做充满活力的“催化剂”
——记中国石化科技创新功勋奖获得者缪长喜
2021-01-20季佳歆
□ 本刊记者 徐 徐 季佳歆
| 获奖者名片 |
缪长喜在调试催化剂评价装置。上海石油化工研究院 供图
缪长喜,1965年9月出生,中共党员,博士,中国石化石油化工领域高级专家,上海石油化工研究院原副总工程师。先后承担国家及中国石化科研项目50余项,包括国家“973”项目、“863”项目、中国石化重大项目和“十条龙”攻关项目等。获得全国劳动模范、中国石化“科技创新领军人才”、“全国石油化工优秀科技工作者”等荣誉称号,并获得全国“五一劳动奖章”,享受国务院特殊津贴。获国家及省部级技术发明、科技进步奖19项,其中国家科技进步二等奖1项,中国专利优秀奖1项。申请发明专利468件,授权249件,发表研究论文105篇,参编化工专著4部。
在国内石化行业,说起苯乙烯技术,缪长喜是个不得不提的名字。
作为我国烃类脱氢领域的领军人物、全国劳动模范和全国五一劳动奖章获得者、集团公司高级专家,24年来,缪长喜带领团队先后承担过国家“973”计划、国家“863”计划、国家科技攻关和中国石化“十条龙”攻关等50余项重大科研项目,成功实现了苯乙烯催化剂及成套技术国产化,为我国大宗有机原料生产技术跨越式进步和精细化学品关键技术突破作出了重要贡献。
“简单地说,我的工作就是制作研究这些红色小颗粒,让它们始终保持活性,发挥出最大的能量。”初见缪长喜,他正在满是瓶瓶罐罐的催化剂实验室里忙碌着,“谈成绩还早,未来我们还要面对环保、节能、效益多重考验,要始终瞄准技术前沿,服务国家需要。”
催化剂的作用,是引领变化、点石成金。在缪长喜看来,干这一行,就得燃烧自己,做一颗永不失活的“催化剂”。
“用谁的技术,都不如用我们自己的技术来得踏实。”
苯乙烯是石化行业中最重要的有机原料之一,被广泛应用于合成树脂、合成橡胶生产。国外20世纪30年代就开始了对乙苯脱氢制苯乙烯这项技术的研究,中国直到20世纪80年代才开始启动。
1996年,缪长喜从复旦大学博士毕业加入上海石油化工研究院苯乙烯研发团队,承担的第一项科研任务就是负责GS-08新型乙苯脱氢制苯乙烯催化剂的研究。
回忆研发过程,缪长喜坦言“很磨人”。
“那时候实验条件没法和现在比,那时一共只有两套评价装备,评价速度慢、效率低,精准度也不高。”不过,这些都没有动摇缪长喜的信心和决心。
研发起步阶段,一年要做100至150个催化剂样品,往往只有两三个是好的,许多样品是经过周密计算的,整个团队都认为应该能够成功,但做出来偏偏就失败了。
“有的化学性能比较好,物理性能却不行,一下子就碎了,有的寿命不行。”缪长喜爱笑,就连谈到失败,也只是轻描淡写地一笑,“推翻自己是一个非常痛苦的过程,本来满怀希望,一次又一次失败,再一次又一次重来。”
当时,一些企业在催化剂研发和应用过程中为研发团队提出了许多难题,有些企业甚至直接叫国外公司来与他们竞争。
“我们开始为企业提供的催化剂,寿命在1年到1年半左右,国外公司参与进来,能提高到两年,这对我们的冲击非常大,有些催化剂订单直接失去,竞争非常激烈。”在这个过程中,缪长喜印象最深的还是国内技术与国外的差距。
“我们只有咬住牙坚持。”缪长喜说,“因为用谁的技术,都不如用我们自己的技术来得踏实。”
为了保证实验能够持续进行,缪长喜和整个团队全年无休,春节都在实验室加班。在当时,有一种制备催化剂的设备叫挤条机,需要手动旋转,缪长喜每天制备1至3次催化剂,每次都要连续半小时转动笨重的设备。由于长年重复这项工作,至今缪长喜右臂依然比左臂粗很多。
功夫不负有心人。短短一年半时间,缪长喜负责研究的GS-08新型苯乙烯催化剂突破了催化剂固钾、防流失等关键技术,解决了困扰企业多年的催化剂使用寿命短的难题,并形成包括催化剂组成、制备、应用方案在内的具有自主知识产权的一系列专利技术,彻底打破国外公司的技术封锁和市场垄断。
缪长喜又一鼓作气,借助基础研究的成果,带领研发团队陆续开发了一系列高收率、低水比、低压降、低温的新型苯乙烯催化剂。
工业应用结果表明,与进口产品相比,缪长喜团队的催化剂反应温度可降低8摄氏度,转化率提高1.6个百分点,价格仅为进口催化剂的一半,使用寿命最长达到57个月,创下世界纪录,引领世界苯乙烯催化剂的研发方向。
