中国石化集团首席专家聂红荣获赵永镐科技创新奖

  12月30日,中国石油和化学工业联合会科技奖励大会在京召开,会上发布2024年度石化联合会科学技术奖及行业专利奖授奖名单,中国石化集团公司首席专家聂红荣获赵永镐科技创新奖。

  “赵永镐科技创新奖”是石油和化工行业科技贡献最高奖,主要奖励在石油和化工领域有系列重大技术发明,并已获国家科技奖励,经应用取得重大成就的科技领军人才。自2013年设立以来,共有19位科学家获奖。

  聂红是正高级工程师,我国石油炼制行业领军人才。1985年以来一直就职于中国石化石油化工科学研究院,从事炼油加氢催化剂和技术研发。截至目前,以聂红为核心的研究团队开发的系列催化剂和技术已在工业装置应用233套次,为我国炼油技术整体达到世界先进水平做出了重大贡献。研究成果获国家科技进步二等奖2项、国家技术发明二等奖1项(均排名第一),中国专利金奖2项,省部级科技进步一等奖12项。她本人入选“新世纪百千万人才工程国家级人选”,被评为全国优秀科技工作者,并获“何梁何利基金科学与技术创新奖”“侯德榜化工科学技术奖成就奖”“第三届全国创新争先奖状”等荣誉。

图为聂红在实验室工作。中国石化石油化工科学研究院提供

  着力脱硫降碳,倾力柴油质量升级

  上世纪90年代,我国柴油清洁化开始起步。尽管柴油车在我国道路车辆中的占比仅为9%左右,但这类车辆却是我国道路交通领域氮氧化物和颗粒物的最大排放源。想要减少污染排放,降低柴油中硫和多环芳烃含量是关键,这亟需开发高活性加氢脱硫催化剂。然而,当时国内加氢催化剂的载体材料质量不能满足开发更高性能加氢催化剂的要求,需依赖进口。面对挑战,聂红和团队立足国内材料,创新孔结构互补技术,研发出新载体材料,并优化载体表面性质,开发出低成本、高活性的加氢精制催化剂RN-10,成功替代进口。该催化剂在国内外应用27套次,为生产国一和国二柴油提供了技术支撑。这项技术于2001年获得了国家科技进步奖二等奖。

  2010年后,国家对生态环境保护的要求越来越高,加快了油品质量升级之路,对柴油中硫和多环芳烃含量提出严格要求。这一要求使催化剂失活加快,工业加氢装置运转周期大幅缩短。已是副院长的聂红,带领团队加快了柴油质量升级的脚步,针对难题深入剖析,提出催化剂和工艺并举创新的整体解决方案,开发出了RS-2100和RS-2200加氢催化剂,并发明反应分级强化工艺RTS,破解加氢脱硫和多环芳烃饱和反应条件不一致的矛盾,低成本实现柴油超深度高效清洁化,支撑柴油质量快速从国四升级到国六。成果荣获2019年国家技术发明二等奖,排名第一。

  虽然已经掌握了可以生产符合最新国家标准柴油的技术,但是在柴油清洁化的道路上,聂红并未停止脚步。她带领团队创制了活性相更加高效、稳定性更好的RS-3100催化剂,相比同期国际最好水平,催化剂失活速率降低40%;开发了低能耗上行式双区复合柴油加氢工艺SLHT,比传统工艺能耗降低50%以上,可以有效降低二氧化碳排放。

  缓解对外依存,瞄准重油高效转化

  近年来,我国原油对外依存度一直在70%以上,在全球政治冲突加剧的背景下,我国能源安全形势非常严峻。“我们不会找新油田来改变对外依存度,但我们能做到将获得的原油进行更好地利用,更多的转化为目标产品,让原油都发挥最大价值。”为了减少对进口原油的依赖,聂红自上世纪90年代中便开始进行重油高效转化研究。原油中40%的是重油,组分分子大且结构复杂,沥青质含量高,富含多环芳烃及金属、硫等杂质,转化难度极大。当时重油加氢装置存在运转周期短、催化裂化重循环油难转化等问题。聂红常说,“很多复杂的问题,静下心想想,都可以用最简单的方法解决,只需要换一个角度思考问题,‘珠穆朗玛峰’很难爬,那就换成走低矮、易于攀爬的小山坡,只要能到达终点,就是正确的路。”

  为了消除瓶颈,聂红带领团队分析问题,找准症结,最终开发了 “双通道”催化剂和活性组元非均匀分布的脱金属催化剂,促进沥青质扩散与转化,催化剂可容纳更多的金属。基于新催化剂,构建了个性化催化剂专有级配技术,实现高效协同并同步失活,大幅延长装置运转周期。此外,还开发了新型双向组合技术RICP,使汽柴油收率有效提升。重油高效转化技术已在海内外25家炼厂工业应用。仅一套390万吨/年装置3年就为企业新增利润11亿元,为我国石油资源高效利用提供了关键技术支撑。成果获得2011年国家科技进步二等奖,排名第一。

图为聂红(右)在实验室指导青年科研人员。中国石化石油化工科学研究院提供

  研发生物航煤,助力“地沟油”飞上天

  2020年,我国明确提出2030年“碳达峰”与2060年“碳中和”目标。生物航煤在全生命周期可以大幅减少二氧化碳排放,生产并使用生物燃料是实现“双碳”目标的重要途径之一。早在2009年,聂红就组织团队借助炼油加氢技术平台,在国内率先开启了以餐饮废油等为原料生产生物航煤的技术研发。

  想让“地沟油”上天,就要对标石油航煤来研制,把“地沟油”原料中的氧原子揪出去。加氢精制是炼油过程中去杂质的重要技术手段,但生物油脂含氧量多、含有不饱和基团,加氢过程放热量大,容易造成反应器温升过大,导致飞温,影响装置安全性。面对挑战,聂红带领团队经过反复试验,创新研发出专用催化剂和工艺,使催化剂的脱氧活性、选择性和氢耗可调,反应器温升得到有效控制,并经过工业规模装置示范验证。2011年12月,中国石化在镇海炼化生产基地产出中国石化1号生物航煤。

  有了产品不是终点,飞行用的产品和设备等需要经过严格审核认证,才能真正上天,而过去只能依赖国外。为了解决这一难题,团队积极推进产业链合作,助力民航局,自主构建了一整套适合中国国情的适航认证体系。基于此,仅用了两年时间,完成了产品的适航认证,获得我国第一张生物航煤适航许可证。2015年3月、2017年11月,1号航煤的先后首次国内、跨洋商业载客飞行取得圆满成功。除了安全认证,2022年获得获亚洲首张RSB可持续认证证书。生物航煤技术的开发成功和应用开发使中国具有生物航煤自主创新技术-自主生产-自主审定的整体能力。今年6月,圆满完成了国产C919大飞机的加注试飞。

  “在国家需要的时候,在人民需要的时候,我们的技术必须得能拿得出来。”近40年来,聂红就是这样,用她的芳华,突破了一个又一个“珠峰”,也催化了一个又一个炼油奇迹。

  

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