范瑛琦的求索之路

中石化石科院范瑛琦帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)攻堅(jiān)克難，助力酯化法環(huán)己酮等四項(xiàng)技術(shù)落地生根。

今年41歲的范瑛琦自2009年進(jìn)入中石化石油化工科學(xué)研究院有限公司（簡稱石科院）工作以來，始終奮戰(zhàn)在石化行業(yè)科技創(chuàng)新一線。

從初出茅廬的青年工程師到如今的石科院化工方向工藝包開發(fā)負(fù)責(zé)人，她先后推動了生物柴油、乙苯成套技術(shù)、環(huán)保型環(huán)氧氯丙烷、酯化法環(huán)己酮4項(xiàng)化工技術(shù)從實(shí)驗(yàn)室走向廠房、從圖紙變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。

承擔(dān)3項(xiàng)“十三五”“十四五”國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃子課題、3項(xiàng)中國石化“十條龍”攻關(guān)項(xiàng)目、多項(xiàng)省部級課題，主持開發(fā)6套國際國內(nèi)“首臺套”工藝包，轉(zhuǎn)讓20余套化工領(lǐng)域工藝包，獲得40余件國家授權(quán)發(fā)明專利……

一個又一個的榮譽(yù)點(diǎn)亮了范瑛琦15年的奮斗足跡。2024年11月，她被授予第十六屆侯德榜化工科學(xué)技術(shù)獎青年獎。

“科技創(chuàng)新絕不僅僅是實(shí)驗(yàn)室里的研究，要讓更多創(chuàng)新鏈上的‘好技術(shù)’變成產(chǎn)業(yè)鏈的‘新應(yīng)用’，這樣才能使科學(xué)研究轉(zhuǎn)化成推動經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的現(xiàn)實(shí)動力。”她說。

初識化工：夢想的起點(diǎn)

化工工藝設(shè)計(jì)是一個既神秘又充滿挑戰(zhàn)的領(lǐng)域，范瑛琦懷揣對化學(xué)的熱愛和對工藝設(shè)計(jì)的憧憬，踏入了這個充滿未知的世界。

在大連理工大學(xué)獲得化學(xué)工程專業(yè)碩士學(xué)位后，她選擇加入石科院工作。談到自己的初心，范瑛琦笑稱：“上學(xué)的時候，我就夢想有朝一日能夠親眼見證自己的精心設(shè)計(jì)從藍(lán)圖變成現(xiàn)實(shí)。”

從小試試驗(yàn)到中試設(shè)計(jì)、從工藝包開發(fā)到與設(shè)計(jì)院對接、再到技術(shù)推廣和生產(chǎn)企業(yè)現(xiàn)場服務(wù)，這是一項(xiàng)石化新技術(shù)從開發(fā)到應(yīng)用的全鏈條，也是范瑛琦的工作內(nèi)容。將一卷卷的圖紙變成管線林立的裝置，這是不亞于“神筆馬良”的科學(xué)魔法，也是極大的工作挑戰(zhàn)。

在化工設(shè)計(jì)中，豐富的工程經(jīng)驗(yàn)是設(shè)計(jì)成功的關(guān)鍵。有許多知識是從書本上學(xué)不來、在實(shí)驗(yàn)室里想不出的。對范瑛琦來說，唯有實(shí)踐出真知、唯有實(shí)踐長真才。

參加工作后，范瑛琦不畏酷暑嚴(yán)寒，經(jīng)常加班加點(diǎn)，長時間蹲守現(xiàn)場，虛心向行業(yè)前輩、同事和工人師傅們請教，在化工新工藝開發(fā)、裝置建設(shè)和裝置開工過程中不斷磨礪提升自己。

“我們開玩笑說，我們和小范是‘低頭不見抬頭見’。無論是新工藝開發(fā)還是小試，無論是中試、模試還是工業(yè)裝置開車，不管我們在干什么，總能看到她邊學(xué)邊問、邊學(xué)邊干。”石科院專家、正高級工程師楊仁建回憶道。

如何將書本上的理論知識應(yīng)用到管線林立的煉化企業(yè)？如何將工藝計(jì)算、設(shè)備設(shè)計(jì)、健康環(huán)保等與小試、中試和工業(yè)裝置作為一個整體通盤考慮？如何從工藝計(jì)算的角度指導(dǎo)小試、中試實(shí)驗(yàn)開發(fā)、用中試和工業(yè)裝置數(shù)據(jù)作為驗(yàn)證和調(diào)整工藝計(jì)算的依據(jù)……面對這些難題，她逐漸摸索出了自己的心得。

固定床、徑向移動床、磁穩(wěn)定床、管式反應(yīng)器、釜式反應(yīng)器、管式反應(yīng)器……各種型式反應(yīng)器她熟稔于心；萃取、精餾、膜分離、結(jié)晶、移動床吸附、變壓吸附……各種分離單元她胸有成竹。