“要把国家需要的、市场需要的技术提前准备好,等要用的时候就能拿出来。”
进入21世纪,缪长喜根据世界苯乙烯行业发展趋势和企业实际需求,一方面推动国产苯乙烯催化剂更新换代、开拓国际市场,另一方面和相关研究单位合作攻关苯乙烯生产成套技术。
他带领攻关团队,在多个领域创造性地开展工作,彻底攻克了三联换热器泄漏的世界性难题,使换热器的寿命从原来的不到4年延长到12年以上。该换热器型一经试验成功,就在国内炼化企业广泛应用。
针对我国苯乙烯装置能耗高的突出问题,缪长喜带领攻关团队开发了基于能量耦合利用的节能降耗新技术。该技术在企业应用后,苯乙烯装置能耗降低23%以上,为企业节能减排和增产创效作出重大贡献。
如今,缪长喜和团队的科研成果已在56家企业实现工业应用,他主持研发的苯乙烯催化剂18次推广到美国、欧洲和中国台湾地区,成套技术对外许可25套,国内60%的石化企业用上了国产的苯乙烯成套技术。其中,茂名石化低成本乙烷裂解气制40万吨/年苯乙烯项目实现了装置大型化的突破,被列为中国石化“十条龙”攻关项目,标志着我国苯乙烯生产技术进入世界领先行列。
面对这些成绩,缪长喜憨然一笑:“这个还不是梦想达成,而是梦想开始发芽生长了。”
在他眼中,做科研一定要有前瞻意识,“要把国家需要的、市场需要的技术提前准备好,等要用的时候就能拿出来”。
面对世界范围内页岩气大规模开发、乙烯原料轻质化新趋势,缪长喜将目光瞄准丁二烯技术领域前沿,开始联合设计院布局研发丁烯氧化脱氢生产丁二烯新技术。
经过近3年的研发,2017年,丁烯氧化脱氢制丁二烯成套技术和催化剂在江苏斯尔邦石化10万吨/年丁烯氧化脱氢装置成功实现首次工业应用,单线生产规模世界最大,解决了物耗、能耗、效益、排放等关键技术难题,为我国发展该项技术提供了强有力的支撑。
最近几年,缪长喜特别注重基础理论研究,关注战略新兴技术的培育。他认为,未来氢能发展空间巨大,针对现有高压储氢技术存在的成本、安全性方面的问题,他从2015年开始指导团队开发新型氢能储运与转化技术,提出有机液体储氢这一解决方案,目前已完成储氢样机的研制并实现与燃料电池的耦合发电。该项目获得央企熠星创新创意大赛一等奖、中国石化创新创业大赛一等奖。
“科研不是让你在实验室里‘秀’技术的,必须深入生产一线,到现场去发现问题、解决问题。”
上海石油化工研究院有个著名的段子:“跟着缪长喜搞科研,肯定‘灰头土脸’。”
缪长喜的学生、38岁的上海院研究三部课题组长曾铁强对这句话的感受尤为深刻。
9年来,曾铁强跟随缪长喜跑遍了大江南北的装置现场。为了更好地服务企业、锻炼队伍,缪长喜给团队定下了一个规矩,技术服务必须24小时响应,两天之内赶到现场,根据企业需要,没有时差限制。
“老师总是身先士卒,经常带我们下到十几米深的反应器里参与催化剂装填,检查催化剂使用环境。”曾铁强说,反应器内密不透风、粉尘密布,通常半小时就要换一班,但缪长喜常常在下面一“闷”就是两三个小时,别人怎么劝都不肯出来。最后爬出来时,满脸粉尘,有时连体服也被剐破了。
参加工作24年,缪长喜坚持“周六保证不休息,周日休息不保证”。他经常和学生说:“科研不是让你在实验室里‘秀’技术的,必须深入生产一线,看看装置到底需要什么样的催化剂,到现场去发现问题、解决问题。”
妻子沈之芹对缪长喜这种没日没夜的工作常态“颇有微词”:“人回家了,心还在工作上,只要手机一响,半夜三更拎起包就走,一年有三分之一时间都在到处跑。”沈之芹说,每次出差回来,缪长喜都会主动“承包”家务活儿。想想他20多年就这样一直向前走,没法停下来,挺不容易的。
多年来,挖缪长喜的人很多,可他从未有过一丝动摇。2001年,缪长喜曾赴美国加州大学伯克利分校从事访问研究,师从世界表面化学之父、美国科学院院士绍莫尔尧伊。绍莫尔尧伊对这个勤奋的中国学生青睐有加,多次邀请他留在美国。面对导师的真心挽留、实验室前瞻性的科研项目、课题组良好的科研条件及丰厚的待遇,缪长喜婉拒了。
“我是一名党员,是国家培养了我,中国石化培养了我,无论我在哪,研究成果也只能回报国家,回报中国石化。”缪长喜坚定地说。