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【人物】在科研的路上翻山越岭
2020年09月20日 13:38   来源于:中国石油石化   作者:楚一莎 聂晓帆   打印字号
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  ——记中石化上海院研究一部主任刘红星

 

  S-MTO全流程技术从无到有再到工业化应用,刘红星付出了20年不懈努力。

 

               

  走前人未曾走过的路,如何获得成功?中国石化上海石油化工研究院(以下简称上海院)研究一部主任刘红星给出的回答是:20年坚持不懈的努力。

  读中学时,刘红星就喜欢化学。在填报志愿时,他选择了华东理工大学化学工程系,立志成为一名科学家。在上海院工作时,刘红星进入由中国科学院院士谢在库作为学术带头人、中国石化数百人参与的甲醇制烯烃技术创新团队。他们在技术上打破常规,开展原始创新,运用跨界思维,博采众长,开展联合攻关。

  通过20年不懈努力,S-MTO技术已有大成。刘红星也凭借着扎实的理论功底和不懈的勤奋付出,成长为该项目的核心骨干和煤化工领域的专家。他参与研发的“高效甲醇制烯烃全流程技术(S-MTO)”,荣获了2017年度国家科技进步一等奖。他还荣获中央企业劳动模范、国家中青年科技创新领军人才、中央企业优秀科技创新团队负责人等称号。

  摸着黑找路

  说起刘红星对S-MTO的这份情,要追溯到2000年他在上海院攻读博士学位时。当时,他的论文研究方向正是S-MTO。

  S-MTO,是以煤炭为原料生产乙烯和丙烯的一项技术。该项技术的开发是对传统石油制烯烃技术的突破。对国家来说,它能有效减少经济活动中对石油的单一依赖;对中国石化来说,则可以凭借该技术进入新型煤化工业务领域,实现提质增效、转型发展。

  彼时,上海院对S-MTO的研究刚刚开始,装备很简单,实验室条件有限。刘红星经常双手拎着研制的催化剂样品到处寻找马弗炉,希望有人能借给自己用。从200毫升、2升、10升釜,一步步进行合成晶化实验。他还用葫芦吊做过10升釜。釜非常笨重,全靠手工拉动,一次实验做下来就要大半天时间。从实验室走出来时,经常已是深夜,他和同事用手电筒照亮回宿舍的路,有时忘了带手电筒就一脚深一脚浅地“摸”回宿舍。他和同事们开玩笑说:“这可真像咱们的工作性质,整天摸着黑找路。”

  科研工作的确如此。一旦从事独辟蹊径、从无到有的创新,那绝非只是辛苦,更多的时候是孤独甚至是痛苦。

  一天到晚倒腾大瓶小罐,到底能不能成功?国际顶尖团队都没有解决的问题,我们能行吗?每一个科研工作者都经历过这种彷徨,但刘红星从未放弃过。“科研创新向来都是九死一生。可就算再高的山头,我也要攀!再难的课题,我也愿意为之一搏!”他说。

  终于,在2003年,实验室小试的催化剂效果接近国际水平。但是,走不出实验室的技术,终究不能称为关键核心技术。

  2005年初,刘红星和团队成员们开始做中试研究。放大后的现场比实验室复杂很多,在28公斤左右的高压下做实验,危险性不言而喻。他们必须盯在现场,不能出现任何问题。这期间,他的手机24小时开机,随叫随到,没有周末和节假日,甚至半夜三更都要赶过去。这种日子一过就是一年多。有时,一个夜班下来,还要查看实验数据、实验进展和设备情况,白天还要继续进行数据分析、技术研讨。刘红星经常是困了就窝在椅子上打个盹,醒来接着干。

  没有人喊累,没有人埋怨,更没有人退缩。虽然环境艰苦,过程艰难,但“三老四严”“苦干实干”的石油精神和上海院科研人艰苦创业、严谨求实的精神在闪光。“每一个数据都是承诺”,是最基本的遵循。寒来暑往、暮去朝来,梦想在奋斗中逐渐有了轮廓,清晰可见。

  吃一顿热腾腾的饺子

  随着国民经济发展水平不断增长,乙烯消费量大幅提升,寻找石油能源替代品的呼声越来越强烈。为服务国家能源战略、降低我国石油对外依存度,中国石化决定发展新型煤化工产业。此时,刘红星和团队成员们深深地感到S-MTO实现产业化的机会来了!

