范瑛琦的求索之路

中石化石科院范瑛琦帶領團隊攻堅克難，助力酯化法環(huán)己酮等四項技術落地生根。

今年41歲的范瑛琦自2009年進入中石化石油化工科學研究院有限公司（簡稱石科院）工作以來，始終奮戰(zhàn)在石化行業(yè)科技創(chuàng)新一線。

從初出茅廬的青年工程師到如今的石科院化工方向工藝包開發(fā)負責人，她先后推動了生物柴油、乙苯成套技術、環(huán)保型環(huán)氧氯丙烷、酯化法環(huán)己酮4項化工技術從實驗室走向廠房、從圖紙變?yōu)楝F(xiàn)實。

承擔3項“十三五”“十四五”國家重點研發(fā)計劃子課題、3項中國石化“十條龍”攻關項目、多項省部級課題，主持開發(fā)6套國際國內(nèi)“首臺套”工藝包，轉讓20余套化工領域工藝包，獲得40余件國家授權發(fā)明專利……

一個又一個的榮譽點亮了范瑛琦15年的奮斗足跡。2024年11月，她被授予第十六屆侯德榜化工科學技術獎青年獎。

“科技創(chuàng)新絕不僅僅是實驗室里的研究，要讓更多創(chuàng)新鏈上的‘好技術’變成產(chǎn)業(yè)鏈的‘新應用’，這樣才能使科學研究轉化成推動經(jīng)濟社會發(fā)展的現(xiàn)實動力。”她說。

初識化工：夢想的起點

化工工藝設計是一個既神秘又充滿挑戰(zhàn)的領域，范瑛琦懷揣對化學的熱愛和對工藝設計的憧憬，踏入了這個充滿未知的世界。

在大連理工大學獲得化學工程專業(yè)碩士學位后，她選擇加入石科院工作。談到自己的初心，范瑛琦笑稱：“上學的時候，我就夢想有朝一日能夠親眼見證自己的精心設計從藍圖變成現(xiàn)實?！?/p>

從小試試驗到中試設計、從工藝包開發(fā)到與設計院對接、再到技術推廣和生產(chǎn)企業(yè)現(xiàn)場服務，這是一項石化新技術從開發(fā)到應用的全鏈條，也是范瑛琦的工作內(nèi)容。將一卷卷的圖紙變成管線林立的裝置，這是不亞于“神筆馬良”的科學魔法，也是極大的工作挑戰(zhàn)。

在化工設計中，豐富的工程經(jīng)驗是設計成功的關鍵。有許多知識是從書本上學不來、在實驗室里想不出的。對范瑛琦來說，唯有實踐出真知、唯有實踐長真才。

參加工作后，范瑛琦不畏酷暑嚴寒，經(jīng)常加班加點，長時間蹲守現(xiàn)場，虛心向行業(yè)前輩、同事和工人師傅們請教，在化工新工藝開發(fā)、裝置建設和裝置開工過程中不斷磨礪提升自己。

“我們開玩笑說，我們和小范是‘低頭不見抬頭見’。無論是新工藝開發(fā)還是小試，無論是中試、模試還是工業(yè)裝置開車，不管我們在干什么，總能看到她邊學邊問、邊學邊干?！笔圃簩＜?、正高級工程師楊仁建回憶道。

如何將書本上的理論知識應用到管線林立的煉化企業(yè)？如何將工藝計算、設備設計、健康環(huán)保等與小試、中試和工業(yè)裝置作為一個整體通盤考慮？如何從工藝計算的角度指導小試、中試實驗開發(fā)、用中試和工業(yè)裝置數(shù)據(jù)作為驗證和調(diào)整工藝計算的依據(jù)……面對這些難題，她逐漸摸索出了自己的心得。

固定床、徑向移動床、磁穩(wěn)定床、管式反應器、釜式反應器、管式反應器……各種型式反應器她熟稔于心；萃取、精餾、膜分離、結晶、移動床吸附、變壓吸附……各種分離單元她胸有成竹。

