戰(zhàn)略咨詢委員會副主任，方向晨全身心投入到大會籌備中。

這位“國家卓越工程師”決心將整個職業(yè)生涯奉獻給石油石化行業(yè)。走過四十余載科研路，方向晨不談艱辛，唯有從容。“我這一輩子，干好一件事就夠了。”他說。

科研基礎(chǔ)要先打牢

時間的指針撥回1978年。那時，國家引進了4套加氫裂化裝置，拉開了石化領(lǐng)域浩浩蕩蕩的科研序幕。也是這一年，中學(xué)起就熱愛化學(xué)的方向晨成功考入華東理工大學(xué)化學(xué)工程系，與化學(xué)結(jié)下了不解之緣。

4年后，方向晨被分配到大連（撫順）石油化工研究院，首先擺在他面前的是選擇什么研究方向。當時，催化劑和加工工藝開發(fā)都是熱門選擇。但方向晨相信“反應(yīng)動力學(xué)是它們的基礎(chǔ)知識支撐，只有先把反應(yīng)過程的基礎(chǔ)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”。就這樣，他毅然選擇了冷門的加氫反應(yīng)動力學(xué)研究。彼時，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天鵝海大學(xué)進修。回國不久，他就承擔起人生中第一個重要的科研任務(wù)一—中國石化重點科技攻關(guān)項目“緩和加氫裂化動力學(xué)實用數(shù)學(xué)模型”。熬過計算和實驗的循環(huán)往復(fù)，挺過夜以繼日的大量研究，他帶領(lǐng)團隊成功建立起反應(yīng)動力學(xué)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(yīng)結(jié)果，而且可以指導(dǎo)工藝試驗和催化劑開發(fā)。由于應(yīng)用空間廣闊，該模型榮獲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(yīng)動力學(xué)作為職業(yè)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。正是該模型為他日后的煉油加氫系列技術(shù)研發(fā)奠定了堅實的基礎(chǔ)，為國內(nèi)加氫裂化技術(shù)追趕國際先進水平做出了重要貢獻。

每一滴原油都要吃干榨盡

緩和加氫裂化動力學(xué)實用數(shù)學(xué)模型是基礎(chǔ)，為方向晨的科研之旅插上了騰飛的翅膀。

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(jīng)濟發(fā)展的血液”，消費量快速增長，國內(nèi)石油產(chǎn)能已不足以滿足發(fā)展需求，我國開始大量進口原油。然而，進口原油中含硫劣質(zhì)原油比例較高，如何處理含硫原油成為橫亙在煉油技術(shù)面前的一大難題。

“當時，全國僅有7套適應(yīng)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。”他主動請纓去和“硬骨頭\"較勁。他運用動力學(xué)模型等基礎(chǔ)工具，通過中試實驗驗證了11種不同的可行技術(shù)方案，帶領(lǐng)科研團隊對7套裝置進行脫瓶頸擴能改造，讓裝置的總加工能力近乎翻倍。

然而，擴能只是緩兵之計。要真正解決原油加工能力不足的問題，還得實現(xiàn)從催化劑到工藝的全面革新。通過不同方案的比較論證，結(jié)合中國煉油企業(yè)現(xiàn)有加工流程和資產(chǎn)現(xiàn)狀，方向晨主持開發(fā)出劣質(zhì)蠟油加氫處理部分轉(zhuǎn)化技術(shù)。2002年8月，國內(nèi)首套180萬噸/年含硫蠟油加氫脫硫裝置在鎮(zhèn)海煉化一次開車成功，此后又有14套裝置相繼在祖國大地上建成，總加工能力達2410萬噸/年，成功開辟了國內(nèi)含硫原油加工新路線。

