石化產(chǎn)業(yè)作為國(guó)民經(jīng)濟(jì)的“壓艙石”，正面臨從“規(guī)模擴(kuò)張”向“高端化、綠色化”轉(zhuǎn)型的迫切命題。然而，結(jié)構(gòu)性失衡的隱憂(yōu)始終存在——一邊是成品油消費(fèi)已于2023年達(dá)峰，傳統(tǒng)煉油產(chǎn)能過(guò)剩壓力日益凸顯；另一邊則是高端聚烯烴、高性能纖維、電子化學(xué)品等關(guān)鍵材料仍需大量進(jìn)口，自給率普遍不足。面對(duì)這一“供需錯(cuò)配”的轉(zhuǎn)型困局，如何用科技助力石化產(chǎn)業(yè)向綠、向新、向智？常州大學(xué)正在探索行之有效的路徑。

今年3月，連云港徐圩新區(qū)傳來(lái)好消息：常州大學(xué)自主研發(fā)的乙二醇加氫精制技術(shù)，在全球首套大型輕烴制聚酯級(jí)乙二醇裝置上實(shí)現(xiàn)一次性開(kāi)車(chē)成功，各項(xiàng)關(guān)鍵指標(biāo)均超越設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，達(dá)到高端聚酯原料的嚴(yán)苛質(zhì)量要求。這一成果為我國(guó)石化產(chǎn)業(yè)高端化轉(zhuǎn)型提供了技術(shù)支撐。

這項(xiàng)成果并非一蹴而就，其背后是科研團(tuán)隊(duì)近20年的持續(xù)攻關(guān)。故事的起點(diǎn)，要追溯到2006年春節(jié)。時(shí)任原江蘇工業(yè)學(xué)院化學(xué)化工學(xué)院院長(zhǎng)的陳群接到了一個(gè)求助電話(huà)。來(lái)電的是他的工程師同學(xué)：“我們的乙二醇銷(xiāo)路不暢，務(wù)必來(lái)幫幫忙！”

乙二醇是生產(chǎn)聚酯纖維和聚酯瓶片的核心原料——我們身上穿的化纖衣服、手里拿的飲料瓶、床上蓋的絲棉被，都離不開(kāi)它。我國(guó)每年消耗乙二醇超過(guò)2500萬(wàn)噸，是名副其實(shí)的大宗化工品。但當(dāng)時(shí)，無(wú)論是揚(yáng)子石化這樣的從石油中提取乙二醇的企業(yè)，還是剛剛興起的煤制乙二醇工廠(chǎng)，都面臨同一個(gè)“卡脖子”難題：產(chǎn)品質(zhì)量達(dá)不到高端聚酯的要求。

“問(wèn)題在于一種看不見(jiàn)的‘隱形殺手’——微量不飽和雜質(zhì)。這些雜質(zhì)含量極低，以ppm（百萬(wàn)分之一）甚至ppb（十億分之一）計(jì)，常規(guī)檢測(cè)手段難以捕捉，卻會(huì)顯著影響產(chǎn)品的紫外透光率。”陳群介紹，用含雜質(zhì)的乙二醇做出來(lái)的聚酯，顏色發(fā)黃、穩(wěn)定性差，無(wú)法滿(mǎn)足高端產(chǎn)品的嚴(yán)苛要求。

面對(duì)求助，陳群團(tuán)隊(duì)選擇了加氫精制這條路，并迅速在實(shí)驗(yàn)室里搭建了一套小裝置，直接拉到揚(yáng)子石化現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行側(cè)線(xiàn)試驗(yàn)?！盎S(chǎng)的裝置一年四季連續(xù)運(yùn)行，企業(yè)不可能因?yàn)樯闲录夹g(shù)就停車(chē)等待。就像跳火車(chē)，你得跟著火車(chē)跑，速度一致了再跳上去?！标惾航忉尩溃@種在線(xiàn)并網(wǎng)的難點(diǎn)在于試驗(yàn)裝置必須完全適配主生產(chǎn)線(xiàn)的原有溫度與壓力。這也意味著催化劑必須在極窄的既定窗口內(nèi)發(fā)揮極致性能，在不改變?cè)泄r、不額外增加能耗的前提下，實(shí)現(xiàn)新技術(shù)的“無(wú)縫嵌入”。