精誠所至，金石為開。在不斷的學習中，范瑛琦積累了豐富的設計經(jīng)驗和專業(yè)知識，為日后獨立承擔新工藝開發(fā)打下了良好的基礎。

團隊協(xié)作：力量的匯聚

乙苯是生產(chǎn)苯乙烯的重要原料。在過去的十年中，乙苯的市場需求激增、產(chǎn)能飛躍、單套裝置規(guī)模從每年60萬噸擴展到了100萬噸。但與下游的環(huán)氧丙烷/苯乙烯（PO/SM）聯(lián)合裝置規(guī)模和運行周期相匹配的乙苯成套技術卻長期被外國公司壟斷。這一短板導致了乙苯上下游裝置生產(chǎn)節(jié)奏出現(xiàn)脫節(jié)，給原料供應穩(wěn)定性和生產(chǎn)效能提升造成了負面影響。

明知山有虎，偏向虎山行。必須研發(fā)我國自主的乙苯成套技術，才能幫助煉化企業(yè)提升生產(chǎn)效能，更好地滿足市場需求，增強我國乙苯成套技術的國際競爭力。年輕的范瑛琦毅然投身到了這一科技項目的攻關中。

乙苯主要通過苯與乙烯的液相法工藝進行生產(chǎn)，乙烯在苯中能否均勻分配是直接影響乙烯轉化率的關鍵。百萬噸級裝置中的苯乙烯反應器的直徑可達3米，要讓乙烯在一層樓那么高的反應器中均勻分配，成為乙苯成套工藝中難啃的“硬骨頭”。

范瑛琦帶領團隊對氣體分配和氣液混合過程進行了精確的流體力學模擬，同時反復開展冷模實驗，不斷優(yōu)化氣體分布器設計，在保證乙烯在苯中均勻分布的同時進一步降低了反應系統(tǒng)中的苯含量，使反應過程中能耗和物耗分別降低7%和18%，有效提升了技術經(jīng)濟性。

在攻關中，范瑛琦還遇到了另外一條“攔路虎”。傳統(tǒng)工藝中催化劑檢修周期較短，與下游PO/SM聯(lián)合裝置4～6年的檢修周期不匹配，即上游裝置每一次檢修的“連環(huán)反應”導致下游PO/SM裝置也無法實現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn)，影響了企業(yè)的生產(chǎn)效益。為此，范瑛琦帶領團隊攻克了原料中影響催化劑壽命的微量雜質(zhì)的技術難題，使催化劑再生周期由3.5年大幅提升至6年以上，有效匹配了下游裝置的檢修周期，大幅提升了成套技術的經(jīng)濟性。

設計難題攻克了，可如何確保設計藍圖不折不扣地在裝置上實現(xiàn)？“神筆馬良”范瑛琦深知，要想讓設計落到底、見實效，需要確保裝置中的每一個內(nèi)構件、每個催化劑床層都完美落實既定的設計方案。于是，她和團隊成員成為了明察秋毫的“督查大隊隊員”。

在設備內(nèi)構件設計階段，他們與內(nèi)構件生產(chǎn)廠家密切對接，與中石化工程建設公司和廠家共同優(yōu)化內(nèi)構件設計和安裝組配方案，提升加工精度，確保分配器的開孔和加工精度符合工藝要求。

在分配器安裝階段，他們親臨裝置現(xiàn)場“監(jiān)工”，確保氣體分配器中成千上萬的孔洞處于開孔狀態(tài)而且孔徑尺寸完全滿足設計要求。安裝完成后，他們反復進出反應器內(nèi)部，對每一個分配器進行嚴格測量，確保分配器安裝水平度達到要求。

在催化劑裝填階段，為了確保反應系統(tǒng)長周期穩(wěn)定運行，他們每日穿梭于裝置的鋼鐵框架之間，反復協(xié)調(diào)催化劑裝填細節(jié)，每天多次出入反應器內(nèi)部，不斷確認瓷球平整度、催化劑床層平整度、頂?shù)赘駯藕徒z網(wǎng)的組裝、壓緊等技術細節(jié)，指導每個催化劑床層的安裝，日復一日在裝置里躞蹀攀援，相當于每天爬樓50層。

