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徐春明:重質油領域的執著堅守

在很多人看來,徐春明的個人履歷,平坦得令人羨慕——

1981年9月,16歲的徐春明進入華東石油學院煉制系煉油專業學習;

1985年9月至1991年11月期間,在石油大學(北京)攻讀碩士和博士學位;

1991年11月,留校進入石油大學(北京)重質油加工國家重點實驗室工作,其中1993年4月至10月赴加拿大Syncrude研究中心訪學研修。

1995年末,只有30歲的徐春明被任命為重質油加工國家重點實驗室副主任,1998年再被任命為主任;

1999年擔任石油大學(北京)化工學院副院長,2002年任院長,2005年6月至2017年9月擔任中國石油大學(北京)副校長。

2019年初冬時節,徐春明當選中國科學院化學部院士。

此時,距離他初涉石油煉制專業的學習過去了38年,距離他留校參與重質油加工國家重點實驗室建設并從此一頭扎進重質油研究領域過去了28年。從16歲到54歲,面對一個個人生之路的交叉口,他作出的選擇,簡單也艱難。

機緣巧合投身石油

徐春明進入石油煉制這個領域,說起來像是一個偶然。高中時代,他一直沉迷在數學的海洋中,1981年高考填報志愿時,前面填的都是綜合性大學的數學系,第四志愿填寫了離家最近的華東石油學院。由于石油行業艱苦,那時報考石油院校的考生會進入提前錄取批次,于是機緣巧合之下徐春明來到了中國石油大學的前身——華東石油學院。

1985年,徐春明從華東石油學院煉制系煉油專業畢業,考入華東石油學院北京研究生部有機化工專業繼續深造,直至1991年在石油大學(北京)獲得有機化工專業博士學位。

從讀碩士研究生到讀博士研究生再到拿到博士學位后留校任教,導師楊光華、林世雄教授的專業指導和人生指引以及十多載有機化學工藝領域的不斷學習,為徐春明日后的科學研究和人生發展打下了堅實基礎。他選擇的道路越來越清晰,目標越來越明確:“學石油,投身石油,偶然中存在著必然,選擇石大,讀碩士博士,都有點陰差陽錯,也許是命中注定,斷不了的緣份。既然選擇了,那就熱愛它,終身無悔!”

打開對外合作之門

徐春明博士畢業后選擇了留校,著手重質油加工國家重點實驗室的建設工作。那時實驗室幾乎是空的,一切都是從頭開始。剛開始的一年多時間,徐春明幾乎把所有的精力和時間都用來談判、購買設備,為實驗室后續發展奠定了基礎。

1993年,徐春明獲得到加拿大Syncrude研究中心進修一年的機會。加拿大是石油儲量僅次于沙特阿拉伯的石油資源大國,加拿大油砂開發受到業界人士的廣泛關注。進修期間,他接觸到了加拿大重質油研究方面的先進技術和研究成果,在取長補短的同時,積極推介重質油加工國家重點實驗室在基礎研究方法和手段方面所具備的優勢,并尋找到了雙方長期合作的結合點,得到了加方的認可。他趕緊起草了一份雙方的合作報告交到對方手上,很快就達成合作意向。

可是,這件“喜事”卻讓他陷入一個兩難選擇的境地:要么是繼續留下工作至滿一年,既可以享受歸國人員待遇,又可以提高自己的英文水平;要么立即回國,盡快促成合作,畢竟搭建這樣一個交流的平臺實屬不易。權衡再三,徐春明毅然決定提前回國。

然而,歸國后,雙方的合作并未如設想的順利。1994年8月至9月,國際原油價格一反之前的上升之勢,開始較大幅度地下滑,美國西得克薩斯的重油由月初的近21美元/桶降至月末的17.50美元/桶左右,國外眾多石油公司開始裁員。在此背景下,加拿大Syncrude研究中心也將這一合作項目擱置。