2003年，我國進口石油依存度繼續(xù)攀高。為了最大限度用好每一滴原油，剛擔任大連院院長的方向晨決心攻關(guān)重質(zhì)劣質(zhì)渣油轉(zhuǎn)化深加工路線技術(shù)難題。渣油工藝處理技術(shù)一度掌握在少數(shù)幾個國家手里。為改變受制于人的局面，他帶領(lǐng)團隊經(jīng)過20年的鉆研探索，最終成功研發(fā)出適宜的技術(shù)反應(yīng)器和催化劑。這項渣油沸騰床加氫技術(shù)被團隊命名為“STRONG”，為我國重質(zhì)劣質(zhì)渣油加工闖出新路徑。

為了我國煉油加氫自主創(chuàng)新技術(shù)從跟跑、并跑到領(lǐng)跑，方向晨和團隊從未止步。

攝影/孫寶翔

此后，方向晨率領(lǐng)團隊進一步研發(fā)出世界首創(chuàng)的沸一固復(fù)合床渣油加氫處理技術(shù)，目前相關(guān)工業(yè)裝置正在火熱建設(shè)中。至此，從跟跑、并跑到領(lǐng)跑，方向晨和團隊完成了煉油行業(yè)自主創(chuàng)新技術(shù)的拼圖。

這是一條漫長而艱辛的道路，他們的腳步卻從未遲滯半刻。

走好清潔油品質(zhì)量升級路

進入21世紀，綠色環(huán)保理念越來越深入人心。大量的機動車穿梭在全國大街小巷，破解汽柴油產(chǎn)品質(zhì)量升級技術(shù)瓶頸，成為石化行業(yè)的科技攻關(guān)重點。既要保證柴油產(chǎn)量，又要實現(xiàn)油品清潔，方向晨帶領(lǐng)科研團隊開始了新的創(chuàng)新征程。

2000年，他承擔了國家科技攻關(guān)項目“劣質(zhì)柴油加氫改質(zhì)技術(shù)（MCI）”，創(chuàng)新性提出將稠環(huán)芳烴的反應(yīng)控制為“開環(huán)而不斷鏈”。MCI屬于世界首創(chuàng)，相繼在國內(nèi)近30套裝置落地投用，有效解決了柴油車尾氣冒黑煙帶來的污染，榮獲了2001年度國家技術(shù)發(fā)明獎二等獎。這也是方向晨首次獲得該獎項。

柴油產(chǎn)品質(zhì)量升級的研究，從未止步。十幾年間，世界各國出臺的燃油規(guī)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。超低硫柴油生產(chǎn)技術(shù)研發(fā)無疑給方向晨帶來新的挑戰(zhàn)。那時，國外相關(guān)技術(shù)存在氫耗高、成本高、催化劑周期短等諸多缺陷。他帶領(lǐng)團隊嘗試了了解的所有硫化物反應(yīng)途徑，針對部分硫原子難以和催化劑接觸反應(yīng)的情況深入研究，終于找到了有效的辦法，順利破解了難題。

在此基礎(chǔ)上，他們還開發(fā)出柴油超深度加氫脫硫集成創(chuàng)新技術(shù)。技術(shù)一經(jīng)問世，就憑借成本低、效果好的優(yōu)勢被國外多家知名公司評為頂級水平，在國內(nèi)外60多套裝置投人使用，平均1套裝置3年就可以節(jié)省氫氣成本19億元，他和團隊也因此在2013年再次獲得國家技術(shù)發(fā)明獎二等獎。

引領(lǐng)煉油加氫技術(shù)轉(zhuǎn)型邁上新臺階

時間如同被上了發(fā)條，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(yè)也要轉(zhuǎn)型，駛向新的領(lǐng)域。想實現(xiàn)“油轉(zhuǎn)化”轉(zhuǎn)型升級，加氫裂化裝置依舊是關(guān)鍵。

對煉化企業(yè)而言，如果盡可能多生產(chǎn)芳烴原料，乙烯原料就會減少；如果最大馬力生產(chǎn)芳烴原料，芳烴原料的性質(zhì)會變差。生產(chǎn)乙烯原料也是同理。因此，生產(chǎn)企業(yè)向方向晨團隊尋求幫助。

