□ / 圖 聶曉帆
在技術上打破常規(guī),開展原始創(chuàng)新,運用跨界思維,進行聯合攻關,是劉紅星和團隊取得重大科研成果的秘訣。

劉紅星(右)與同事探討催化劑性能。
集團公司在成都舉行“守初心擔使命,做新時代奮斗者”勞模事跡宣講會,上海石化研究院研究一部主任劉紅星作為7名代表之一,講述了他參與研發(fā)“高效甲醇制烯烴全流程技術(S-MTO)”等科研工作中的事跡。
甲醇制烯烴技術(S-MTO)是由中國科學院院士謝在庫作為學術帶頭人、組織中國石化數百人成立創(chuàng)新團隊研發(fā)的重大科研項目,被評為2017年度國家科技進步一等獎。科研人員在技術上打破常規(guī),開展原始創(chuàng)新,運用跨界思維,博采眾長,進行聯合攻關。該項技術的成功研發(fā),是對傳統石油制烯烴技術的突破,對于國家,能有效減少經濟活動對石油的單一依賴;對于中國石化,可以憑借該技術進入新型煤化工業(yè)務領域,實現提質增效、轉型發(fā)展。如今,S-MTO技術已有大成,劉紅星也憑借著扎實的理論功底和不懈的勤奮付出,成長為該項目的核心骨干,成為煤化工領域的專家。
劉紅星在讀中學時就喜歡化學,在填報大學志愿時,他選擇了華東理工大學化學工程系,立志成為一名科學家。但是,說起對S-MTO的這份情,還要追溯到2000年他在上海院攻讀博士學位時期,當時,所作的論文方向正是S-MTO研究。
這一時期,上海院對S-MTO的研究剛剛開始,裝備都很簡單,實驗室條件也有限。他經常拎著研制的催化劑樣品到處尋找馬弗爐,希望有人能借給自己用,從200毫升,到2升、10升釜,一步步進行合成晶化試驗。他還用葫蘆吊做過10升釜,釜非常笨重,全靠手工拉動,一次實驗做下來就要大半天的時間,從實驗室走出來,經常已是深夜。那時,他和同事用手電筒照亮回宿舍的路,有時忘了帶,就深一腳淺一腳地摸回宿舍。他和同事們開玩笑說,這可真像咱們的工作性質,整天摸著黑找路??蒲泄ぷ鞯拇_如此,一旦從事獨辟蹊徑、從無到有的創(chuàng)新,那絕非只是辛苦,更多的時候是孤獨、甚至痛苦。一天到晚倒騰大瓶小罐,到底能不能成功?國際頂尖團隊都沒有解決的問題,我們能行嗎?每一個科研工作者都經歷過這種彷徨。但他從未放棄過,用他的話講:“科研創(chuàng)新向來都是九死一生,可就算再高的山頭,我也要攀!再難的課題,我也愿意為之一搏!”
終于在2003年,實驗室小試的催化劑效果已經接近國際水平。但是,走不出實驗室的技術不能稱為關鍵核心技術。2005年初,劉紅星和團隊成員開始做中試研究,放大后的現場比實驗室復雜很多,在2.75兆帕左右的高壓下做實驗,危險不言而喻,他們必須盯在現場,不能出任何問題。這個過程中,他的手機24小時開機,隨叫隨到,沒有周末和節(jié)假日,甚至半夜三更都要趕到中試室,這種日子一過就是一年多。有時,一個夜班下來,查看實驗數據、查看實驗進展、查看設備情況,白天還要繼續(xù)進行數據分析、技術研討,困了就窩在椅子上打個盹,醒來接著干,沒有人喊累,沒有人埋怨,更沒有人退縮。環(huán)境艱苦,過程艱難,但“三老四嚴”“苦干實干”的石油精神沒有變,上海院科研人艱苦創(chuàng)業(yè)、嚴謹求實的精神沒有變,“每一個數據都是承諾”是最基本的遵循。寒來暑往、暮去朝來,原來夢想在奮斗中可以如此清晰,原來汗珠也可以如此擲地有聲。
隨著我國經濟不斷增長,乙烯消費量大幅提升,尋找石油能源替代品的呼聲越來越強烈。為服務國家能源戰(zhàn)略、降低我國石油對外依存度,中國石化決定發(fā)展新型煤化工產業(yè)。此時,他和團隊深深地感覺到S-MTO實現產業(yè)化的機會來了!