1995年也恰逢實驗室人才隊伍“青黃不接”的時候,徐春明在幾乎沒有任何心理準備的情況下被任命為實驗室副主任。第二年,國際經濟形勢好轉,國際油價回升,也正是從這時開始,徐春明的學術研究步入快速發展階段。加拿大Syncrude研究中心的聯系人主動寫信并表示道歉,稱合作項目可以重新啟動,并邀請通電話以確定具體合作事宜及訪問行程。

峰回路轉,徐春明興沖沖地揣著400元錢到昌平郵局打國際長途。雙方電話溝通期間,因話費不足兩次被打斷。正是因為這一通關鍵的電話,確定了合作內容和訪問行程,也敲開了重質油加工國家重點實驗室與加拿大syncrude研究中心合作的“重油化學技術研究”的大門!

這次成功合作為日后重質油加工國家重點實驗室的國際交流撐起一片更廣闊的空間。1998年,實驗室與加拿大卡爾加里大學、阿爾伯特大學、UBC大學(不列顛哥倫比亞大學)等以及NRC(National Research Council)、AERI(阿爾伯特能源研究所)等許多大學及研究單位建立了長期穩定的聯系。 

 

 

勇挑實驗室重任

1998年8月,中國石油出臺退休政策。當時還歸屬中國石油管理的中國石油大學中年滿60歲的老教授一下退休了79位。重質油加工國家重點實驗室有6位博導和教授退休,整個實驗室只剩下了惟一的一位博導教授——徐春明。本想在老教授們的庇蔭下潛心專業研究的他,始料不及地被一下子推到前臺。這一年,他開始擔任實驗室主任。擺在徐春明面前的,不僅面臨著實驗室隊伍重建的問題,更肩負著1999年國家科技部和國家基金委五年一次的評估重任。

經過共同努力,1999年實驗室順利通過評估,贏得了寶貴的發展機遇。從1999年到2001年,平均每年有三四位年輕骨干赴加拿大做博士后或訪問學者,這一階段成長起來的中青年學者后來都成長為實驗室的骨干。期間,重質油加工國家重點實驗室更名為重質油國家重點實驗室,拓寬了實驗室研究方向,進入快速發展階段,2004年評估再次順利通過。2004年實驗室與加拿大AERI簽訂全面合作備忘錄,作為附件列在了中華人民共和國科技部與加拿大Alberta省簽訂的備忘錄中,并于當年10月在加拿大Calgary大學成立“國際重油聯合技術中心”。國際合作交流全面開花。同時,以加拿大合作為中心迅速輻射開來,合作交流逐漸延伸至美國、日本、西班牙等多個國家和地區。

實驗室以在重質油化學基礎及應用技術研究領域存在的優勢在業界獨領風騷,在國際舞臺上真正發出了自己的聲音。重質油加工國家重點實驗室及其工作人員以務實的工作態度,贏得了國際上的認可。從2002年到2018年,國家重點實驗室9次主辦或承辦“重質油加工與利用”國際學術研討會,徐春明都擔任了會議主席或副主席。主要會議論文分別在《Fuel》、《Energy & Fuels》等國際能源著名期刊出版6本專輯;在中國科學(化學)(英文、中文)各出版專輯1部。隨著在重質油化學加工領域影響力的不斷提高,2008年徐春明受聘為美國化學協會主辦的《Energy & Fuels》副主編。

優異的工作成績,為他贏得了聲譽和榮譽。留校工作十年間,他先后獲得了優秀教師、優秀青年學術骨干、先進個人、勞動模范等榮譽稱號;在校外,他獲得了1998年侯祥麟青年科技工作者獎、1999年度中國石油天然氣集團公司勞模稱號、2000年霍英東教育基金會第七屆高等院校青年教師獎(研究類)一等獎,進入“百千萬人才工程”第一、二層次人選,2001年榮獲了全國優秀教師稱號,2002年獲得教育部跨世紀優秀人才基金及高校青年教師獎。

