“废油”变高纯度燃油！央视揭秘！

石油

是重要的战略资源

我国每年大量进口石油

怎样将宝贵的石油“吃干榨净”？

 石油炼出汽油等轻质油品后

剩下的“油渣”怎么办？

5月6日 22:18

CCTV-10《创新进行时》栏目

播出纪录片——

《了不起的工程师  我让“废油”变“黄金”》

节目讲述了

首届“国家卓越工程师”称号获得者

沸腾床渣油加氢技术总设计师

方向晨

带领团队经过20年的钻研探索

让低价值的“渣油”变为高价值的燃油

推广后每年可产生千亿元的效益

点击视频观看完整节目▲

石油

不仅可以生产动力燃油

还能产出重要的化工原料

是世界各国极为重要的能源

然而黑色的原油从地底开采出来后

并不能直接使用

还需要进行复杂的催化反应

才能生产各类产品

而这

就是方向晨的工作

方向晨：“我们的日常生活桩桩件件可能都离不开化工，我们说炒菜锅，这按说跟我们化工没关系，但是不粘锅的涂层是我们化工的技术。女同志用的化妆品，其中主体的材料也是我们化工产品，更不用说我们衣食住行，我们衣服主要就是化工品。”

吃穿住行

这个五彩缤纷的人造世界

很多日常用品

都来源于黑色的石油

石油蒸馏加工后

会产生汽油、煤油、柴油等轻质油品

剩余的残渣则变成了渣油

渣油的杂质含量高

加工难度大

以往常被作为锅炉燃料烧掉

或生产沥青、焦炭等低价值产品

在石油中间

大概25%左右的是渣油

假如我们进口1000万吨石油

只有750万吨能够变成我们所需要的产品

如果我们把这250万吨的渣油也利用起来

我们就可以少进口石油

不仅如此

渣油的价值较低

把它变成汽煤柴油等这些化工产品后

就能实现大幅增值

2003年，作为一名从业20多年的石化工程师，方向晨意识到，如果能将渣油成功转化为可供利用的燃油，能大幅提高原油利用率。

然而，这个超前想法却遭到了多数人的质疑。

在石化领域，要进行这种新技术的研发，需要巨大的人力物力投入，仅建立一座实验装置，就需要上亿元投资。实验成果还需要在实践中依次迭代，一项技术经过二十多年的验证并不少见。

更关键的是，在当时很多人看来，这是一个不会有回报的决策。

在20世纪九十年代，原油价格还处于低位，到2003年也不过三十多美元一桶。投入巨量资金和时间去开发渣油，得不偿失。

因此，刚刚担任大连石油化工研究院院长的方向晨，决定投入上亿元进行这项实验时，身边人的不解和质疑成为最难的一关。

既要大胆创新，保证风险可控，同时也要着眼于未来。在方向晨看来，眼下这项备受争议的实验，在未来的价值或许难以估量。

石油是一种战略性物资，也是非常容易被人卡脖子的地方。

如果说我们能把这一部分渣油更好地更多地转化成石油馏分，那么把它充分地利用起来，我们就可以减少对进口原油的依赖。

面对质疑，方向晨第一个要解决的是，用什么技术将渣油转化成更有价值的高纯度燃油。

沸腾床

方向晨：“我们在开发技术的时候，在国内还没有人开发这个技术，在国外这个技术应用的也不是太广泛。”

眼前这个巨型装置叫

沸腾床

是方向晨他们花了15年时间

研发的实验装备

大铁罐里

石油和其他原料将完成一场

奇妙的化学反应

渣油变身成汽油、柴油等

更有价值的化工品

但是

沸腾床有一个核心组件

叫做高压循环泵

一直被国外技术垄断

造价昂贵，不易引进

且故障频发

方向晨试图找到一条新的技术路线

去掉这个泵

方向晨：“沸腾床技术在国外封锁的还是比较严的，同时在我们国家也没有进口的成熟的装置作为参照。对我们来说，尽管我们要开发沸腾床，但是我们不能走别人已经走过的路，我们必须要闯出一个自己的道路来。”

