“一輩子只做好一件事”
——記“國(guó)家卓越工程師”稱號(hào)獲得者方向晨

本刊記者 洪晨曦

1月19日，在人民大會(huì)堂召開的“國(guó)家工程師獎(jiǎng)”表彰大會(huì)上，大連（撫順）石油化工研究院原院長(zhǎng)方向晨被授予“國(guó)家卓越工程師”稱號(hào)。這是我國(guó)首次開展“國(guó)家工程師獎(jiǎng)”表彰，共評(píng)選出81名“國(guó)家卓越工程師”、50個(gè)“國(guó)家卓越工程師團(tuán)隊(duì)”。

表彰大會(huì)后，記者在北京見到了方向晨。回想起捧過(guò)證書的那一刻，這位“國(guó)家卓越工程師”臉上不由得露出自豪的笑容。“這不僅僅是對(duì)我個(gè)人工作的肯定，也是對(duì)整個(gè)科研團(tuán)隊(duì)的認(rèn)可，更是對(duì)中國(guó)石化長(zhǎng)期重視發(fā)揮科技創(chuàng)新工作者作用、加快推動(dòng)科技創(chuàng)新的肯定。”

生于江淮之地安徽桐城，扎根渤海之濱遼寧大連，方向晨將整個(gè)職業(yè)生涯奉獻(xiàn)給石油煉制技術(shù)研究，為我國(guó)加氫技術(shù)跨入國(guó)際領(lǐng)先行列作出重要貢獻(xiàn)。走過(guò)四十載科研路，方向晨不談艱辛，唯有從容，“我這一輩子，只干好一件事就足夠了”。

科研要做好，基礎(chǔ)先打牢

時(shí)間的指針撥回1978年，那時(shí)國(guó)家引進(jìn)了4套加氫裂化裝置，拉開石化領(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)下不解之緣。

4年后，方向晨被分配到撫順石油化工研究院（現(xiàn)大連（撫順）石油化工研究院前身），首先擺在面前的是選擇什么研究方向。當(dāng)時(shí)，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(dòng)力學(xué)是它們的基礎(chǔ)知識(shí)支撐，只有先把反應(yīng)過(guò)程的基礎(chǔ)知識(shí)掌握了、弄明白，才能從跟隨別人變成慢慢趕上和超越別人”。

加氫技術(shù)在整個(gè)煉油化工過(guò)程中起到至關(guān)重要的作用。一方面，它是脫除原油雜質(zhì)和生產(chǎn)清潔油品的必需技術(shù)；另一方面，也是煉油和化工結(jié)合在一起的重要手段。就這樣，方向晨毅然選擇了“冷門”的加氫反應(yīng)動(dòng)力學(xué)研究。

彼時(shí)我國(guó)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(bǔ)齊”。

1988年，方向晨被派往英國(guó)威爾士的天鵝海大學(xué)進(jìn)修，回國(guó)不久就承擔(dān)起人生中第一個(gè)重要科研任務(wù)—中國(guó)石化重點(diǎn)科技攻關(guān)項(xiàng)目“緩和加氫裂化動(dòng)力學(xué)實(shí)用數(shù)學(xué)模型”。“熬過(guò)”計(jì)算和實(shí)驗(yàn)的循環(huán)往復(fù)，“挺過(guò)”夜以繼日的大量研究，他帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)成功建立起反應(yīng)動(dòng)力學(xué)模型，該模型不僅能夠精準(zhǔn)測(cè)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(yàn)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(guó)石化科技進(jìn)步獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)。

“我很感謝當(dāng)初選擇反應(yīng)動(dòng)力學(xué)作為職業(yè)生涯的第一步，‘地基’先打扎實(shí)了，一輩子都在收獲。”盡管這不是方向晨拿過(guò)的最高榮譽(yù)，卻是他最驕傲的科研成果之一，正是該模型為日后煉油加氫系列技術(shù)研發(fā)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，對(duì)國(guó)內(nèi)加氫裂化技術(shù)追趕國(guó)際先進(jìn)水平作出重要貢獻(xiàn)。

每一滴原油都要“吃干榨盡”