學術研究出碩果

伴隨著重質油國家重點實驗室快速發展,徐春明的教學科研也在不斷的堅持與積累中開花結果。

徐春明執著,看準的事情從來都是不遺余力,全力以赴。在重油高效轉化和清潔油品生產這一研究領域,他勇于探索和創新,能夠經常提出新思路、發現新問題,尤為重要的是他具有很強的合作研究精神。正是30年間的不斷創新和不懈努力,取得了一些具有重要影響的創新成果。

徐春明及其團隊揭示了重油復雜多層次化學組成結構,發明了基于超臨界萃取分離的重油化學組成結構研究新方法,指導開發了重油梯級分離新工藝。重油化學組成結構復雜和熱不穩定是其難點與特點。徐春明團隊利用超臨界溶劑傳質性能好以及重油-輕烴復雜體系的熱力學“倒退冷凝”現象,建立了超臨界萃取精細分離新方法,進一步提出超臨界萃取與高分辨質譜聯機的策略,將以溫度為單一維度的傳統分離方法,創新性變革為溫度、溶解度和組成三維度方法。成功得到了重油分子組成結構的系列新信息,以此為基礎構建了重油分子物理化學性質計算模型和反應網絡模型。這些有關重油分子的新認識和發現為重油高效轉化新工藝開發奠定了基礎,也得到了國際同行的肯定?;谛路治龇椒ǐ@得的重質油化學新認識,提出了“重油梯級分離”新思想以及重油高效清潔轉化新工藝路線,建成了世界上首套20萬噸/年重油梯級分離工業裝置。國際同行評價為“Novel Process”并列為“Emerging technologies for upgrading of heavy oils”。將該創新工藝用于重油催化油漿的超臨界梯級分離,開發了以富芳烴原料制備性能優異的針狀焦的全套工藝技術,于2017年建成了20萬噸/年處理能力的工業裝置并實現穩定運行,解決了我國針狀焦原料短缺及產品長期依賴進口的“卡脖子”問題,為鋰離子電池行業的快速發展及時提供了優質負極材料。

建立了重質油催化裂化反應器的流動反應耦合模型,指導開發了2項具有重要影響的“貫通性”工程技術。在對重油化學組成結構及其催化反應機理進行系統研究的基礎上,提出將計算流體力學方法引入復雜的重油催化反應過程,構建了提升管反應器氣液固三相三維流動反應模型,計算得到了催化裂化反應器內復雜的溫度場、濃度場等重要的化學工程信息,揭示了工業提升管反應器設計存在反應參數不優化、目的產品損失嚴重等實際問題的科學本質。指導開發了催化汽油輔助提升管降烯烴技術和催化裂化后反應系統關鍵裝備與技術,憑借技術和經濟優勢替代了國外進口技術,作為主要成員分別獲得2006 、2010 年國家科技進步二等獎。

深化基礎研究,發明了離子液體烷基化新工藝,為清潔油品生產和行業科技進步作出貢獻。碳四烷基化是生產超清潔汽油的關鍵過程。傳統碳四烷基化工藝以濃硫酸或氫氟酸為催化劑,存在嚴重的設備腐蝕和安全、環保隱患,其工業應用受到了越來越大的挑戰。因此,環境友好的碳四烷基化工藝技術的開發一直是世界煉油工業的焦點。自2000年開始,徐春明和研究團隊在國家自然科學基金委、中國石油、殼牌石油公司以及學校的項目支持下,以清潔燃料生產和離子液體催化兩大研究領域的交叉點——離子液體碳四烷基化為切入點,開展了基礎研究、中試試驗和工業放大,最終實現了該創新技術的工業推廣。在2013年8月建成山東德陽化工有限公司10萬噸/年復合離子液體碳四烷基化工業生產示范裝置的基礎上,2018年11月和2019年3月,分別由中國石油集團東北煉化工程有限公司總承包的哈爾濱石化公司15萬噸/年和中國石化SEI總承包的九江石化30萬噸/年復合離子液體碳四烷基化工業生產裝置開車圓滿成功,穩定運行至今。