  2007年,燕山石化3.6万吨/年全流程工业实验装置开建。为了加快科研进度,刘红星和团队成员们尝试将1立方米中试扩大到5立方米。就在此时,实验却屡遭瓶颈,整个科研团队面临巨大压力,饱受煎熬——因为每做一釜催化剂都是成本。

  最珍贵的是时间成本。科技竞争就像短道速滑,我们在加速,对手也在加速,最后要看谁的速度更快、谁的速度更能持续。作为中国石化的科研工作者、作为一名共产党员,刘红星深知遇到困难绝不能气馁更不能退缩,哪里有问题就要出现在哪里,要主动冲在前抢在先,用实际行动把忠诚担当镌刻在科研现场。

  2007年大年初一,别人都走亲访友去了,刘红星和团队成员们仍在实验室进行技术讨论、在装置现场排查实验失败的原因。从原料杂质分析,到传质传热参数排查,再到晶化过程现象分析,困难重重,他甚至越发觉得那一年的冬天格外漫长和寒冷。温暖的是,团队成员们总是相互鼓劲,嘴上说着过了这个坎儿“就去吃一顿热腾腾的饺子”,但实际上每个人都挪不开脚步。

  为了啃下这块硬骨头,刘红星和团队成员们协力攻关、废寝忘食,连续奋战了3个月,终于在5月3日迎来了第一釜催化剂制作成功!他们马上装车,将样品送到燕山石化中试现场。当实验室传来消息——各项数据达到先进水平时,刘红星和团队成员们百感交集,激动地流下了眼泪。

  过五关斩六将

  经过之前的努力与付出,他们有了大量的数据支撑和实战经验,为之后的工作打下了坚实的基础。

  2009年,刘红星和团队成员们将晶化釜放大到15立方米,并一直沿用至今。这标志着中国石化具备了大型生产能力。

  2011年10月9日,中原石化60万吨/年甲醇制烯烃装置投料开车一次成功,并于7个小时后取得了合格的乙烯、丙烯产品。标定结果,甲醇转化率达到99%以上,乙烯加丙烯的碳基收率达到81%,乙烯、丙烯和丁烯的三烯收率达到了91%以上。

  2012年11月1日,中国石化专家组鉴定认为,该项目达到了国际领先水平。

  然而,他们依旧面临考验——如何实现科研成果到大规模工业应用转化?

  对于S-MTO全流程技术而言,环环相扣,细节难题很多,没有前路可循、没有经验可以借鉴,对每一个技术问题都要反复推敲、小心求证。从5立方米到15立方米,从1.2万吨到120万吨……他们在S-MTO工业化应用的路上爬过了一个又一个坎。

  2016年在南京,3000吨/年催化剂装置经历了长达7个月的质量调整。这不仅是对技术提出了高标准严要求,而且是对心志的极大考验。在这半年时间里,刘红星和团队成员们几乎每天在生产装置上筛查原因,在流水线上严抠细节,对每个环节进行检测,发现和解决了很多实验室难以测评的现实问题,用“过五关斩六将”都不足以表达其过程的复杂和艰难。但实践证明,日复一日的坚持,量变到质变正在悄然发生。一点点比对实验数据,一个个调整装置参数,最终他们排除万难,保证了装置正常运行。2016年10月和2017年8月,采用自主技术建设的中天合创S-MTO装置两条生产线分别开车成功,标志着中国石化煤制烯烃示范基地全面建成。

  在集团公司研究—设计—生产—建设团队的共同努力下,S-MTO项目历经多年持续创新,取得了多项重大的技术突破;在近5年为企业新增产值308亿元,新增利润45亿元,经济效益显著。

  它输我赢

  一晃间,S-MTO全流程技术从无到有再到工业化应用,刘红星博士把自己的20年交给了这项研究。谈及成绩,他谦虚地说:“虽然取得了一些成绩,但我深知这些都是建立在前辈们大量默默无闻的前期研究工作基础上的。正是因为站在了他们的肩膀上,我和团队成员们才有幸摘得了这颗科研宇宙的明星。”

  刘红星认为,他很荣幸,工作在一个科学氛围严谨、科研体制开明的集体中;他也很自豪,他的身边有数不清的科研工作者楷模。“正是他们,教会了我只有把科研方向同国家的需求、人民的需要牢牢结合,才能真正实现创新价值、实现创新驱动发展;正是他们,将新时代科学家精神镌刻在石化发展的丰碑上,激励我不断攀登追求真理、科学报国的高峰。”他说。

  从事科研工作20年,刘红星至今坚持着一个习惯,就是每天入睡前回顾一遍工作进度,一想到难点、灵感就写下来。小小的手机备忘录里,记载了他大胆的猜想和工作的点滴。

  对于刘红星来说,S-MTO的研究只是刚刚推开了大门,未来还有广阔的空间等待探索,在科技创新的“考场”上,永远没有“交卷”的时间。

  “每当我明确了研究目标、规划了实验路径,走在了实现创新的路上,那么与困难的碰撞只能是它输我赢。”这是他的豪情,也是他奋力拼搏、潜心钻研得来的自信。

  责任编辑:郑 丹

  znzhengdan@163.com

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