东北网双鸭山7月10日讯 世纪之交,我国炼油业遇到一连串的难题——由于国内外环保标准的提高,对汽油品质的要求也越来越高;我国重质原油比重越来越大,炼油业急需提高综合利用水平;聚丙烯市场需求旺盛,炼油业急需提高丙烯产量等等,而被誉为“点石成金之术”的炼油催化剂技术面临前所未有的挑战。
此时,从中国石油化工研究院在大西北的一家简陋的催化剂研究机构中,勇敢地站出一位年轻的“小人物”高雄厚,带领一群同样年轻的科技人员,在前辈专家研究的基础上,用不到10年时间,陆续研发出5个系列10多个品种的新型炼油催化剂,在清洁汽油生产、重质油高效转化、提高丙烯产量等方面破解了诸多难题。
由此,高雄厚及其团队在2004年和2008年连续两次获得国家科技进步二等奖,先后被命名为“甘肃省科技功臣”、中国石油“杰出科技工作者”,2008年还荣获何梁何利基金科学与技术奖。更为难得的是,他使自主创新人格化,其独特的创新品格、创新理念和创新方法,引起人们广泛关注和深入思考。
困境磨砺出独创的品格
高雄厚1963年生于陕北米脂。从学生时代开始,他就显露一种“怪异”的个性。不愿接受“填鸭式”的教学方法,喜欢独立思考。能独立钻研的数理化成绩一直名列前茅,上中学就开始自修大学课程;但英语等需跟着老师学习的课程却一直拖后腿。
高中毕业没考上理想的大学对他打击很大,他立志要考研究生。在陕西师大由防空洞改成的地下室里,他专攻英语,一天强记100多个单词,两年强记了1万多个。5平方米的地下斗室常常把他闷得头昏恶心,他依然矢志不渝,坚持不懈。
功夫不负有心人,他顺利考上了兰州大学化学系硕士研究生。一些同学惊奇地向他讨教“秘诀”,他说,我早就确定了考硕士研究生的目标。不过,因只会动脑,不会动手,他只得从有机化学合成专业转到物理化学专业。
大学毕业分配到兰州炼油厂炼制所做评价工作时间不长,他的科技论文就在比赛中获得第一名。当时大西北的研发条件很艰苦,只能用农用三轮车拉催化剂原料。研究所的前辈专家格外勤奋,使高雄厚深受教育。但受条件限制,研究所多年难以取得重要科研成果,很多人不安心做研发工作,他也只能长期做“配角”。
无法直接参与研发,高雄厚就独自潜心钻研国内外各种炼油催化剂的专利技术及相关专家的资料。中国的、外国的,中文资料、英文资料,10年时间内,他研究了300多种专利技术和十几位有影响的专家,有时一项专利技术研究半年时间。
前几年,他只是钻研每项专利的研究导向、技术路线及具体方法,没有形成综合认识,后几年逐步琢磨出一些科技创新的规律。他体会最深的,一是科技创新往往是从小处入手取得大的突破;二是重要技术往往是用最简单的方法解决最复杂的难题;三是重大突破往往产生在各种学科边缘;四是所有成功的技术都是无数失败的结晶。
他印象最深的是一位国外科学家,在研究“正碳离子理论”时就是从一个点上取得突破,从而获得诺贝尔奖。由此,他深切地感受到:“自主创新就好像是在针尖上舞蹈”。这些研究不仅使他对科技创新规律有了深入理解,中外许多科学家的创新品格也磨砺了他独创的个性。1997年,在中国科学院兰州化物所取得博士学位后,他又毅然决然地回到了“摇瓶子”的催化剂研究岗位。
危局锤炼出创新的韧性
1999年,高雄厚久经磨砺的独创个性终于有了发挥的机会。
为了减少汽车尾气对环境的污染,国家颁布了新的汽油质量标准,严格限制汽油中的烯烃含量,国内绝大部分炼油企业的汽油产品都面临着烯烃含量超标而不能出厂的困境。发达国家一直用调和方法稀释汽油中的烯烃,我国则主要依赖催化剂技术的创新。如果改用调和方式,需要大幅调整炼油装置结构,资金投入巨大,时间也来不及。
高雄厚所在的催化剂研究所,研发设备陈旧,科技人员很少,又缺乏重要技术积累,而且研发时间急迫,只有4个月的期限,还要面对外部研发机构激烈竞争的压力,但是,困境反而激发出高雄厚长期集聚的韧劲,他不愿放弃难得的机遇,勇敢挑起项目组长的重担,带领一群年轻的科研人员,义无反顾地投入新的催化剂技术攻关。
任务是1999年11月9日正式接受的。开始两个月,高雄厚只是查阅资料,探索机理,寻找突破口,直到次年春节还没有理出一个头绪。就在攻关遇难的当口,他先后有幸得到了我国炼油催化应用科学的奠基人闵恩泽院士,有机化学工程专家袁睛棠院士,以及高雄厚的恩师毛学文等的指点,使他豁然开朗:传统的催化剂是把已生成的烯烃转化为其他产物,以达到降烯烃的目的,难道不能突破这种技术路线,从源头控制烯烃的生成?
