科研是人生快乐的源泉——记2017年度集团公司科技创新功勋奖获得者郭蓉

    “科研取得突破的时候,就是我最快乐的时刻。”这是抚顺石油化工研究院加氢技术研发中心主任郭蓉常常挂在嘴边的话。工作27年来,郭蓉不服输、不怕苦、不怕难,在馏分油加氢技术研发方面攻克一个又一个难题。她牵头研发的柴油加氢催化剂,不仅仅为我国生产更加清洁的国4国5柴油提供了坚实的技术保障,更因重要的理论创新赢得国际同行的肯定与点赞。

     勤奋与执着是她的座右铭

    郭蓉的故乡是重庆江津,她大学前的时光都在这里度过。家中排行老大的郭蓉,下有一弟一妹。家庭清贫,责任在肩,让她意识到,唯有奋斗,才能改变命运。初中时,学校开了化学课,郭蓉尽管学习努力,但考江津中学的时候,化学只拿到43分。

    变化开始在高中出现。郭蓉的化学成绩虽然不优秀,但她对问题刨根问底的精神让人印象深刻。好几次,因为搞不懂化学题,郭蓉着急得直掉眼泪。看到勤学好问的郭蓉,化学老师让她加入化学兴趣小组。和小组成员第一次来到实验室,烧杯量具、药剂药粉,直观的化学反应,这些东西如有魔力一般,深深吸引了她。兴趣是最好的老师,高中一年级第一学期中期考试还是班里中下游的郭蓉,在期末考试中,成为化学第一名。

    之后几年,化学第一就是郭蓉的标签。考大学时,郭蓉听从老师的建议,以高分考取了华东石油学院(中国石油大学华东校区前身)应用化学专业。四年时间,她继续徜徉化学世界,不断吸取知识养料。

    1991年,大学毕业的郭蓉分配到了抚顺研究院,开始了她的科研生涯。

    一开始,郭蓉对未来充满迷茫。她不知道,作为一名女性,能否在科研领域有所作为。

    进院不久,郭蓉所在的研究室请来当时的女催化剂专家赵炎分享经验。23岁的郭蓉听得如痴如醉,备受鼓舞,心里觉得,同样作为女性,赵炎可以,她也可以。成为一名催化剂专家并为科研奋斗一生的种子就此萌芽。

    抓住时代机遇,推动中国柴油清洁生产

    郭蓉说,她自己很幸运,时代的发展给了她成才的机会。20世纪90年代后,中国经济飞速增长,石油消费大量增加,人民对更加清洁油品的需求也更强烈。郭蓉带着团队研发出一系列柴油深度脱硫催化剂,帮助中国石化摆脱对国外催化剂的依赖,为中国柴油质量升级做出巨大贡献。

    1992年,郭蓉开始参与第一个重大的催化剂项目。由于当时生产企业不具备生产三叶草催化剂能力,无法把实验室产品变成工业产品。抚顺研究院决定自行采购装置进行工业放大实验。冬天北风呼啸,漫天雪花,郭蓉和她的团队伙伴,骑着自行车一扭一扭前往车间进行查看。在粉尘飞扬和散发着浓烈氨气味的生产车间,郭蓉提问题、做记录、查资料,虚心学习,不断总结,及时调整各种参数。在大家努力下,一吨合格的催化剂产出来了。通过这一次,郭蓉接触到了催化剂制备的全流程工艺,为她今后的科研攻关奠定了坚实基础。

    1997年,面对国内原油劣质化、含硫高的特点,郭蓉带领团队研发出FH-98催化剂,满足了大庆、齐鲁、安庆等多家炼油企业产品质量升级和扩能改造的需求,在国内40多家企业50多套汽柴油加氢装置实现工业应用。

    加氢催化剂由70%的氧化铝与30%的活性金属组成。氧化铝是催化剂的载体。当时,大多数中国高端的催化剂都采用进口氧化铝,不仅成本高,而且后续改性措施受限,无法满足开发更高活性催化剂及降低成本的要求。从2002年开始,郭蓉带着团队一心扑在国产氧化铝的攻关上。

    由于氧化铝干胶合成过程需要连续实验,中间不能停,而当时单位未配备食堂,为了不影响实验,郭蓉为团队买了一口电饭锅,大家中午煮挂面解决吃饭问题。这一熬,近两年过去了。失败、总结、改进,在无数个样品实验中,终于诞生了合格的国产氧化铝。