精誠所至，金石為開。在不斷的學(xué)習(xí)中，范瑛琦積累了豐富的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)和專業(yè)知識，為日后獨(dú)立承擔(dān)新工藝開發(fā)打下了良好的基礎(chǔ)。

團(tuán)隊(duì)協(xié)作：力量的匯聚

乙苯是生產(chǎn)苯乙烯的重要原料。在過去的十年中，乙苯的市場需求激增、產(chǎn)能飛躍、單套裝置規(guī)模從每年60萬噸擴(kuò)展到了100萬噸。但與下游的環(huán)氧丙烷/苯乙烯（PO/SM）聯(lián)合裝置規(guī)模和運(yùn)行周期相匹配的乙苯成套技術(shù)卻長期被外國公司壟斷。這一短板導(dǎo)致了乙苯上下游裝置生產(chǎn)節(jié)奏出現(xiàn)脫節(jié)，給原料供應(yīng)穩(wěn)定性和生產(chǎn)效能提升造成了負(fù)面影響。

明知山有虎，偏向虎山行。必須研發(fā)我國自主的乙苯成套技術(shù)，才能幫助煉化企業(yè)提升生產(chǎn)效能，更好地滿足市場需求，增強(qiáng)我國乙苯成套技術(shù)的國際競爭力。年輕的范瑛琦毅然投身到了這一科技項(xiàng)目的攻關(guān)中。

乙苯主要通過苯與乙烯的液相法工藝進(jìn)行生產(chǎn)，乙烯在苯中能否均勻分配是直接影響乙烯轉(zhuǎn)化率的關(guān)鍵。百萬噸級裝置中的苯乙烯反應(yīng)器的直徑可達(dá)3米，要讓乙烯在一層樓那么高的反應(yīng)器中均勻分配，成為乙苯成套工藝中難啃的“硬骨頭”。

范瑛琦帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)對氣體分配和氣液混合過程進(jìn)行了精確的流體力學(xué)模擬，同時反復(fù)開展冷模實(shí)驗(yàn)，不斷優(yōu)化氣體分布器設(shè)計(jì)，在保證乙烯在苯中均勻分布的同時進(jìn)一步降低了反應(yīng)系統(tǒng)中的苯含量，使反應(yīng)過程中能耗和物耗分別降低7%和18%，有效提升了技術(shù)經(jīng)濟(jì)性。

在攻關(guān)中，范瑛琦還遇到了另外一條“攔路虎”。傳統(tǒng)工藝中催化劑檢修周期較短，與下游PO/SM聯(lián)合裝置4～6年的檢修周期不匹配，即上游裝置每一次檢修的“連環(huán)反應(yīng)”導(dǎo)致下游PO/SM裝置也無法實(shí)現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn)，影響了企業(yè)的生產(chǎn)效益。為此，范瑛琦帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)攻克了原料中影響催化劑壽命的微量雜質(zhì)的技術(shù)難題，使催化劑再生周期由3.5年大幅提升至6年以上，有效匹配了下游裝置的檢修周期，大幅提升了成套技術(shù)的經(jīng)濟(jì)性。

設(shè)計(jì)難題攻克了，可如何確保設(shè)計(jì)藍(lán)圖不折不扣地在裝置上實(shí)現(xiàn)？“神筆馬良”范瑛琦深知，要想讓設(shè)計(jì)落到底、見實(shí)效，需要確保裝置中的每一個內(nèi)構(gòu)件、每個催化劑床層都完美落實(shí)既定的設(shè)計(jì)方案。于是，她和團(tuán)隊(duì)成員成為了明察秋毫的“督查大隊(duì)隊(duì)員”。

在設(shè)備內(nèi)構(gòu)件設(shè)計(jì)階段，他們與內(nèi)構(gòu)件生產(chǎn)廠家密切對接，與中石化工程建設(shè)公司和廠家共同優(yōu)化內(nèi)構(gòu)件設(shè)計(jì)和安裝組配方案，提升加工精度，確保分配器的開孔和加工精度符合工藝要求。

在分配器安裝階段，他們親臨裝置現(xiàn)場“監(jiān)工”，確保氣體分配器中成千上萬的孔洞處于開孔狀態(tài)而且孔徑尺寸完全滿足設(shè)計(jì)要求。安裝完成后，他們反復(fù)進(jìn)出反應(yīng)器內(nèi)部，對每一個分配器進(jìn)行嚴(yán)格測量，確保分配器安裝水平度達(dá)到要求。

