方向晨： “一輩子做好一件事”

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

7月，第12屆世界化學工程大會暨第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，拉開了石化領域浩浩蕩蕩的科研序幕。也是這一年，中學起就熱愛化學的方向晨成功考入華東理工大學化學工程系，與化學結下了不解之緣。

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”。就這樣，他毅然選擇了冷門的加氫反應動力學研究。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進修?；貒痪茫统袚鹑松械谝粋€重要的科研任務一—中國石化重點科技攻關項目“緩和加氫裂化動力學實用數(shù)學模型”。熬過計算和實驗的循環(huán)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(fā)。由于應用空間廣闊，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動力學作為職業(yè)生涯的第一步，地基先打扎實了，一輩子都在收獲?！北M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研發(fā)奠定了堅實的基礎，為國內(nèi)加氫裂化技術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實用數(shù)學模型是基礎，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面前的一大難題。

“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?！彼鲃诱埨t去和“硬骨頭\"較勁。他運用動力學模型等基礎工具，通過中試實驗驗證了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，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化技術。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重質(zhì)劣質(zhì)渣油轉化深加工路線技術難題。渣油工藝處理技術一度掌握在少數(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(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)新技術從跟跑、并跑到領跑，方向晨和團隊從未止步。

攝影/孫寶翔

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

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)量升級技術瓶頸，成為石化行業(yè)的科技攻關重點。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項目“劣質(zhì)柴油加氫改質(zhì)技術（MCI）”，創(chuàng)新性提出將稠環(huán)芳烴的反應控制為“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)技術研發(fā)無疑給方向晨帶來新的挑戰(zhàn)。那時，國外相關技術存在氫耗高、成本高、催化劑周期短等諸多缺陷。他帶領團隊嘗試了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。

在此基礎上，他們還開發(fā)出柴油超深度加氫脫硫集成創(chuàng)新技術。技術一經(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發(fā)明獎二等獎。

引領煉油加氫技術轉型邁上新臺階

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)也要轉型，駛向新的領域。想實現(xiàn)“油轉化”轉型升級，加氫裂化裝置依舊是關鍵。

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化之間的微妙關系中精確找到了突破口，提出烴類分子結構導向轉化的創(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)不同的反應環(huán)境和反應特點，他們又開發(fā)了反應器分區(qū)強化、漸次反應等創(chuàng)新工藝技術。2017年，第三個國家技術發(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過程中釋放出的熱能設計出提高反應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。

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)界對這一技術路線的質(zhì)疑，他潛心鉆研基礎知識，開發(fā)出液相循環(huán)加氫技術并于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，應用于40余套工業(yè)生產(chǎn)裝置。

一系列低能耗、低成本技術花開煉油企業(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)，唯有以變化應對變化、以轉型促進發(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)保裝置上成功應用。他還獲得國家技術發(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、何梁何利基金科學與技術創(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、低成本高端新材料創(chuàng)制等新技術、新方向。面對后輩學子，他常說出自己的期待：“時刻關注國家需求，永遠把對社會有所貢獻作為應盡的義務。這是我們個人實現(xiàn)人生價值的基礎，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