緩和加氫裂化動(dòng)力學(xué)實(shí)用數(shù)學(xué)模型是基礎(chǔ)，為方向晨的科研之旅插上騰飛的翅膀。20世紀(jì)90年代，隨著我國(guó)加快改革開放進(jìn)程，石油作為“國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的血液”，消費(fèi)量快速增長(zhǎng)，國(guó)內(nèi)石油產(chǎn)能已不足以滿足發(fā)展需求，我國(guó)開始大量進(jìn)口原油。然而，進(jìn)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?cè)跓捰图夹g(shù)面前的一大難題。

“當(dāng)時(shí)全國(guó)僅有7套適應(yīng)含硫原油加工的加氫裂化裝置，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足加工需求。新建裝置肯定來(lái)不及了，我們只能選擇改造。”方向晨主動(dòng)請(qǐng)纓去和“硬骨頭”較勁，運(yùn)用動(dòng)力學(xué)模型等基礎(chǔ)工具，通過(guò)中試實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證11種不同的可行技術(shù)方案，帶領(lǐng)科研團(tuán)隊(duì)對(duì)7套裝置進(jìn)行脫瓶頸擴(kuò)能改造，使裝置的總加工能力近乎翻倍。其中，鎮(zhèn)海煉化的加氫裂化裝置加工處理能力從80萬(wàn)噸/年增至220萬(wàn)噸/年，所耗資金卻僅相當(dāng)于新建裝置的五分之一。

然而，擴(kuò)能只是緩兵之計(jì)。想要真正解決原油加工能力不足的問(wèn)題，還得實(shí)現(xiàn)從催化劑到工藝的全面革新。通過(guò)不同方案的比較論證，結(jié)合中國(guó)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)。“這項(xiàng)技術(shù)的特點(diǎn)，就是充分發(fā)揮現(xiàn)有資產(chǎn)的價(jià)值，用最經(jīng)濟(jì)有效的方式適應(yīng)我國(guó)含硫原油加工量快速增長(zhǎng)的迫切需求。”

2002年8月，國(guó)內(nèi)首套180萬(wàn)噸/年含硫蠟油加氫脫硫裝置在鎮(zhèn)海煉化開車一次成功。此后又有14套裝置相繼在祖國(guó)大地上建成，總加工能力達(dá)到2410萬(wàn)噸/年，成功開辟含硫原油加工新路線。

2003年，我國(guó)進(jìn)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(dān)任撫順石油化工研究院院長(zhǎng)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。

“過(guò)去劣質(zhì)高硫原油的渣油加工以焦化、催化技術(shù)為主，不但原料利用率低，而且生產(chǎn)污染較大。”方向晨介紹道。

渣油工藝處理技術(shù)一度僅掌握在少數(shù)幾個(gè)國(guó)家手里。為改變受制于人的局面，方向晨帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)經(jīng)過(guò)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(xiàng)渣油沸騰床加氫技術(shù)被團(tuán)隊(duì)命名為“STRONG”，為我國(guó)重質(zhì)劣質(zhì)渣油加工闖出新路徑。此后，方向晨率領(lǐng)團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步研發(fā)出世界首創(chuàng)的沸-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(tuán)隊(duì)完成煉油行業(yè)自主創(chuàng)新技術(shù)的拼圖。這是一條漫長(zhǎng)而艱辛的道路，他們的腳步從未遲滯半刻。

走好清潔油品質(zhì)量升級(jí)之路

進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)，綠色環(huán)保的理念越來(lái)越深入人心。大量的機(jī)動(dòng)車穿梭在全國(guó)大街小巷，破解汽柴油產(chǎn)品質(zhì)量升級(jí)技術(shù)瓶頸，成為石化行業(yè)的科技攻關(guān)重點(diǎn)。

“當(dāng)時(shí)路上許多車子都冒著滾滾黑煙，經(jīng)過(guò)研究我們發(fā)現(xiàn)，黑煙主要是柴油中富含稠環(huán)芳烴引起的。”方向晨回憶說(shuō)。

既要保證柴油產(chǎn)量，又要實(shí)現(xiàn)油品清潔，在此背景下，方向晨帶領(lǐng)科研團(tuán)隊(duì)開始新的創(chuàng)新征程。2000年，方向晨承擔(dān)了國(guó)家科技攻關(guān)項(xiàng)目“劣質(zhì)柴油加氫改質(zhì)技術(shù)（MCI）”，創(chuàng)新性地提出將稠環(huán)芳烴的反應(yīng)控制為“開環(huán)而不斷鏈”，解決尾氣黑煙問(wèn)題。