在催化劑裝填階段，為了確保反應(yīng)系統(tǒng)長周期穩(wěn)定運(yùn)行，他們每日穿梭于裝置的鋼鐵框架之間，反復(fù)協(xié)調(diào)催化劑裝填細(xì)節(jié)，每天多次出入反應(yīng)器內(nèi)部，不斷確認(rèn)瓷球平整度、催化劑床層平整度、頂?shù)赘駯藕徒z網(wǎng)的組裝、壓緊等技術(shù)細(xì)節(jié)，指導(dǎo)每個催化劑床層的安裝，日復(fù)一日在裝置里躞蹀攀援，相當(dāng)于每天爬樓50層。

“那陣子，我的微信步數(shù)總是在朋友圈里排名第一，攢起來的話估計(jì)夠登頂好幾次泰山了。”范瑛琦笑著說。

星光不負(fù)趕路人！范瑛琦及其團(tuán)隊(duì)自主開發(fā)的乙苯成套技術(shù)一鳴驚人，可生產(chǎn)出純度高達(dá)99.97%的高純度乙苯產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)了反應(yīng)床層溫升的精準(zhǔn)調(diào)控和高效熱回收，能耗和物耗均達(dá)到國際領(lǐng)先水平，贏得了業(yè)界的廣泛關(guān)注。在與國外同類工藝的競爭中，這一自主研發(fā)技術(shù)屢次脫穎而出，先后中標(biāo)國內(nèi)外6套大型液相烷基化乙苯項(xiàng)目，總加工能力達(dá)到265萬噸/年，裝置投產(chǎn)后總加工能力可進(jìn)一步提升至400萬噸/年。

技術(shù)創(chuàng)新：智慧的閃光

創(chuàng)新，是范瑛琦對這個行業(yè)最長情的告白。在推進(jìn)乙苯成套技術(shù)大型化的同時，她不斷投身到更多新技術(shù)的研發(fā)中去。

2010年起，范瑛琦作為項(xiàng)目組成員參與到中國石化首套雙氧水直接氧化法制環(huán)氧丙烷（HPPO）工藝包開發(fā)中，從設(shè)計(jì)的角度解決了環(huán)氧丙烷反應(yīng)系統(tǒng)壓降增加的難題，有效保證了裝置長周期連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行。2014年，國內(nèi)首套10萬噸/年雙氧水法工業(yè)示范裝置建成，打破了國外壟斷，填補(bǔ)了國內(nèi)空白，使我國成為世界上第三個擁有HPPO成套技術(shù)的國家。

2015年，范瑛琦成為中國石化環(huán)氧氯丙烷項(xiàng)目工藝包負(fù)責(zé)人，在“十三五”和“十四五”國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃及中國石化“十條龍”項(xiàng)目的支持下，她帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)攻堅(jiān)克難，開發(fā)完成了國際首套5萬噸/年環(huán)保型環(huán)氧氯丙烷工藝包。

雜質(zhì)累積會影響裝置長周期穩(wěn)定運(yùn)行。她對環(huán)氧氯丙烷體系物質(zhì)進(jìn)行了全組成分析，確定了雜質(zhì)的生成途徑。實(shí)驗(yàn)環(huán)境溫度超過36℃，身著防護(hù)裝備的她只待上一會兒便滿身大汗。在這樣的高溫中，她開展了100余天的實(shí)驗(yàn)，最終形成了原料部分循環(huán)工藝，有效解決了難題。

原料中的過氧化氫無法完全反應(yīng)會影響產(chǎn)品質(zhì)量。她連續(xù)駐守湖南石化中試裝置，開展了2360小時的連續(xù)模試試驗(yàn)，形成了消除反應(yīng)產(chǎn)物中殘余過氧化氫的技術(shù)方案，協(xié)調(diào)中國石化青島安工院開展全流程進(jìn)行安全分析，有效提升了裝置的本質(zhì)安全性。

2019年7月31日，國際首套年產(chǎn)5萬噸環(huán)保型環(huán)氧氯丙烷工藝包通過中國石化科技部審查，運(yùn)行結(jié)果表明該技術(shù)能有效降低廢水量90%，幾乎不產(chǎn)生廢渣，裝置能耗、物耗均低于現(xiàn)有技術(shù)，有效填補(bǔ)了環(huán)氧氯丙烷綠色生產(chǎn)領(lǐng)域的技術(shù)空白，有力提升了中國石化在樹脂行業(yè)的影響力和競爭力，為我國樹脂行業(yè)的綠色發(fā)展提供了有力的科技支撐。

路漫漫其修遠(yuǎn)兮，吾將上下而求索。

在追求創(chuàng)新和發(fā)展的道路上，范瑛琦和她的團(tuán)隊(duì)將繼續(xù)踔厲奮發(fā)、篤行不怠、賡續(xù)前行，將論文寫在祖國的大地上，將石化人的自立自強(qiáng)鐫刻在一套套石化裝置中，為推動我國石化事業(yè)的高質(zhì)量綠色發(fā)展貢獻(xiàn)自己的青春和智慧。

責(zé)任編輯：鄭 丹

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