“我们要做与别人不一样的”——访2013年度中国石化科技创新功勋奖获得者戴伟

本刊记者 梁晓云 通讯员 周 凌

李前进 摄

戴伟，集团公司高级专家、教授级高级工程师、国务院政府特殊津贴获得者，石油化工乙烯技术领域的专家和学科带头人。长期主持烯烃领域催化剂及成套技术的研发、生产、工业应用和技术服务工作，采用多种国际首创技术主持开发出全国各乙烯装置各种工艺路线所需的全部催化剂，在全国乙烯装置广泛应用。获得中国专利金奖、国家及省部级技术发明奖和科技进步奖12项；申请国内外发明专利200件，授权88件（国外专利涉及美俄日韩印等8国），为中国石化科技创新以及科技成果转化做出突出贡献。

1962年，兰州石化公司5000吨/年乙烯装置建成投产，标志着我国乙烯工业的诞生。北京化工研究院随即开始了加氢催化剂的研制开发工作。半个多世纪以来，加氢催化剂顶替进口，逐步实现国产化。石油化工乙烯技术领域的专家和学科带头人戴伟，正是使加氢催化剂由进口到国产化华丽蜕变的领头人。

加氢催化剂为化工产品“解毒”

记者：我们常说，加氢催化剂是乙烯技术中的关键技术，那么什么是加氢催化剂，它在乙烯技术国产化中扮演什么样的角色？

戴伟：乙烯工业是石化行业的龙头和基础，它生产所有现代化工的基础原料。在烃类蒸汽裂解制乙烯装置中，由石油烃蒸汽裂解得到的裂解气中含有的碳二、碳三组分通过分离精制，得到聚合级乙烯与丙烯，进而有了蓬勃发展的聚烯烃工业，最后演变成人们生活离不开的化工产品。乙烯产品的纯度直接决定后续产品的质量和性能。但是碳二组分中活泼的乙炔，却是生产聚烯烃和环氧乙烷等化工产品所用催化剂的“毒物”。因此，要得到高纯度乙烯就必须使乙炔的含量降至1ppm以下，加氢催化剂的使命由此而生。

乙烯技术包含裂解技术、分离技术和催化剂技术。从上世纪60年代开始，北化院就开始了加氢催化剂的研制开发工作，成功地自主开发了一系列性能优异的加氢催化剂。目前国内各乙烯装置、工艺路线所需的加氢催化剂均已研发成功，并得到广泛应用，市场占有率达到70%以上，推动了乙烯装置技术的国产化。尤其是新型碳二加氢催化剂的研究成功，使中国石化有了可以在国内外独立运作的拥有自主知识产权的碳二加氢催化剂，标志着国产化技术在选择加氢领域中已占据重要的位置，现已应用在镇海、天津、福炼、赛科和武汉等百万吨级乙烯装置上，打破了进口催化剂在国内市场的垄断。不仅如此，碳二加氢催化剂还走出国门，得到国外用户的好评，英国的法律事务所分析认为，“该催化剂可以在英国自由运营”，中国石化的国际声誉越来越好。

不走“追星”路

记者：上世纪90年代，您成为加氢催化剂新的带头人，20年来，您的团队取得了一系列的成绩，都有哪些重大突破呢？

戴伟：1983年石化总公司正式成立，时任国务院副总理万里就下达了任务，要求到2000年，中国的乙烯产量要赶上苏联。当时苏联的乙烯产量是208万吨，而中国的产量是65万吨。要赶上苏联就意味着要在17年里翻近两番。此后，石化行业集中力量，重点发展。一方面对原有乙烯装置进行改建、扩建，提高生产能力，另一方面是引进新建。但是随着生产规模的持续增加，反应器空速变大，而裂解深度的不断提高，也使裂解气中乙炔含量剧增，大大增加了碳二反应器处理乙炔的负荷。以往采用的加氢催化剂已不能满足生产需要，被高选择性高售价的新一代进口催化剂迅速替代。但进口催化剂没有解决高空速高压降问题，依然使企业面临着装置能耗高的困境。因此，开发高空速低压降的高选择性国产加氢催化剂是解决乙烯生产问题的关键之一。当时我们在加氢催化剂研发方面已经拥有近30年的积累，科研人员已经不满足跟随的角色，电子等行业各种专利纠纷也迫使我们不能再走“追星”之路，因此我动员大家：我们要做与别人不一样的，不能简单做催化剂组分的更换或者元素比例的调整，而是要做跨越式创新。

经过多年的攻关，我们实现了当时的誓言。在催化剂活性组分选择上，我们首次采用聚烯烃催化剂的毒物作为碳二加氢催化剂的添加剂，改变催化剂的组分构成，抑制乙炔选择加氢中低聚物副产物的链增长和减少生成量，结果催化剂选择性大幅提升，低聚物明显减少且黏稠度大幅下降，催化剂运行周期和使用寿命均延长50%以上。

在催化剂制备方法上，我们在世界范围内首次用辐照还原法制备出负载催化剂，解决了纳米钯粒子易团聚和不易附着在载体上等问题，使碳三催化剂的钯含量降低50%以上，选择性提高10%以上。

戴伟与大家讨论试验中的问题及解决办法。李前进 摄

在催化剂载体制备上，我们还设计并使用一种国际首创、性能优越的齿形载体，并加入结构性助剂提高强度和催化性能，制备碳二催化剂，解决了产能增加50%、压降随之大幅增加的问题。催化剂的组分变了，制备方法变了，载体性能和形状也改变了，这是一个完全不一样的全新的加氢催化剂。尤其是齿形载体的出现，也得到了国外催化剂生产厂家的认可，并竞相改变载体形状。

科研人员必须熟悉生产工艺

记者：多项国际首创技术，使加氢催化剂跻身世界先进行列。几十年来，您与您的团队付出了艰辛的努力。作为前辈，您对时下年轻科研人员有哪些期望？

戴伟：“十年磨一剑”，说的就是科技创新的艰难。每一项成果的取得都包含了一代人或几代人的辛苦努力，作为一名科研人员，首先要耐得住寂寞，坐得住冷板凳，静下心来，细心积累，不错过每一个细节。只有量的积累达到一定程度，才有质的突变。

其次，不要只关注自己的领域，还要多了解其他学科。比如，在抑制选择加氢反应中的绿油低聚物生成上，我们就想有没有一种物质可以阻止乙炔、乙烯聚合进而生成绿油呢？既然是阻止聚合，那我们就到相关聚合反应中去找，聚合反应中的“烂石头”最终成为加氢反应中的“美玉”。又如，我们在催化剂制备方法上，采用继续创新的方法将北京大学辐照还原制备纳米金属技术应用于贵金属催化剂制备，使钯的含量降低50%～70%，工业应用结果远优于国外同类催化剂。这种方法还可以用于制备其他贵金属催化剂。

再次，多下厂，多实践。科技成果只有转化为“好用”的产品，并帮助用户用好“好用”的产品，才能实现其价值。因此，科研人员必须熟悉生产工艺，多下厂，多了解市场。用户的需求是科研的原动力。我们通过为企业提供技术服务，不断了解催化剂在使用中出现的问题，针对这些“短板”进行改正，才能使催化剂的性能越来越好，也越来越满足乙烯工业发展的需求。