1月16日,中国石油化工集团公司董事长、党组书记马永生为中国石化首席专家、中国石化石油化工科学研究院科学家聂红颁发2024年度中国石化科技创新功勋奖证书。中国石油石化独家采访了这位中国石化科技创新功勋奖获得者,让我们一起走进聂红的传奇科研生涯。
图文/ 张腾 马梅
近四十年的科研生涯,她专注于炼油加氢领域,开发重油高效转化技术,提升石油资源利用率;主持研发系列柴油加氢催化剂与工艺,为柴油质量持续升级提供技术支撑;在国内首创生物航煤生产技术,变废为宝促进碳减排……她就是中国石化首席专家、石油化工科学研究院(以下简称石科院)科学家聂红。
她以坚韧与智慧,书写了女性科研工作者的传奇;她以技术突破,为保障国家能源安全做出了贡献。从荣获国家科技进步二等奖到获得国家技术发明二等奖,从入选新世纪百千万人才工程国家级人选到获得全国优秀科技工作者称号,从何梁何利基金科学与技术创新奖到第三届全国创新争先奖状,从侯德榜化工科学技术奖成就奖到最新的赵永镐科技创新奖,在漫长的科研道路上,闪耀着无数对她科研成果的肯定。
与团队共进
1978年高考,年仅16岁的聂红以优异成绩考入南开大学化学系。7年的大学与研究生求学时光,为她日后的研究打下了扎实的化学基础,为科研生涯奠定了知识储备。
1985年,聂红被分配至石科院十五室1501组,自此开启了她的科研之路。像聂红自己说的,一切都是那么水到渠成。
在石科院初期,她感受到科研环境对个人发展的塑造力。团队中的每位导师和前辈,特别是李大东院士与石亚华副总工程师,对她的成长至关重要。
李院士曾以“技术创新的思路从何而来”为题撰文。他提出的“剖析问题、逐一解决”的科研理念,成为聂红攻克难题的重要方法。石总则以细致入微的指导和充满信任的鼓励,为聂红的职业发展指明了方向。
回忆起当初的那段岁月,聂红笑得孩子气。“他们都喊我‘小聂红’,平时都很照顾我。但是我年龄小胆子大,只要是和科研有关的,都敢提出自己的观点和看法。”
聂红常说,她的成长离不开环境的影响与团队的支持。在工业试验中,她与团队密切配合,一同面对各种困难甚至是险境,协同解决了催化剂开发中的一系列技术难题。
回忆起团队研究催化剂载体的岁月,聂红说:“当时国内市场上量产的氢氧化铝粉种类繁多,但全面满足高性能加氢催化剂的几乎没有。”
那段时间,实验室成了团队的主战场,大家全神贯注地投入其中。当时的实验设备密封性不佳,粉尘四处飞扬,大家的头上、衣服上都沾满了粉末,仿佛每个人都长出了满头白发。尽管如此,没有一个人抱怨。
在实验过程中,解决一个问题,另外一个问题又出现了。如孔结构调好了,但催化剂的性能仍然没有达到预设指标。研究发现是这种载体的表面性质与加氢功能的协同作用不够。找到问题,奔着问题开展攻关,他们很快就开发出了当时活性高成本低的加氢催化剂RN-10。
这让每位成员意识到,科研之路充满了未知与挑战,要坚持不懈,敢于面对各种困难才能获得成功。聂红感慨道:“正是团队的协作,让我们在科研的道路上走得更远、更快。”
与团队携手共进,她积累了大量经验,培养了分析问题和解决问题的能力,完成了从初学者到领域专家的蜕变。截至目前,聂红带领团队开发了近十余种催化剂及工艺技术,累计推广应用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。
想国之所想
上世纪90年代,柴油清洁化成为全球炼油技术的重要课题。聂红作为项目负责人,承担了开发高效加氢催化剂的重任。
在国一、国二柴油质量升级的技术攻关中,她主导研发了RN-10加氢催化剂,不仅脱硫活性较同期国际最优产品提升14%以上,而且采用了国产的氢氧化铝粉作为载体,成功替代了昂贵的进口原材料,大幅降低了催化剂成本。
进入新世纪以来,国家对环保要求日趋严格,柴油标准不断升级。随着柴油质量从国四升级到国五、国六,超低硫和低多环芳烃的双重要求导致工业加氢装置运转周期大幅缩短,严重影响炼厂效益。
面对难题,根据柴油中复杂分子反应特性,聂红提出高低温调控策略,先高温脱除氮化物,消除氮化物影响,再低温深度饱和多环芳烃和超深度脱硫,发明了复杂反应分级强化的RTS工艺,破解了超深度脱硫与多环芳烃饱和反应条件不一致的矛盾,使装置提前3年长周期稳定生产国六柴油。
在重油转化领域,聂红再度展现了她的科研智慧。
重油约占原油的40%,重油能否充分利用关乎国家能源安全。然而重油黏度大,几乎富集了原油中全部的沥青质以及镍、钒等金属杂质。在重油加工过程中,加氢催化剂常因结焦和金属沉积而快速失活。