“當(dāng)初研究動(dòng)力學(xué)模型時(shí)，我們?cè)鲞^(guò)各種邊界條件試驗(yàn)，多年后在攻關(guān)清潔柴油時(shí)派上了用場(chǎng)。這項(xiàng)技術(shù)能夠在能耗、物耗低，不影響柴油產(chǎn)量的前提下，改善柴油成分組成。”方向晨說(shuō)。

MCI技術(shù)屬于世界首創(chuàng)，相繼在國(guó)內(nèi)近30套裝置落地投用，有效解決柴油車污染的問(wèn)題，并榮獲2001年度國(guó)家技術(shù)發(fā)明獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)。這也是方向晨首次獲得該獎(jiǎng)項(xiàng)。

關(guān)于柴油產(chǎn)品質(zhì)量升級(jí)的研究從未止步。十幾年間，世界各國(guó)出臺(tái)的燃油規(guī)定和排放標(biāo)準(zhǔn)愈加嚴(yán)格，要求柴油中含硫量不大于10微克/升。

“含硫量標(biāo)準(zhǔn)比過(guò)去嚴(yán)格得多。時(shí)代的考題就算再難，我們也得交好答卷。”方向晨說(shuō)。

超低硫柴油生產(chǎn)技術(shù)研發(fā)無(wú)疑給方向晨帶來(lái)新的挑戰(zhàn)。在那時(shí)，國(guó)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。方向晨團(tuán)隊(duì)嘗試遍了他們了解的所有硫化物反應(yīng)途徑。針對(duì)部分硫原子難以和催化劑接觸反應(yīng)的情況，方向晨和團(tuán)隊(duì)找到了有效的辦法，順利破解該難題。

在此基礎(chǔ)上，大連（撫順）石油化工研究院開發(fā)出柴油超深度加氫脫硫集成創(chuàng)新技術(shù)。這項(xiàng)技術(shù)一經(jīng)問(wèn)世，就憑借成本低、效果好的優(yōu)勢(shì)被國(guó)外多家知名公司評(píng)為頂級(jí)水平，在國(guó)內(nèi)外60多套裝置上投入使用，平均1套裝置3年內(nèi)就可以節(jié)省氫氣成本1.9億元。方向晨和他的團(tuán)隊(duì)也因此于2013年再次獲得國(guó)家技術(shù)發(fā)明獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)。

引領(lǐng)煉油加氫技術(shù)轉(zhuǎn)型邁上新臺(tái)階

時(shí)間如同被上了發(fā)條，社會(huì)日新月異的變化讓方向晨敏銳地意識(shí)到，石油煉制行業(yè)也要轉(zhuǎn)型駛向新的領(lǐng)域。

在過(guò)去，全力生產(chǎn)汽柴油燃料是石化企業(yè)的重要目標(biāo)任務(wù)，而如今，逐漸向生產(chǎn)芳烴和烯烴等化工原料轉(zhuǎn)變。煉化企業(yè)想實(shí)現(xiàn)“油轉(zhuǎn)化”轉(zhuǎn)型升級(jí)，加氫裂化裝置依舊是關(guān)鍵。

在煉化企業(yè)，如果盡可能多生產(chǎn)芳烴原料，乙烯原料就會(huì)減少；如果最大馬力生產(chǎn)芳烴原料，芳烴原料的性質(zhì)會(huì)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(tuán)隊(duì)尋求幫助。

為了同時(shí)兼顧“蹺蹺板”的兩頭，方向晨團(tuán)隊(duì)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)量不能兼顧的難題。根據(jù)不同的反應(yīng)環(huán)境和反應(yīng)特點(diǎn)，他們又開發(fā)了反應(yīng)器分區(qū)強(qiáng)化、漸次反應(yīng)等創(chuàng)新工藝技術(shù)。2017年，第三個(gè)國(guó)家技術(shù)發(fā)明獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)也被方向晨和團(tuán)隊(duì)收入囊中。

長(zhǎng)期堅(jiān)守在攻堅(jiān)克難的第一線，方向晨卻不覺得辛苦。得益于扎實(shí)的動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)，后續(xù)一系列科研成果的涌現(xiàn)可謂厚積薄發(fā)。他風(fēng)趣地比喻：“所有研究的基礎(chǔ)都是相貫通的，就好比一袋米裝進(jìn)不同的碗里，可以做成稀飯、白飯，或是醪糟，全憑不同情況來(lái)改變。”