為什么非要用加氫法？團(tuán)隊(duì)成員孫中華教授解釋?zhuān)骸皞鹘y(tǒng)工廠(chǎng)常用脫醛樹(shù)脂處理乙二醇，但這種方式脫除的雜質(zhì)并非徹底被‘轉(zhuǎn)化’，只是被暫時(shí)‘隱身’了。這也導(dǎo)致有時(shí)候產(chǎn)品出廠(chǎng)時(shí)指標(biāo)合格，但經(jīng)長(zhǎng)途運(yùn)輸?shù)搅丝蛻?hù)手里又不達(dá)標(biāo)?！睘榇耍瑘F(tuán)隊(duì)研發(fā)了特異性吸附與定向加氫催化技術(shù)，將那些不飽和的雜質(zhì)精準(zhǔn)捕獲并加氫轉(zhuǎn)化為乙二醇本身。這樣一來(lái)，雜質(zhì)被徹底“消化”，轉(zhuǎn)化過(guò)程不可逆，產(chǎn)品質(zhì)量從源頭得到保障。

該方法說(shuō)起來(lái)簡(jiǎn)單，做起來(lái)卻極其困難?！半s質(zhì)含量只有ppm級(jí)別（百萬(wàn)分比濃度），好比在一個(gè)大體育館里抓一只蚊子，難度很大。此外，雜質(zhì)濃度越低，化學(xué)反應(yīng)推動(dòng)力越小，催化劑很難發(fā)揮作用?！睘榱伺宄s質(zhì)到底是什么，陳群攜團(tuán)隊(duì)成員多次往返于工廠(chǎng)與學(xué)校之間，從分析雜質(zhì)的成分和結(jié)構(gòu)，到催化劑和轉(zhuǎn)化流程的設(shè)計(jì)，一步步解開(kāi)謎題。2010年，第一套乙二醇加氫提質(zhì)工業(yè)裝置在揚(yáng)子石化開(kāi)車(chē)成功，產(chǎn)品紫外透光率一舉達(dá)標(biāo)。

這次的成功只是開(kāi)始，真正讓這項(xiàng)技術(shù)大顯身手的，是煤制乙二醇路線(xiàn)。我國(guó)石油對(duì)外依存度超過(guò)70%，但煤炭資源相對(duì)豐富，發(fā)展煤制乙二醇本是一條保障能源安全的重要路徑。然而，當(dāng)時(shí)煤制乙二醇的產(chǎn)品質(zhì)量比石油路線(xiàn)更差，紫外透光率甚至達(dá)不到聚酯級(jí)的最低門(mén)檻，下游企業(yè)根本不敢用。

從石油路線(xiàn)到煤路線(xiàn)，雜質(zhì)成分變了，催化劑需要重新設(shè)計(jì)。團(tuán)隊(duì)花了數(shù)年時(shí)間，不斷迭代催化劑體系，從第一代到第五代，實(shí)現(xiàn)了活性、穩(wěn)定性與單周期壽命的全方位提升。

在煤化工領(lǐng)域取得決定性突破后，科研團(tuán)隊(duì)并未停下創(chuàng)新腳步，而是將目光轉(zhuǎn)向近年來(lái)興起的新工藝——輕烴路線(xiàn)（以乙烷、丙烷為原料）。盡管這條路線(xiàn)成本優(yōu)勢(shì)明顯，但對(duì)加氫精制技術(shù)提出了更高要求：催化劑壽命要更長(zhǎng)，裝置要能長(zhǎng)周期滿(mǎn)負(fù)荷運(yùn)行，而且必須做到本質(zhì)安全。

陳群介紹，輕烴路線(xiàn)對(duì)催化劑的要求更高——裝置要長(zhǎng)周期滿(mǎn)負(fù)荷運(yùn)行，催化劑不能動(dòng)不動(dòng)就“罷工”。為此，團(tuán)隊(duì)在煤化工路線(xiàn)的基礎(chǔ)上，對(duì)催化劑進(jìn)行了全新升級(jí)，讓其更耐用、更穩(wěn)定，單周期壽命大幅提升，徹底解決了大型石化裝置頻繁停工換劑的行業(yè)痛點(diǎn)。

輕烴制乙二醇的反應(yīng)器又高又細(xì)，如何讓氫氣、液體和固體催化劑在里面“配合默契”，是個(gè)世界級(jí)難題。在校企協(xié)同攻關(guān)下，團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新采用無(wú)氫氣循環(huán)工藝——即氫氣一次性通過(guò)，不再循環(huán)利用，這不僅極大簡(jiǎn)化了工藝流程，更從源頭上消除了氫氣高壓循環(huán)帶來(lái)的安全隱患。反應(yīng)器內(nèi)部采用多段冷激式結(jié)構(gòu)，就像在長(zhǎng)長(zhǎng)的管道里分段“降溫刺激”，精準(zhǔn)消除反應(yīng)過(guò)程中產(chǎn)生的熱量，讓氣、液、固三相高效協(xié)同，保障了生產(chǎn)的高效與本質(zhì)安全?！白?月成功開(kāi)車(chē)以來(lái)，裝置已穩(wěn)定運(yùn)行近一個(gè)月，首批產(chǎn)品全部合格?！边B云港石化有限公司副總經(jīng)理范昌海說(shuō)。