高压循环泵的作用

是让沸腾床中的原料流动起来

才能更好地进行化学反应

要想去掉高压循环泵

方向晨得想办法

让沸腾床里的原料自己动起来

这些颜色不同、形状各异的小颗粒

叫做催化剂

也是在沸腾床里的原料之一

它能加快化学反应速度

让原本黏稠的原油

转化为各种油品和化工原料

国外的沸腾床

用的催化剂是大颗粒条形的

由于催化剂颗粒较大

如果没有高压循环泵提供动力

沸腾床里的原料很难流动起来

方向晨以逆向思维想到一个方法。

方向晨：“如果说我们能把催化剂颗粒做小，小颗粒催化剂由于它能够更高效地进行流化，因此我们有可能把循环泵取消。”

这似乎是一个好主意。但此时的方向晨不会想到，要想获得小颗粒的催化剂，竟然要耗费他十年的时间。

10年造个小颗粒

这些白色颗粒

是制作催化剂的氧化铝

方向晨需要将它们变成

直径为0.5-0.7毫米的小颗粒

这相当于小米的1/10大小

但在

当时的石化行业中

并没有设备能制造这些小颗粒

将催化剂打碎变小

听起来似乎并不难

但氧化铝质地坚硬、极易松散

很难形成固定的形状

要将它制备成

大小均匀、表面光滑的小圆球

对机器的制作工艺要求极高

为此，方向晨他们调研了各个行业的类似设备，却都以失败告终。

几十轮的实验，氧化铝不是变成形状不规则的颗粒，就是被打成细碎的粉末，大小、形状的不可控，意味着方向晨他们无法有效预测沸腾床内的化学反应。

方向晨：“你想想看，我们要制备一个球，而且这个球的颗粒比小米还要小很多，我还要控制它这个球的范围不能大，也不能太小，要控制在0.5～0.7毫米，也就是0.2的毫米的误差范围内，难度是非常大的。这是一个非常好玩的过程，但是也是非常烧脑的过程。”

这种微球催化剂，最重要的是要保证颗粒均匀，不能大小不一，又要有足够的强度，表面光滑，防止化学反应时发生碰撞破碎，制作工艺极其复杂。

两年过去了，方向晨他们依然没能找到快速制作微球催化剂的方法。

2005年，中国经济高速发展，石油年消费量大幅增加。

方向晨当年的决策得到了印证，中国2005年的渣油产量2386万吨，如果真能变成汽油或柴油，将带来约550亿元的经济价值。

然而眼下，方向晨依然在与微球催化剂鏖战。

“日明再把旗旌整，莫待老年空白头。”这是1978年，方向晨初入大学时写的一首诗。

方向晨：“我为什么会愿意做科研？科研就是不断地需要挑战。我们毛主席曾经说过与天奋斗其乐无穷，与地奋斗其乐无穷。其他的我不知道，但与自然科学奋斗其乐无穷，这我是有体会的。”

最终

方向晨和同事们历经百余次实验

研制出了一个精密装备

成功生产出了微球催化剂

十多年的攻关

终于打磨出微型催化剂

但这还只是方向晨攻克难关的

冰山一角

催化剂更新了，配套的工艺装置也要更新换代，方向晨进行了大量模拟实验，成功改良了20世纪60年代老一辈科学家们发明的分离器，规划设计了新装置来引导反应顺利进行。

每次改造设计，背后都是好几年的重复实验和缜密的推演计算。

方向晨：“尽管我们现在在催化剂制备上取得了初步成功，但这只是万里长征的第一步。催化剂内部的性质，还有好多我们现在仍然不甚了解的地方。对于搞科研的人来说，任何一个成功都预示着要给自己找出新的目标，这样的话我们才能不断地进步。”

2014年

方向晨终于找到了

让低价值的渣油

变身成高纯度燃油的方法

转化率超过78%

如果这项技术得到推广

将产生千亿元的效益

2024年1月19日，方向晨获得了首届“国家卓越工程师”奖项。

“废油”大变身

如今，方向晨及团队开发的沸腾床渣油加氢技术，已经在陕西神木建造了50万吨级的反应装置，化率超过90%。为了更高效的转化技术，现在，他们依然拼搏在路上。

方向晨：“不虚此生。我这一辈子回忆起来还是做了一些事儿的，没有辜负了这一生。”

方向晨 沸腾床渣油加氢技术总设计师▲

致敬

了不起的工程师们！

end

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来源丨CCTV-10《创新进行时》栏目 

编辑丨秦阿琪 刘锦妍 林妍

审核丨高宁 刘江波

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