于是,他深入研究减少烯烃生成的反应环境,首次提出减少烯烃生成的反应模式,并力图开发出改性分子筛新技术,从源头上降低汽油中的烯烃含量。他不善于做化学实验,但与有着丰富实验经验的实干家张忠东、刘从华、庞新梅等组成“黄金搭档”,在前辈专家研究的基础上,开展了一次又一次的实验,接连失败10多次,终于用4个月时间,取得小试和中试成功。
实验的成功只是起点,更为艰难的是实现工业化生产和应用。按高雄厚的方案投入生产时出现意想不到的麻烦,分子筛被粘在生产线上,只能用人工一点点往下刮。当天正好下暴雨,高雄厚的心情比暴雨还急。他们冒雨取回样品,通宵达旦研究改进方案,第二天再试生产,终于成功了,并连续生产160吨。
新催化剂生产出来了,能不能在实际炼油生产中应用又是一道难关。任何一个坎迈不过去,新催化剂都可能胎死腹中。第一次争取在家门口的兰州炼厂试用。厂领导和生产技术部门负责人三四十名召开会议,听取高雄厚的技术介绍,并回答各种质疑,那阵势真有点像“舌战群儒”。通过艰苦工作,终于取得试用通行证。
又经过多次艰难的工艺调整,第一次工业应用终于获得成功,它不仅标志着我国可以低成本生产清洁汽油,而且使高雄厚提出的“减少烯烃生成的反应模式”在理论上占领了本研究领域的制高点。
竞争激发持续创新的激情
然而,走向市场的第一步无疑十分艰难。虽然接连取得成功,但由于新催化剂同高雄厚一样,当时还名不见经传,哪家炼油企业都不敢承担风险,贸然使用。因此,新型降烯烃催化剂没能走出兰州,也没有真正走向市场。
一天,正躺在家里休息的高雄厚,突然接到一个紧急电话:西北某炼厂要采取公开招标的方式选用降烯烃催化剂,德国巴斯夫等国内外最知名的几家催化剂生产企业都前往投标,招标技术交流会马上就要在该炼厂举行。
已被连续奋战累得内分泌严重失调,持续高烧不退的高雄厚,虽然病体难支,但也强打精神,立即飞赴该炼厂,与先期到达的销售和科技人员沟通情况,连夜准备技术资料。第二天清早,他拖着快要虚脱的病体毅然走上讲台,第一个进行招标演讲。
此时,他看到台下国内外大企业和用户代表各种复杂的目光,深感这是第一次与众多强手开展面对面竞争,心头涌起一股无法抑制的激情,不慌不忙、不卑不亢地介绍新型催化剂的技术机理和优良性能。40分钟的演讲,几次被热烈的掌声打断。他们研制的催化剂终于独家中标。高雄厚说:“这是我一生中最精彩的一次演讲。”
但是,没等高雄厚高兴多久,新型催化剂在使用中发生问题,装置波动十分严重,炼油企业甚至要求立即停止使用,首次闯市场的命运岌岌可危。高雄厚对催化裂化装置构造及工艺流程早已钻研很透,曾根据研究做过装置的数学模型。他提出要按照新催化剂的要求改进操作工艺,并让盯在现场的张忠东找到炼厂耐心做工作。
不过,炼油生产需要满负荷运转,调整操作工艺风险很大,可能导致全面停工,甚至带来巨大的经济损失,炼厂领导十分犹豫。张忠东凭着他一脸的真诚,反复说明情况,炼厂领导深受感动,同意调整操作工艺。身在兰州的高雄厚,一直与现场保持电话联系。整整两个小时,当听到一声“成功了”的报告,他坐在椅子上半天都起不来。
在向市场迈出第一步后,高雄厚和他的团队乘胜前进,陆续开拓了西北市场、东北市场,并向南方市场挺进,国内市场占有率最高达到60%以上,为我国炼油行业生产清洁汽油、实现产品质量升级换代提供了强有力的技术支撑,也使兰州石化催化剂厂取得了质量第一、销量第一、市场占有率和经济效益第一的喜人业绩。这种降烯烃催化剂在技术上达到国际领先水平,国外不少催化剂企业纷纷前来开展技术交流,寻求技术合作。
此后,为了提高重质原油的综合利用水平,高雄厚和他的团队在前人研究的基础上进行持续探索,以高岭土原位晶化工艺为基础,通过自主创新,有效提高了原位晶化型催化剂的重油转化和抗重金属能力,开发出拥有自主知识产权、符合炼油工业发展要求的新型原位晶化催化剂及成套工程化技术,申报国内外发明专利12项,在国内最先掌握了这一领域的核心技术,在兰州建成世界第二套原位晶化催化剂工业生产装置,产品总体性能达到国际先进水平,先后在国内外56套装置上成功应用。