    以该国产氧化铝为基础,面对高硫、高氮柴油生产低硫柴油的急迫需求,她成功开发出首个钨-钼-镍-钴四组分深度加氢脱硫催化剂(FH-UDS)。该催化剂在适宜的工艺条件下可以生产不同硫含量的低硫柴油和超低硫柴油,性能优于国外同时期钼-钴和钼-镍类双组分催化剂水平。

    “长久以来,大家都对柴油脱硫技术缺乏自信。总觉得我们比国外落后。郭蓉的突破,让我们对中国生产高品质清洁柴油有了底气。”抚顺院负责人表示。

    打破传统理论模式,走出中国柴油催化的新路径

    “你这样的模式,与国外是相反的,能行吗?”部分国外公司的柴油加氢催化剂装填,都是反应器上层采用钼-钴催化剂,先进行脱硫,下层采用钼-镍催化剂,再进行脱氮、超深度脱硫。但郭蓉提出了完全颠倒的工艺流程,让不少研究人员大跌眼镜。

    面对质疑郭蓉并未退却。她用深厚的理论知识向大家解释,国外先用钼-钴、后用钼-镍催化剂,加氢反应过程会产生大量热量,下床层高温区钼-镍催化剂更容易受热力学平衡限制,严重影响催化剂的生命周期。如果流程反过来,采用全新强化烷基转移功能发挥的催化剂级配技术,下部高温区装填高温下烷基转移功能强、稳定性好的钼-钴催化剂,使脱氮反应在上部低温区完成,降低氮化物影响,而烷基转移脱硫则在下部高温区实现,可解决大分子硫化物高效脱除的世界性难题。理论完全可行,大家被郭蓉的话打动了,说干就干,强化烷基转移脱硫的柴油超深度加氢脱硫催化剂级配技术(S-RASSG)旋即问世。

    炼油企业普遍反映,比进口催化剂使用周期还长,生产也更加稳定。国内炼油企业纷纷采购进行国产化替代。“拿到国外去评价,让同行见识我们的催化剂水平”,市场的一片好评,让郭蓉自信满满。

    一盆冷水泼来。2007年,国外机构评价显示,FH-UDS催化剂性能一般,顶多算二级催化剂。

    原因在哪里?分析评价条件及原料性质,发现国外公司使用了更加重质的重柴油进行测评,硫分子直径更大、结构更复杂,而郭蓉送检的催化剂按照国内条件研发,孔径偏小,脱硫效果受到影响。

    痛定思痛,郭蓉团队推出升级版FHUDS-5催化剂,适应更加苛刻的油品,提升催化剂孔径和活性,进一步增强脱硫效果。英国BP等多家国外石油公司将该催化剂评为世界一流或顶级,标志着中国石化柴油加氢催化剂跨入世界领先行列。

    到目前为止,FHUDS系列共计6个牌号的柴油深度加氢脱硫催化剂已在国外5套、国内80多套次柴油加氢装置实现工业应用,加工能力超过6000万吨/年, 满足了炼油企业生产低硫柴油的需要,创造经济效益超过6亿元。

    “每一次的挫折都是新的突破机会,虽然痛苦,但是回想起来,真正的进步都脱胎于挫折。”郭蓉说。

    在推动中国柴油催化剂不断进步的同时,郭蓉也开始将自己的科研经验分享给更多人。她从每件小事做起,竭力为年轻人提供科研支持。“科研是传承与突破的工作,只有年轻人不断档,接续起来,才能持续突破。”

    去年,在北京举行的炼油核心装置专家培训班,郭蓉作为催化专家班的班主任,安排课程、教学授课,完全融入传道授业的角色中。

    在获得集团公司科技功勋奖后,郭蓉在抚顺石化研究院的经验分享会上几度哽咽。回想27年的科研心路历程,她感慨万千。27年前,当一个催化专家的初心,如今已然成为现实。集团公司对科技工作者的重视,也让她倍感温暖,归属感极强。

    她说:“一个人取得成就,个人努力是一个方面,但更重要的是平台,正是在中国石化这个大舞台,我才绽放出耀眼的光彩。”

    (转自:中国石化报 2018年3月8日)

 

 

信息来源: 
2018-03-08