2007年,燕山石化3.6萬噸/年甲醇制烯烴全流程工業(yè)試驗裝置開建。為了加快科研進度,劉紅星和團隊嘗試將1立方米中試擴大到5立方米。但實驗屢遇瓶頸,整個科研團隊面臨巨大壓力,飽受煎熬,因為每做一釜實驗都是成本,最珍貴的就是時間成本??萍几偁幘拖穸痰浪倩覀冊诩铀?,對手也在加速,最后要看誰的速度更快。作為中國石化的科研工作者和共產黨員,劉紅星深知遇到困難絕不能氣餒、更不能退縮,主動沖在前、搶在先,用實際行動在科研現場體現忠誠擔當。
2007年大年初一,別人在走親訪友,劉紅星和團隊卻仍在實驗室進行技術討論、在裝置現場排查實驗失敗的原因。從原料雜質分析,到傳質傳熱參數排查,再到晶化過程現象分析,困難重重,他感到那一年的冬天格外漫長寒冷。但是團隊成員們總是相互鼓勁,嘴上說著過了這個坎兒就去吃一頓熱騰騰的餃子,實際上每個人都挪不開腳步。為了啃下硬骨頭,他們協力攻關、廢寢忘食,連續(xù)奮戰(zhàn)3個月,終于在5月3日,第一釜催化劑制作成功!他們馬上裝車,將樣品送到燕山石化中試現場,當現場傳來消息——各項數據達到先進水平。劉紅星百感交集,激動地流下了眼淚。

劉紅星在觀察實驗數據。
經過之前的努力與付出,他們積累了大量的數據和實戰(zhàn)經驗,為之后的工作打下了堅實的基礎。2009年,劉紅星和團隊將晶化釜放大到15立方米,一直沿用至今,這也標志著中國石化具備了大型生產能力。
2011年10月9日,中原石化60萬噸/年甲醇制烯烴裝置投料開車一次成功,并于7個小時后生產出合格的乙烯、丙烯產品。標定結果,甲醇轉化率達到99%以上,乙烯加丙烯的碳基收率達到81%,乙烯、丙烯和丁烯的三烯收率達到91%以上。
2012年11月1日,中國石化專家組鑒定認為,項目達到國際領先水平。
然而,他們依舊面臨考驗,就是如何從科研成果到大規(guī)模工業(yè)應用轉化。對于S-MTO全流程技術而言,環(huán)環(huán)相扣,細節(jié)難題很多,沒有前路可循、沒有經驗可借鑒,每一個技術問題要反復推敲,小心求證。從5立方到15立方,從1.2萬噸/年到120萬噸/年……他們在S-MTO工業(yè)化應用的路上爬過一個又一個坎。2016年在南京,3000噸/年催化劑裝置經歷了長達7個月的質量調整,不僅對技術提出了高標準嚴要求,更是對心志的極大考驗。這半年多時間,劉紅星和團隊幾乎每天在生產裝置上篩查原因,在流水線上嚴摳細節(jié),對每個環(huán)節(jié)進行檢測,發(fā)現了很多實驗室難以測評的現實問題,“過五關斬六將”都不足以表達過程的復雜艱難。但實踐證明,日復一日的堅持,量變到質變正在悄然發(fā)生,一點點比對實驗數據,一個個調整裝置參數,最終,他們排除萬難,保證了裝置正常運行。
2016年10月和2017年8月,采用自主技術建設的中天合創(chuàng)S-MTO裝置兩條生產線分別開車成功,標志著中國石化煤制烯烴示范基地全面建成!
在集團公司研究-設計-生產-建設團隊的共同努力下,S-MTO項目歷經多年持續(xù)創(chuàng)新,取得了多項重大的技術突破,近五年為企業(yè)新增產值308億元,新增利潤45億元,經濟效益顯著。
S-MTO全流程技術從無到有再到工業(yè)化應用,劉紅星將工作的19年時間交給了這項研究。談及成績,他謙虛地說:“雖然取得了一些成績,但這些都是建立在前輩們大量默默無聞的前期研究工作基礎上的,我們站在了他們的肩膀上。”
能夠在一個科學氛圍嚴謹、科研體制開明的集體中工作,讓劉紅星感到榮幸和自豪,他的身邊有數不清的科研工作者楷模,“正是他們教會了我只有把科研方向同國家的需求、人民的需要牢牢結合,才能真正實現創(chuàng)新價值、實現創(chuàng)新驅動發(fā)展;正是他們將新時代科學家精神鐫刻在石化發(fā)展的豐碑上,激勵我不斷攀登追求真理、科學報國的高峰。”
從事科研工作近二十年,至今他還堅持著一個習慣,就是每天入睡前回顧一遍工作進度,想到難點、靈感就寫下來,小小的手機備忘錄里記載了他大膽的猜想和工作的點滴。
“石化發(fā)展,科技先行?!弊鳛樾聲r代的科研工作者,劉紅星深知責任重大,使命光榮。他和同事用十余載的青春和汗水才推開了S-MTO的大門,他們將繼續(xù)上下求索、不懈努力,加強重點領域科技攻關,努力實現石油石化技術向“并跑”“領跑”轉變,加快打造競爭新優(yōu)勢,為中國石化建設世界一流能源化工公司做出新的更大的貢獻。