面对难题,聂红没有退缩。她查阅了大量文献,带领团队经过上百次实验,成功开发出双通道催化剂和活性组元非均匀分布的脱金属催化剂,不仅显著提了沥青质转化效率和镍钒脱除率,而且有效延长了催化剂的使用寿命。聂红回忆说:“每一次实验失败都像是敲打着我的内心。但也正是这些失败,让我看到了问题的本质和解决的方向。”
为了提高重油转化成轻质油品的效率,基于对化学反应能垒的认识,她和团队创新性提出改变稠环芳烃反应路径的双向组合技术思路。该技术可明显降低催化剂表面积碳,提高脱沥青质和脱金属速率,增加汽柴油收率。这一技术的突破,为企业带来了数亿元的经济效益。聂红感叹:“不要小看这一两个点的变化,一年下来能节省数万吨的原油。这几乎是省下来一个中小型油田的年产量。”
聂红及其团队的研究每一次都能在国家有重大需求时拿出技术工艺,及时提供解决方案。这背后是始终将“科技报国”作为信念与动力的拳拳爱国之心,想国之所想,做国之所需。
早在2009年,聂红就组织团队借助炼油加氢技术平台,率先在国内开启以餐饮废油为原料生产生物航煤的技术研发。“虽然艰难,但当看到最终的技术成果时,那种成就感是无与伦比的。”聂红说,“未来我们将加速推进技术创新,降低生产成本,实现生物航煤的规模化应用,为全球航空业碳减排做出更大贡献。”
时至今日,说到炼化行业,聂红依然对炼油加氢技术充满信心。
她认为炼化行业并非夕阳产业,而是可在绿色转型中焕发生机的重要领域。炼油行业将朝着绿色、低碳、智能化方向发展。催化剂研发将面临更复杂的挑战,比如更高效的资源利用、更低的碳排放,以及更优质的产品输出。
为实现这一目标,聂红计划继续推进新型催化剂和技术的研发,专注于重油、生物质等原料的高效转化技术。她强调:“我们需要在分子水平研发炼油技术,实现精准催化反应,最大化提高资源利用率。”
她希望将传统炼油与人工智能结合,通过数据驱动智能优化,提升炼化效率;通过引入机器学习和大数据分析技术,实现催化剂的理性设计。“人工智能技术可以为炼化过程提供全新的分析与预测工具,从而优化催化剂开发与工艺流程。在实际操作中,结合AI技术的精准预测与传统经验的相辅相成,将成为未来科研的一种范式。”
她强调:“我们的目标不仅是解决问题,还要创造未来,能够持续推动中国炼油行业的技术创新和可持续发展。”
从千里之驹到相马伯乐
从初入领域的科研新人到石科院副院长,从被发现的千里马到主动发现人才的伯乐,聂红注重团队建设与青年人才培养。她坚信,科研是集体智慧的结晶,构建好的环境、培养新人是领导者的职责,是持续保持创新活力的有效途径。
她特别注重年轻科研人才的培养。为了让年轻人尽快成长,她设计培训计划,组织科研攻关的实战练兵。她认为,理论学习与实践经验的结合才能真正让青年科研工作者茁壮成长。
人才往往都有个性。聂红提到了自己在团队建设中的经验:“只有顺应人才个性化发展,才能让千里马驰骋在科研的崇山峻岭。”
她善于观察每位年轻成员的特长,并为他们量身定制合适的发展路径。例如,有一位团队成员善于理论分析,却对实验操作兴趣不大,而另一位则是实验操作的高手,但不太喜欢撰写论文和做报告。聂红巧妙地将两人组成了一个小团队,通过互补的分工,充分发挥了两人的优势,让他们迅速成长。这对组合最终完成了多项重要的催化剂优化项目。他们开发出的催化剂不但在实验室表现优异,还在工业应用中取得了显著成效,相关成果在多个领域获得了认可。对此,聂红感慨道:“每个人都有自己的优势。领导者的任务就是找到并放大这种优势,让他们在团队中发光发热。”
她特别重视团队的多样性与包容性。她表示,不同背景和专业领域的人才汇聚在一起,往往能碰撞出更多的火花。为此,她还在科研项目中鼓励跨学科合作,使团队具备更强的综合竞争力。
聂红还强调了为青年科研人员提供平台的重要性。她不仅担任石科院青论会的评委,挖掘潜力出众的后辈,而且积极为团队成员争取在国内外学术会议上发言的机会,并鼓励他们申请科研项目,争做课题负责人。
在她的带领下,团队中涌现出一批批优秀人才,在不同领域取得了骄人成绩。她的团队因凝聚力、执行力强,多次在国家重大科研项目中攻坚克难,成为行业的佼佼者。
“能遇到聂红老师实在是太幸运了。”她的学生鲍俊这样感叹,“在科研领域她治学严谨,培养我们的科学素养和创新思维。在生活中她随和亲切,乐于为年轻人提供宝贵经验,帮助我们成长。”
在聂红的科研生涯中,每一次技术突破都如同催化反应中的跃迁点,看似平凡却孕育着巨大的能量。这位女性科学家用她的坚持与智慧,为我国能源事业做出了突出贡献,为年青的科研工作者树立了榜样。她的科研故事正激励着新一代科研人继续为国家能源发展贡献力量。