当科学家是他的梦想,既不妄自菲薄,也不妄自尊大,走前人没有走过的路才能实现梦想

刘红星,1976年出生,中共党员,现任上海石油化工研究院(简称“上海院”)研究一部主任,教授级高级工程师,中央企业劳动模范、国家中青年科技创新领军人才、中央企业优秀科技创新团队负责人,他参与研发的“高效甲醇制烯烃全流程技术(S-MTO)”荣获国家科技进步一等奖。

乙烯和丙烯是化学工业的基石,其主要原料是石油,传统生产是通过石油加工裂解得到。我国是一个富煤少油的国家,能否以煤炭为原料生产乙烯和丙烯?该怎么解决这个难题?答案就是甲醇制烯烃技术(S-MTO)。该项技术的开发,是对传统石油制烯烃技术的突破,对于国家,有效减少了经济活动中对石油的单一依赖;对于中国石化,可以凭借该技术进入新型煤化工业务领域,实现提质增效、转型发展。

刘红星所在的甲醇制烯烃技术团队,是由中国科学院院士谢在库作为学术带头人、组织中国石化数百人成立的创新团队,他们在技术上打破常规,开展原始创新,运用跨界思维,博采众长,进行联合攻关。19年间,S-MTO技术已有大成,刘红星也凭借着扎实的理论功底和不懈的勤奋付出,成长为该项目的核心骨干,成为新型煤化工领域的专家。

 

当科学家是他的梦想,既不妄自菲薄,也不妄自尊大,走前人没有走过的路才能实现梦想

刘红星在读中学时就喜欢化学。在填报高考志愿时,他选择了华东理工大学化学工程系,立志成为一名科学家。但是,说起对S-MTO的这份情,还要追溯到他2000年在上海院攻读博士学位的时期,当时,所作的论文方向正是S-MTO研究。

这一时期,上海院对S-MTO的研究刚刚开始,装备都很简单,实验室条件也有限。他经常双手拎着研制的催化剂样品到处寻找马弗炉,希望有人能借给自己用,从200毫升、2升、10升釜,一步步进行合成晶化试验。他还用葫芦吊做过10升釜,釜非常笨重,全靠手工拉动,一次实验做下来就要大半天的时间,从实验室走出来,经常已是深夜。那时,他和同事用手电筒照亮回宿舍的路,有时忘了带,就一脚深一脚浅地摸回宿舍。他和同事们开玩笑说,这可真像咱们的工作性质,整天摸着黑找路。科研工作的确如此,一旦从事独辟蹊径、从无到有的创新,那绝非只是辛苦,更多的时候是孤独,甚至是痛苦。一天到晚倒腾大瓶小罐,到底能不能成功?国际顶尖团队都没有解决的问题,我们能行吗?每一个科研工作者都经历过这种彷徨。但他从未放弃过,以他的话讲,“科研创新向来都是九死一生,可就算再高的山头,我也要攀!再难的课题,我也愿意为之一搏!”

终于在2003年,实验室小试的催化剂效果已经接近国际水平。但是,走不出实验室的技术不能称为关键核心技术。2005年初,刘红星和团队开始做中试研究,放大后的现场比实验室复杂很多,在28公斤左右的高压下做实验,危险性不言而喻,他们必须盯在现场,不能出现任何问题。这个过程中,他的手机24小时开机,随叫随到,没有周末和节假日,甚至半夜三更都要赶来,这种日子一过就是一年多。有时,一个夜班下来,查看实验数据、查看实验进展、查看设备情况,白天还要继续进行数据分析、技术研讨,困了就窝在椅子上打个盹,醒来接着干,没有人喊累,没有人埋怨,更没有人退缩。环境艰苦,过程艰难,但“三老四严”、“苦干实干”的石油精神不能变,上海院科研人艰苦创业、严谨求实的精神不能变,“每一个数据都是承诺”是最基本的遵循。寒来暑往、春去秋来,原来梦想在奋斗中可以如此清晰,原来汗珠也可以如此掷地有声。

 

冲在前、抢在先,勇于攻坚克难、追求卓越,才能获得成功

随着国民经济水平不断增长,乙烯消费量大幅提升,寻找石油能源替代品的呼声越来越强烈。为服务国家能源战略、降低我国石油对外依存度,中国石化决定发展新型煤化工产业。此时,他和团队深深地感觉到S-MTO实现产业化的机会来了!

