方向晨:石油炼制技术的领跑人

编者按 1月19日,“国家工程师奖”表彰大会在北京召开,81名个人被授予“国家卓越工程师”称号,50个团队被授予“国家卓越工程师团队”称号,石油和化工领域共有7位专家和6个团队获得表彰。他们在重大工程建设、重大装备制造、“卡脖子”关键核心技术攻关、重大发明创造等工作中,取得了一批先进工程技术成果,生动展现了工程师群体爱党报国、服务人民、敬业奉献、严谨笃实的崇高追求和宝贵精神。从今日起推出《国家工程师风采录》系列报道,深入挖掘他们背后的感人故事和先进事迹,供广大读者学习和借鉴。


  他潜心研究石油炼制技术40多年,坚持从基础研究入手,在我国炼油工业发展的不同关键时期,围绕高硫原油加工、低成本汽柴油质量升级和提高工业加氢装置运行效率等方面,创造性地将催化反应工程知识应用于解决生产中的难点。他主持开发了10余项具有引领性意义的炼油加氢新技术,并使其得到广泛应用,为我国加氢技术跨入国际领先行列,实现从跟跑、并跑到领跑做出重要贡献。他还是全国优秀科技工作者、何梁何利基金科学与技术创新奖获得者、辽宁省“兴辽英才计划”杰出人才。他就是1月19日获得“国家卓越工程师”荣誉称号的中石化(大连)石油化工研究院有限公司方向晨。

  开辟含硫原油加工新路线

  1982年,方向晨从华东理工大学毕业,入职中石化(大连)石油化工研究院有限公司。踌躇满志的他没有追求热点专业,而是选择了“冷板凳”——关于加氢反应动力学的研究。

  1989年,方向晨海外进修回国后,承担起“缓和加氢裂化动力学实用数学模型”的科研任务。经过“实验—计算—实验”的无数次循环往复研究,方向晨带领团队建立起反应动力学模型。该模型能够利用常规油品分析数据精确预测加氢反应结果。

  以此为基础开发的各种油品加氢反应动力学模型,被广泛应用于石油石化生产实践中。这一技术时至今日仍属先进,为国内加氢裂化技术赶超国际先进水平做出了重要贡献。

  20世纪90年代中期,如何对含硫原油进行加工工艺的改进及提升成为我国炼油科技攻关的堡垒。方向晨主动请缨,带领科研团队通过运用动力学模型和流程模拟等基础工具,综合推演了各种加氢新技术集成应用的可行性和效果,对企业进行了脱瓶颈扩能改造,使7套生产装置的总加工能力增加近1倍。

  之后,方向晨长期驻扎在镇海炼化,主持开发出劣质蜡油加氢处理部分转化技术,成功解决了传统加氢脱硫或加氢处理存在的问题。镇海炼化采用该技术后,率先建成国内首套180万吨/年含硫蜡油加氢脱硫装置,于2002年8月一次开车成功,开辟了含硫原油加工的新路线。

  创新清洁汽柴油生产技术

  进入21世纪以来,绿色环保理念深入人心,如何破解汽柴油质量升级的技术难题成为炼油科技的重点。

  2000年,方向晨承担了国家科技攻关项目“劣质柴油加氢改质技术(MCI)”。他带领团队创新性地提出,将稠环芳烃的加氢反应控制在“开环而不断链”,兼具加氢裂化过程柴油质量高和加氢精制过程柴油收率高、氢耗低的优点。他还发明了含空间位阻的大分子硫化物脱除关键技术,经济高效地解决了柴油超深度加氢脱硫的世界性难题;发明了催化柴油加氢转化技术(FD2G),引领重质油高效转化生产清洁燃料的发展方向;发明了液相循环加氢技术,使加氢过程的能耗降低50%、投资降低三分之一。

  这些技术促进了油品低成本、高效率质量升级,满足了国家油品质量快速赶上发达国家水平的需求,推动我国加氢技术从“跟跑”向“并跑”的快速进步。

  为石化转型发展呕心沥血

  炼油向化工转型是实现“双碳”目标的重要举措,加氢裂化高效提供芳烃和烯烃原料成为炼化企业“油转化”的必备手段。方向晨率先提出烃类分子结构导向转化的创新理念,发明了反应器分区强化、渐次反应等创新技术,达到经济高效增产优质化工原料的目的,该技术成为石油石化产业争相采用的加氢裂化升级换代技术。

  在我国原油进口依存度大于70%的背景下,原油对外依存度高已成为国家能源安全的隐患。早在2003年,方向晨担任中石化(大连)石油化工研究院院长时,就做出一个大胆决策——开发沸腾床渣油加氢技术。

  沸腾床渣油加氢技术能够将低价值劣质重渣油高效转化为优质油品和化工原料,成为提高原油利用效率的关键技术。二十年磨一剑,方向晨带领攻关团队通过自主创新,突破了一系列关键技术,成功开发出STRONG沸腾床加氢技术,填补了我国炼油行业自主创新技术中最后一块拼图,大大简化了系统和设备,降低了投资和运行费用,提高了装置操作的稳定性,使我国的渣油加工技术在世界领先。

  此后,方向晨带领团队利用新沸腾床技术优势,结合固定床渣油加氢过程特点,在国内外首创沸-固复合床渣油加氢处理技术。这些创新为蜡油、渣油等低值组分高效转化和化工利用提供了新路线,使我国加氢技术进入到世界领跑行列。

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