近几年,聚丙烯市场需求旺盛,国内丙烯供不应求,需从国外大量进口。为了提高国内丙烯产量,高雄厚和他的团队又立即围绕增产丙烯的催化裂化技术展开攻关。他基于胶体粒子间的相互作用及电性匹配原理,创造性地开发了多孔粘结剂新材料、硅溶胶载体等10项专有技术,率先实现了硅溶胶类载体催化剂的工业化,填补了国内空白,开发了国内炼油企业急需的系列增产丙烯的催化剂和助剂新产品。应用这种催化剂可使丙烯收率提高50%,助剂可为炼厂增加经济效益上亿元,并为我国炼油化工一体化开辟了新途径。
这些核心技术的开发,大大促进了我国催化裂化催化剂领域的技术进步,提高了国产催化剂的国际市场竞争力。作为技术带头人,高雄厚主持的“新FCC汽油降烯烃催化剂的研制与工业化”和“原位晶化型FCC系列催化剂国产化成套技术开发”,在2004年和2008年两度荣获国家科技进步二等奖,还先后荣获10项其他省部级科技成果奖。他在国内外学术期刊发表论文37篇,申请包括美国发明专利在内的专利28件,其中80%实现了工业化。
在针尖上跳出更加绚丽的舞姿
谈起取得这些成就的原因,熟悉高雄厚的人,对他提出的几种“理论”常常津津乐道。
其一曰“针尖理论”:他说,“自主创新就好像在针尖上舞蹈”。要能在针尖上跳舞,需要有很高的艺术技巧。高雄厚的技巧是“逆”与“顺”的辩证统一。他常常用难以捉摸的逆向思维寻找技术创新的突破口,探索尚未发现的客观规律。一旦发现了客观规律就严格“顺着”规律办事。有人说他“怪”,他“怪”就怪在这种“逆”和“顺”的完美结合,绝不是胡来。他说,如果不按规律办事就会一事无成。
其二曰“土豆丝理论”:他说,炒一盘土豆丝看来很简单,但要炒就炒出一盘极品土豆丝,要从选材、切丝到炒菜每个环节都做到极致。有人说他对科技创新充满激情,有时琢磨一个问题,几天几夜通宵达旦不睡觉,对每一个技术机理、技术路线和技术方法都做到极致。他喜欢打乒乓球,如果输了一次,他会琢磨几天想出一个新招赢回来。
其三曰“卒子理论”:他说,每个科技人员都要像一个卒子,恪尽职守,精通本职,义无反顾,勇往直前。高雄厚所带领的团队没有什么“高人”和“全才”,但有很多倾毕生之力精通一个岗位技术的专家。他自己能钻研理论,也会开拓市场,却不会动手做实验,但他与“远看像民工,近看是高工”、很会动手的张忠东组成“黄金搭档”。因此,人们说他“把人琢磨透了,把兵用活了”。
高雄厚目前已是中国石油天然气集团公司的高级技术专家、石油化工研究院兰州研究中心主任,率领十几个研究所五六百名科技人员在石油化工技术方面持续奋力攻关。有人称他为技术领军人物,他却说“我只是从课题负责人在向技术领军人物过渡”。他认为,作为技术领军人物,要有原始创新,理论创新。他给自己今后提出的目标就是要“建立重油高效转化新理论体系”。听到这一设想,他的团队成员都兴奋得热血沸腾、手舞足蹈。
有人问他为什么能在大西北连续奋斗20多年,他说:我本来是从陕北农村走出来的苦孩子,能在现在的岗位上为科技进步作点贡献就很满足了。特别是组织上给予了我很多的荣誉,中国石油集团公司科技管理部、炼油与化工分公司以及兰州石化公司等一直对我的热诚关心、大力指导和积极帮助,始终激励着我,鼓舞着我,暖在我的心间,我无以回报领导和同事们对我的付出,我的根在大西北,我的事业在大西北,我要扎根于这片沃土,奉献自己的一腔热血,这是我的价值所在。
看来,高雄厚和他的团队,还将在大西北的沃土上,在自主创新的针尖上,跳出更加绚丽的舞姿!(何绍改本报记者杜 英)
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