研究團隊原創設計合成了兼具高活性和高選擇性的復合離子液體催化劑;開發了離子液體活性的定量檢測方法,以及分步協控補充B酸/L酸活性組分的再生技術;研制開發了新型離子液體烷基化專用反應器和分離設備,并集成了原料預處理-催化反應-離子液體再生-分離回收等過程,形成了具有完全自主知識產權的復合離子液體碳四烷基化工藝技術。該項工藝技術打破了國外公司清潔汽油生產的技術壟斷,攻克了困擾煉油行業幾十年的世界性難題,整體工藝技術處于國際領先水平,獲授權中國發明專利17項、國際發明專利30項,先后獲得2014年中國石油和化學工業聯合會技術發明特等獎、2017年國家技術發明二等獎,入選2014年度中國高等學校十大科技進展。

 

 

為學為師 立德立言

博士畢業時,擺在徐春明面前的,有出國、進外企、進國企等多種選擇。選擇留校,有他沉在心底的教師情結。一路走來,遇到的一個個好老師,讓他也渴望成為一名好老師,看著年輕人在自己的引導下成長成才。幾十年的教學工作,徐春明對本科生、碩士生、博士生教育形成了自己的理念。對于本科生教育,課程教學開始時他會先給學生搭建一個大的基礎及專業知識構架體系,再給學生以課程、章節的知識構建,最后落實到具體的知識點。他認為,大的知識構架本身對學生是最有用的,而零散的知識點學生在用得著的時候可以自己學習。對碩士生、博士生的教學與科研,則側重自由發揮、獨立思考和交流能力的培養。

無論學術研究與管理工作多么繁忙,他一直堅持為本科生上課,積極參與教改項目,發表了多篇教學文章,取得了豐碩教學成果,多次獲得北京市高等教育教學成果一等獎、中國石油教育學會教學成果一等獎、中國石油和化工教育科學研究成果一等獎,石油加工工程被評為北京市精品課、國家級精品資源共享課,石油加工工程及實驗系列課程教學團隊被評為國家級教學團隊,主編的教材《石油煉制工程(第四版)》獲2010年中國石油和化學工業優秀出版物(教材類)一等獎,徐春明也被評為全國優秀教師和北京市高等學校教學名師。

徐春明說:“作為中國石油大學土生土長的一名教師,將繼續堅守在本科教學一線,精心培養學生健康成長;積極推進學術研究往基礎領域深入,促進科技成果快速轉化,真正做到‘頂天立地’,為我國行業科技進步作出應有貢獻?!?/span>

 

徐春明常對學生說,人生目標確實是在完成一個個小目標、走過一個個叉路口的基礎上實現的,只有腳踏實地才能走向遠方。目前,徐春明除仍堅守傳統石油加工往分子管理工程方向發展、新型復合離子液體材料往更寬領域應用外,還在學?!?+1+X”一流學科建設體系中擔任X平臺和“清潔低碳能源”建設工作領導小組組長。他說,清潔低碳能源是國家能源發展的戰略需求,更是北京市綠色發展的重大需求,大力發展新能源和可再生能源、優化首都能源結構,是推動能源綠色智能高效轉型的重要戰略舉措。下一步,要把X平臺和“清潔低碳能源”學科建設工作統籌實施,穩步推進;要冷靜思考學校在氫能方向的發展優勢和立足點,充分利用“2+1”優勢學科的資源,緊密結合學校辦學特色,充分學習優勢學科發展經驗,進行系統設計和思考,深挖制氫、儲氫、用氫等各個關鍵環節亟待解決的科學問題,推動學校新能源新材料學科發展再上新臺階。

 

 

 

 

 

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