為了同時兼顧“曉蹺板”的兩頭，他和團隊將前期一系列研究工作重新嫁接整合，從催化材料的選擇性吸附和選擇性轉(zhuǎn)化之間的微妙關(guān)系中精確找到了突破口，提出烴類分子結(jié)構(gòu)導(dǎo)向轉(zhuǎn)化的創(chuàng)新理念，破除了石腦油和加氫尾油產(chǎn)率和質(zhì)量不能兼顧的瓶頸。根據(jù)不同的反應(yīng)環(huán)境和反應(yīng)特點，他們又開發(fā)了反應(yīng)器分區(qū)強化、漸次反應(yīng)等創(chuàng)新工藝技術(shù)。2017年，第三個國家技術(shù)發(fā)明獎二等獎也被方向晨和團隊收入囊中。

煉油加氫系列技術(shù)基本成熟后，為進一步實現(xiàn)石化產(chǎn)業(yè)綠色發(fā)展，方向晨團隊又把目光放在能耗和物耗上。他們巧妙利用加氫裂化反應(yīng)過程中釋放出的熱能設(shè)計出提高反應(yīng)流出物物流溫位的新型逆流換熱器，最終開發(fā)出低投資、低能耗的加氫裂化（改質(zhì)）成套技術(shù)。

節(jié)能降耗之路永無止境。對于氫氣循環(huán)系統(tǒng)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(huán)。面對業(yè)界對這一技術(shù)路線的質(zhì)疑，他潛心鉆研基礎(chǔ)知識，開發(fā)出液相循環(huán)加氫技術(shù)并于2008年完成工業(yè)示范、2012年開始進行大型化工業(yè)裝置運用。與同規(guī)模傳統(tǒng)裝置相比，采用該技術(shù)的柴油工業(yè)裝置總投資降低 20% 、能耗降低 54% 。截至目前，該技術(shù)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(lǐng)域，應(yīng)用于40余套工業(yè)生產(chǎn)裝置。

一系列低能耗、低成本技術(shù)花開煉油企業(yè)，為我國清潔油品質(zhì)量升級提供了堅實的技術(shù)保障。方向晨深認為：“‘雙碳’目標下，石化行業(yè)未來會面臨更多挑戰(zhàn)，唯有以變化應(yīng)對變化、以轉(zhuǎn)型促進發(fā)展，才能躍上時代潮頭奮楫前行。”

回望四十余年的風雨兼程，憑借矢志不渝的執(zhí)著和勤耕不輟的積淀，從實習(xí)員工成長為工程專家、從院長再到“國家卓越工程師”，方向晨始終瞄準國際前沿，帶領(lǐng)團隊開辟出一條可持續(xù)發(fā)展的科研航路。他嚴謹求實的態(tài)度和開拓創(chuàng)新的精神，影響著團隊里的每一個人。

迄今為止，方向晨團隊碩果累累，開發(fā)的多項技術(shù)在中國、韓國、哈薩克斯坦等國家和地區(qū)的300余套加氫裝置、300余套環(huán)保裝置上成功應(yīng)用。他還獲得國家技術(shù)發(fā)明獎二等獎3項、中國專利優(yōu)秀獎3項、省部級科技進步獎一等獎10項，國內(nèi)外授權(quán)專利136件，培養(yǎng)碩士、博士、博士后40余名，獲得“全國優(yōu)秀科技工作者”稱號、何梁何利基金科學(xué)與技術(shù)創(chuàng)新獎…稱得上榮譽等身。

如今，65歲的方向晨仍舊醉心于工作。他時常往返于北京、大連等地，與團隊致力于研發(fā)新型儲能技術(shù)、低成本高端新材料創(chuàng)制等新技術(shù)、新方向。面對后輩學(xué)子，他常說出自己的期待：“時刻關(guān)注國家需求，永遠把對社會有所貢獻作為應(yīng)盡的義務(wù)。這是我們個人實現(xiàn)人生價值的基礎(chǔ)，更是推動國家科技創(chuàng)新發(fā)展的不竭力量源泉！”

責任編輯：鄭丹 znzhengdan@163.com