2007年,燕山石化3.6万吨/年全流程工业试验装置开建,为了加快科研进度,刘红星和团队尝试将1立方米中试扩大到5立方米。就在此时,实验却屡遭瓶颈,整个科研团队面临巨大压力,饱受煎熬,因为每做一釜催化剂都是成本,最珍贵的就是时间成本,科技竞争就像短道速滑,我们在加速,对手也在加速,最后要看谁的速度更快、谁的速度更能持续。作为中国石化的科研工作者,作为一名共产党员,刘红星深知遇到困难绝不能气馁、更不能退缩,哪里有问题,就要出现在哪里,主动冲在前、抢在先,要用实际行动把忠诚担当镌刻在科研现场。

2007年大年初一,别人在走亲访友,刘红星和团队却仍在实验室进行技术讨论、在装置现场排查实验失败的原因。从原料杂质分析,到传质传热参数排查,再到晶化过程现象分析,困难重重,他甚至越发觉得那一年的冬天格外漫长寒冷。但是团队成员们总是相互鼓劲,嘴上说着过了这个坎儿就去吃一顿热腾腾的饺子,实际上每个人都挪不开脚步。为了啃下硬骨头,刘红星和团队协力攻关、废寝忘食,连续奋战3个月,终于在5月3日,第一釜催化剂制作成功!他们马上装车,将样品送到燕山石化中试现场,当实验室传来消息——各项数据达到先进水平!刘红星百感交集,激动地流下了眼泪!

 

大胆假设、小心求证,不懈的坚持与足够的耐心,是赢得胜利的基石

经过之前的努力与付出,他们积累了大量的数据支撑和实战经验,为之后的工作打下了坚实的基础。2009年,刘红星和团队将晶化釜放大到15立方米,一直沿用至今。这也标志着中国石化具备了大型生产能力。之后,2011年10月9日,中原石化60万吨/年甲醇制烯烃装置投料开车一次成功,并于7个小时后取得了合格的乙烯、丙烯产品。标定结果,甲醇转化率达到99%以上,乙烯加丙烯的碳基收率达到81%,乙烯、丙烯和丁烯的三烯收率达到了91%以上。2012年11月1日,中国石化专家组鉴定认为,项目达到国际领先水平。

然而,他们依旧面临考验,就是如何从科研成果到大规模工业应用转化。对于S-MTO全流程技术而言,环环相扣,细节难题很多,没有前路可循、没有经验可以借鉴,每一个技术问题要反复推敲,小心求证。从5立方到15立方,从1.2万吨到120万吨……。他们在S-MTO工业化应用的路上爬过一个又一个坎。2016年在南京,3000吨/年催化剂装置经历了长达七个月的质量调整,不仅对技术提出了高标准严要求,更是对心志的极大考验。这半年时间,刘红星和团队几乎每天在生产装置上筛查原因,在流水线上严抠细节,对每个环节进行检测,发现了很多实验室难以测评的现实问题,“过五关斩六将”都不足以表达过程的复杂艰难。但实践证明,日复一日的坚持,量变到质变正在悄然发生,一点点比对实验数据,一个个调整装置参数,最终,他们排除万难,保证了装置正常运行。2016年10月和2017年8月,采用自主技术建设的中天合创S-MTO装置两条生产线分别开车成功,标志着中国石化煤制烯烃示范基地全面建成!

在集团公司研究-设计-生产-建设团队的共同努力下,S-MTO项目历经多年持续创新,取得了多项重大的技术突破;在近五年为企业新增产值308亿元,新增利润45亿元,经济效益显著。

 

习近平总书记指出“人民的需要和呼唤,是科技进步和创新的时代声音”。

转瞬间,S-MTO全流程技术从无到有再到工业化应用,刘红星将工作的19年时间交给了这项研究。谈及成绩,他谦虚地说,“虽然取得了一些成绩,但我深知这些都是建立在前辈们大量默默无闻的前期研究工作基础上的,正是因为站在了他们的肩膀上,我和团队才有幸摘得了这颗科研宇宙的明星。”

刘红星认为,他很荣幸,工作在一个科学氛围严谨、科研体制开明的集体中,也很自豪,他的身边有数不清的科研工作者楷模。“正是他们,教会了我只有把科研方向同国家的需求、人民的需要牢牢结合,才能真正实现创新价值、实现创新驱动发展;正是他们,将新时代科学家精神镌刻在石化发展的丰碑上,激励我不断攀登追求真理、科学报国的高峰。”

 

从事科研工作近二十年,至今刘红星还坚持着一个习惯,就是每天入睡前回顾一遍工作进度,想到难点、灵感就写下来,小小的手机备忘录里记载了他大胆的猜想和工作的点滴。S-MTO的研究只是刚刚推开了大门,未来还有广阔的空间等待探索,在科技创新的“考场”上,他永远没有“交卷”的时间。“每当我明确了研究目标、规划了实验路径,走在了实现创新的路上,那么与困难的碰撞只能是它输我赢。”这是他的豪情,更是奋力拼搏、潜心钻研得来的自信。

“石化发展,科技先行。”作为新时代的科研工作者,刘红星们深知责任重大,使命光荣。他们用十余载的青春和汗水才推开了S-MTO的大门,他们将继续上下求索、不懈努力,牢牢把握科技发展和产业变革大趋势,加强重点领域科技攻关,努力实现石油石化技术向“并跑”“领跑”转变,加快打造竞争新优势,为中国石化实现全面可持续发展、建设世界一流能源化工公司做出新的更大的贡献。