“我們打通了輕烴制聚酯級(jí)乙二醇完整工藝閉環(huán)，驗(yàn)證了該技術(shù)對(duì)全產(chǎn)業(yè)鏈原料的普適性與優(yōu)越性?！标惾和嘎?，目前相關(guān)技術(shù)已在全國(guó)17套大型工業(yè)裝置推廣應(yīng)用，覆蓋中石化、陽(yáng)煤集團(tuán)、陜煤榆林、新疆天業(yè)、廣西華誼等行業(yè)龍頭企業(yè)，每年產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)乙二醇達(dá)1000余萬(wàn)噸。

作為我國(guó)化工產(chǎn)業(yè)的重要一極，江蘇的“家底”頗為厚實(shí)。省工信廳的統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示，“十四五”以來(lái)，江蘇化工產(chǎn)業(yè)集聚化、精細(xì)化發(fā)展進(jìn)程持續(xù)提速。全省28家化工園區(qū)營(yíng)收占全行業(yè)70%以上，10家園區(qū)成功躋身“中國(guó)化工園區(qū)30強(qiáng)”；截至2025年底，全省累計(jì)創(chuàng)建國(guó)家級(jí)綠色工業(yè)園區(qū)51家，數(shù)量全國(guó)第一，全省兩化融合發(fā)展水平連續(xù)11年居全國(guó)首位。

然而，深厚的“家底”之下，江蘇石化產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型之路同樣面臨多重挑戰(zhàn)。要素瓶頸是擺在面前的“硬約束”。全省化工園區(qū)土地開(kāi)發(fā)利用率超過(guò)80%，加之長(zhǎng)江干支流沿岸1000米范圍內(nèi)禁止新擴(kuò)建化工項(xiàng)目，實(shí)際可用于項(xiàng)目發(fā)展的土地資源所剩無(wú)幾。結(jié)構(gòu)隱憂(yōu)同樣不可忽視。在陳群看來(lái)，盡管江蘇石化產(chǎn)業(yè)產(chǎn)能規(guī)模已居全國(guó)前列，但產(chǎn)品結(jié)構(gòu)偏基礎(chǔ)、偏大宗，真正叫得響的高端終端產(chǎn)品品牌仍然缺位。“在成熟的化工園區(qū)，A企業(yè)的副產(chǎn)物可以是B企業(yè)的原料，B企業(yè)的余熱可以供給C企業(yè)使用。生態(tài)化工不是一句空話(huà)，而是要把每個(gè)環(huán)節(jié)都‘吃干榨盡’，沒(méi)有浪費(fèi)，目前我們離這個(gè)境界還有距離?！?/p>

實(shí)現(xiàn)這樣的生態(tài)化工閉環(huán)，僅靠企業(yè)間的自發(fā)匹配遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，關(guān)鍵在于打通“產(chǎn)學(xué)研用”的堵點(diǎn)。陳群認(rèn)為，高校必須主動(dòng)引導(dǎo)科研團(tuán)隊(duì)直面產(chǎn)業(yè)真問(wèn)題，而不是圍著論文和獎(jiǎng)項(xiàng)打轉(zhuǎn)?！捌髽I(yè)的痛點(diǎn)就是最好的課題。實(shí)驗(yàn)室里的‘漂亮數(shù)據(jù)’如果不能轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)線(xiàn)上的‘合格產(chǎn)品’，那價(jià)值就大打折扣?！标惾汉粲?，高校的評(píng)價(jià)體系、資源配置等應(yīng)向解決產(chǎn)業(yè)實(shí)際問(wèn)題傾斜，讓更多科研團(tuán)隊(duì)愿意“跳進(jìn)車(chē)間”?！跋Ｍ幸惶?，每一個(gè)化工人都能自豪地說(shuō)——這款高端材料，背后是我們中國(guó)人自己攻克的技術(shù)難題。把論文寫(xiě)在產(chǎn)業(yè)鏈上，這是科研人的使命?！?編輯/莊媛)