在煉油加氫系列技術(shù)基本成熟后，為進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)石化產(chǎn)業(yè)綠色發(fā)展，方向晨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(guò)程中釋放出的熱能，設(shè)計(jì)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(wú)止境，對(duì)于氫氣循環(huán)系統(tǒng)能耗高的痛點(diǎn)，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(duì)業(yè)界對(duì)這一技術(shù)路線的質(zhì)疑，方向晨潛心鉆研基礎(chǔ)知識(shí)，開發(fā)出液相循環(huán)加氫技術(shù)，并于2008年在原長(zhǎng)嶺煉化（原長(zhǎng)嶺煉化、巴陵石化合并重組為湖南石化）率先完成工業(yè)示范，2012年開始進(jìn)行大型化工業(yè)裝置運(yùn)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，并已應(yīng)用于40余套工業(yè)生產(chǎn)裝置。

一系列低能耗、低成本的技術(shù)之花開在煉油企業(yè)，為我國(guó)清潔油品質(zhì)量升級(jí)提供了堅(jiān)實(shí)的技術(shù)保障。方向晨深知，“‘雙碳’目標(biāo)下石化行業(yè)未來(lái)會(huì)面臨更多挑戰(zhàn)，唯有以變化應(yīng)對(duì)變化，以轉(zhuǎn)型促進(jìn)發(fā)展，才能躍上時(shí)代的潮頭奮楫前行”。

榮譽(yù)之外：我仍是我

回望四十二年的風(fēng)雨兼程，憑借矢志不渝的執(zhí)著和勤耕不輟的積淀，從實(shí)習(xí)員工成長(zhǎng)為工程專家，從院長(zhǎng)再到“國(guó)家卓越工程師”，方向晨始終瞄準(zhǔn)國(guó)際前沿，帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)開辟出一條可持續(xù)發(fā)展的科研航路，而他嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的態(tài)度和開拓創(chuàng)新的精神影響著團(tuán)隊(duì)里的每一個(gè)人。

這些年，方向晨團(tuán)隊(duì)碩果累累，開發(fā)的多項(xiàng)技術(shù)已在我國(guó)和韓國(guó)、哈薩克斯坦等國(guó)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。

獲得國(guó)家技術(shù)發(fā)明獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)3項(xiàng)、中國(guó)專利優(yōu)秀獎(jiǎng)3項(xiàng)、省部級(jí)科技進(jìn)步獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)10項(xiàng)，國(guó)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(guó)優(yōu)秀科技工作者”稱號(hào)、何梁何利基金科學(xué)與技術(shù)創(chuàng)新獎(jiǎng)……方向晨稱得上榮譽(yù)等身。

對(duì)方向晨來(lái)說(shuō)，榮譽(yù)只是結(jié)果，快樂(lè)更多來(lái)自科研本身。“我解決一個(gè)問(wèn)題帶來(lái)的高興程度，可比拿獎(jiǎng)高多啦！”此次獲得“國(guó)家工程師獎(jiǎng)”的表彰，面對(duì)友人的道賀，他只是爽朗一笑，“方向晨還是方向晨，這一點(diǎn)不會(huì)有任何變化。”

作為中國(guó)化工學(xué)會(huì)副理事長(zhǎng)兼秘書長(zhǎng)、中石化（大連）石油化工研究院有限公司戰(zhàn)略咨詢委員會(huì)副主任，今年64歲的方向晨仍舊醉心于工作中，往返于北京、大連等地，仍以能夠參與科研開發(fā)工作為樂(lè)。如今，他與團(tuán)隊(duì)正致力于研發(fā)新型儲(chǔ)能技術(shù)、低成本高端新材料創(chuàng)制等新技術(shù)、新方向。

采訪的最后，這位國(guó)家卓越工程師對(duì)后輩學(xué)子說(shuō)出自己的期待：“時(shí)刻關(guān)注國(guó)家需求，永遠(yuǎn)把對(duì)社會(huì)有所貢獻(xiàn)作為應(yīng)盡的義務(wù)。這是我們個(gè)人實(shí)現(xiàn)人生價(jià)值的基礎(chǔ)，更是推動(dòng)國(guó)家科技創(chuàng)新發(fā)展的不竭力量源泉！”