“那陣子，我的微信步數(shù)總是在朋友圈里排名第一，攢起來的話估計夠登頂好幾次泰山了。”范瑛琦笑著說。

星光不負趕路人！范瑛琦及其團隊自主開發(fā)的乙苯成套技術一鳴驚人，可生產(chǎn)出純度高達99.97%的高純度乙苯產(chǎn)品，實現(xiàn)了反應床層溫升的精準調(diào)控和高效熱回收，能耗和物耗均達到國際領先水平，贏得了業(yè)界的廣泛關注。在與國外同類工藝的競爭中，這一自主研發(fā)技術屢次脫穎而出，先后中標國內(nèi)外6套大型液相烷基化乙苯項目，總加工能力達到265萬噸/年，裝置投產(chǎn)后總加工能力可進一步提升至400萬噸/年。

技術創(chuàng)新：智慧的閃光

創(chuàng)新，是范瑛琦對這個行業(yè)最長情的告白。在推進乙苯成套技術大型化的同時，她不斷投身到更多新技術的研發(fā)中去。

2010年起，范瑛琦作為項目組成員參與到中國石化首套雙氧水直接氧化法制環(huán)氧丙烷（HPPO）工藝包開發(fā)中，從設計的角度解決了環(huán)氧丙烷反應系統(tǒng)壓降增加的難題，有效保證了裝置長周期連續(xù)穩(wěn)定運行。2014年，國內(nèi)首套10萬噸/年雙氧水法工業(yè)示范裝置建成，打破了國外壟斷，填補了國內(nèi)空白，使我國成為世界上第三個擁有HPPO成套技術的國家。

2015年，范瑛琦成為中國石化環(huán)氧氯丙烷項目工藝包負責人，在“十三五”和“十四五”國家重點研發(fā)計劃及中國石化“十條龍”項目的支持下，她帶領團隊攻堅克難，開發(fā)完成了國際首套5萬噸/年環(huán)保型環(huán)氧氯丙烷工藝包。

雜質(zhì)累積會影響裝置長周期穩(wěn)定運行。她對環(huán)氧氯丙烷體系物質(zhì)進行了全組成分析，確定了雜質(zhì)的生成途徑。實驗環(huán)境溫度超過36℃，身著防護裝備的她只待上一會兒便滿身大汗。在這樣的高溫中，她開展了100余天的實驗，最終形成了原料部分循環(huán)工藝，有效解決了難題。

原料中的過氧化氫無法完全反應會影響產(chǎn)品質(zhì)量。她連續(xù)駐守湖南石化中試裝置，開展了2360小時的連續(xù)模試試驗，形成了消除反應產(chǎn)物中殘余過氧化氫的技術方案，協(xié)調(diào)中國石化青島安工院開展全流程進行安全分析，有效提升了裝置的本質(zhì)安全性。

2019年7月31日，國際首套年產(chǎn)5萬噸環(huán)保型環(huán)氧氯丙烷工藝包通過中國石化科技部審查，運行結果表明該技術能有效降低廢水量90%，幾乎不產(chǎn)生廢渣，裝置能耗、物耗均低于現(xiàn)有技術，有效填補了環(huán)氧氯丙烷綠色生產(chǎn)領域的技術空白，有力提升了中國石化在樹脂行業(yè)的影響力和競爭力，為我國樹脂行業(yè)的綠色發(fā)展提供了有力的科技支撐。

路漫漫其修遠兮，吾將上下而求索。

在追求創(chuàng)新和發(fā)展的道路上，范瑛琦和她的團隊將繼續(xù)踔厲奮發(fā)、篤行不怠、賡續(xù)前行，將論文寫在祖國的大地上，將石化人的自立自強鐫刻在一套套石化裝置中，為推動我國石化事業(yè)的高質(zhì)量綠色發(fā)展貢獻自己的青春和智慧。

責任編輯：鄭 丹

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