“我們要做與別人不一樣的”——訪2013年度中國石化科技創(chuàng)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(shù)領(lǐng)域的專家和學科帶頭人。長期主持烯烴領(lǐng)域催化劑及成套技術(shù)的研發(fā)、生產(chǎn)、工業(yè)應用和技術(shù)服務工作，采用多種國際首創(chuàng)技術(shù)主持開發(fā)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(shù)發(fā)明獎和科技進步獎12項；申請國內(nèi)外發(fā)明專利200件，授權(quán)88件（國外專利涉及美俄日韓印等8國），為中國石化科技創(chuàng)新以及科技成果轉(zhuǎn)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(chǎn)，標志著我國乙烯工業(yè)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(fā)工作。半個多世紀以來，加氫催化劑頂替進口，逐步實現(xiàn)國產(chǎn)化。石油化工乙烯技術(shù)領(lǐng)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(chǎn)化華麗蛻變的領(lǐng)頭人。

加氫催化劑為化工產(chǎn)品“解毒”

記者：我們常說，加氫催化劑是乙烯技術(shù)中的關(guān)鍵技術(shù)，那么什么是加氫催化劑，它在乙烯技術(shù)國產(chǎn)化中扮演什么樣的角色？

戴偉：乙烯工業(yè)是石化行業(yè)的龍頭和基礎(chǔ)，它生產(chǎn)所有現(xiàn)代化工的基礎(chǔ)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(fā)展的聚烯烴工業(yè)，最后演變成人們生活離不開的化工產(chǎn)品。乙烯產(chǎn)品的純度直接決定后續(xù)產(chǎn)品的質(zhì)量和性能。但是碳二組分中活潑的乙炔，卻是生產(chǎn)聚烯烴和環(huán)氧乙烷等化工產(chǎn)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(shù)包含裂解技術(shù)、分離技術(shù)和催化劑技術(shù)。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(fā)工作，成功地自主開發(fā)了一系列性能優(yōu)異的加氫催化劑。目前國內(nèi)各乙烯裝置、工藝路線所需的加氫催化劑均已研發(fā)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(shù)的國產(chǎn)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(nèi)外獨立運作的擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的碳二加氫催化劑，標志著國產(chǎn)化技術(shù)在選擇加氫領(lǐng)域中已占據(jù)重要的位置，現(xiàn)已應用在鎮(zhèn)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(nèi)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(chǎn)量要趕上蘇聯(lián)。當時蘇聯(lián)的乙烯產(chǎn)量是208萬噸，而中國的產(chǎn)量是65萬噸。要趕上蘇聯(lián)就意味著要在17年里翻近兩番。此后，石化行業(yè)集中力量，重點發(fā)展。一方面對原有乙烯裝置進行改建、擴建，提高生產(chǎn)能力，另一方面是引進新建。但是隨著生產(chǎn)規(guī)模的持續(xù)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(chǎn)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(yè)面臨著裝置能耗高的困境。因此，開發(fā)高空速低壓降的高選擇性國產(chǎn)加氫催化劑是解決乙烯生產(chǎn)問題的關(guān)鍵之一。當時我們在加氫催化劑研發(fā)方面已經(jīng)擁有近30年的積累，科研人員已經(jīng)不滿足跟隨的角色，電子等行業(yè)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(diào)整，而是要做跨越式創(chuàng)新。

經(jīng)過多年的攻關(guān)，我們實現(xiàn)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(gòu)成，抑制乙炔選擇加氫中低聚物副產(chǎn)物的鏈增長和減少生成量，結(jié)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(nèi)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(chuàng)、性能優(yōu)越的齒形載體，并加入結(jié)構(gòu)性助劑提高強度和催化性能，制備碳二催化劑，解決了產(chǎn)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(xiàn)，也得到了國外催化劑生產(chǎn)廠家的認可，并競相改變載體形狀。

科研人員必須熟悉生產(chǎn)工藝

記者：多項國際首創(chuàng)技術(shù)，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(chuàng)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(jié)。只有量的積累達到一定程度，才有質(zhì)的突變。

其次，不要只關(guān)注自己的領(lǐng)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(zhì)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(guān)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(xù)創(chuàng)新的方法將北京大學輻照還原制備納米金屬技術(shù)應用于貴金屬催化劑制備，使鈀的含量降低50%～70%，工業(yè)應用結(jié)果遠優(yōu)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(zhuǎn)化為“好用”的產(chǎn)品，并幫助用戶用好“好用”的產(chǎn)品，才能實現(xiàn)其價值。因此，科研人員必須熟悉生產(chǎn)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(yè)提供技術(shù)服務，不斷了解催化劑在使用中出現(xiàn)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(yè)發(fā)展的需求。