服务国家战略 勇担时代使命

——记中国石化科技领军人物、炼油加氢技术专家方向晨

他长期从事石油炼制加氢工艺研究、反应动力学模型构建、清洁燃料生产技术开发及重油高效转化技术攻关。

他创立的“烃类分子结构导向转化”理论，推动中国加氢技术实现从追赶到并跑再到领跑的历史性跨越。

他获国家技术发明二等奖3项（2 项排名第 1、1 项排名 第2），获中国专利金奖1项和优秀奖3项、省部级科技奖一等奖10项（均排名 1）、获国内外授权发明专利136件、在国内外核心期刊发表论文91篇（含通讯作者）、出版专著5部。

他获全国优秀科技工作者、何梁何利产业创新奖、中华国际科学交流基金会杰出工程师奖、中国化学会化学贡献奖等荣誉，2024年，他获首届“国家卓越工程师”称号。

他就是我国石化科技领军人物、炼油加氢技术专家方向晨。

他的主要学术贡献是创建“烃类分子结构导向转化”加氢技术创新体系。创新成果如下：

根据烃类分子结构特点发明新反应路径，导向性促进柴油高质量升级

柴油是国民经济发展的主要运输燃料，但限制我国柴油生产和应用的主要问题是柴油十六烷值低和硫含量高。

MCI劣质柴油改质技术。我国柴油中催化柴油占比高达三分之一，其稠环芳烃含量高、十六烷值低将降低发动机效率、增加颗粒物排放，影响其作为柴油资源。传统加氢精制路径，将芳烃转化为环烷烃，但改善十六烷值的幅度非常有限；加氢裂化路径，则将芳烃转化为石脑油，氢耗大、投资高。分析烃类结构组成对十六烷值的影响，发现带长侧链的单环芳烃十六烷值较高，创新提出稠环芳烃“开环而不断链”，生成长侧链单环芳烃的反应路径，可以经济有效提高催化柴油十六烷值，发现了加氢裂化催化剂在适度氮中毒条件下可以实现这一反应的调控开关，创制了高氮条件下稳定的催化材料，发明了MCI—劣质柴油加氢改质技术。其兼具传统两种反应路径的优点，又克服了各自的不足，成为引领了国内外的实用技术，相继在国内20余套装置使用，获2001年国家发明二等奖（第一完成人）。

烷基转移柴油超深度加氢脱硫技术。柴油超深度加氢脱硫是国家污染防治攻坚战的重要任务，其难点是脱除含空间位阻效应的4,6-二甲基二苯并噻吩类硫化物。国内外主要采用加氢饱和脱硫反应路径，但存在氢耗高、催化剂稳定性不足等问题。他创新提出“烷基转移脱硫”反应路径，即将硫化物上有位阻效应的烷基转移到没有位阻效应位置，并指导开发相应催化剂，提高了直接脱硫效率。同时发现反应器入口反应温度低、氢分压高、硫化氢含量低等特性，适合加氢饱和脱硫反应路径，反应器出口反应温度高有利于烷基转移脱硫路径、且该路径对氢分压和硫化氢敏感度低。因此两种催化剂级配，能够充分发挥两种脱硫路径的组合优势。该技术被BP等多家国际知名公司评为一流，在国内外装置广泛应用，国内市场占有率50%左右，每年节省氢气费用11.4亿元/年、碳减排约110万吨。获2013年国家技术发明二等奖（第二完成人）。

应用烃类分子结构导向转化理念，指导加氢裂化技术持续创新

炼油向化工转型是实现“双碳”目标的重要举措。加氢裂化高效提供芳烃和烯烃原料越来越成为炼化企业“油转化”的必备手段。他率先提出烃类分子结构导向转化的创新理念。即将加氢裂化原料中的环状烃选择性裂化为单环环状烃（石脑油轻质馏分），链状烃尽可能不发生裂化反应从而生产高质量烯烃原料（加氢尾油），达到经济高效增产优质化工原料的目的。

分区强化加氢裂化技术。根据烃类吸附-反应规律，发明了按反应物在反应器内组成变化情况实行分区强化反应的方法，提出了不同区域催化剂开发的创新要求，发明了分子筛再晶化、纳米分子筛负载晶化、金属拟均相负载等创新技术，解决了加氢裂化生产化工原料时两种化工原料的产量与产量、产量与质量交互之间存在跷跷板效应问题，使两种化工原料的产量和质量同时得到提高。该技术成为石油石化推荐的加氢裂化升级换代技术，应用于国内外40多套装置，年增产化工原料500多万吨。获2017年国家科技发明二等奖（第一完成人）。

渐次反应加氢裂化技术。根据多相催化理论提出大分子烃类渐次反应理念，即让稠环芳烃大分子在催化剂介孔弱酸中心上预裂解后进入微孔深度裂化，链状烃大分子难于在介孔弱酸中心上反应，从而限制了其进入微孔反应。与复旦大学合作创制了梯度孔梯度酸催化材料并实现工业应用，这也是介孔分子筛在催化领域的首次工业应用。获2020年中国石化前瞻基础科学一等奖（第一完成人）。

原始创新开发沸腾床渣油加氢新技术

原油对外依存度高已成为国家能源安全的隐患，沸腾床渣油加氢技术能够将低价值劣质重渣油高效转化为优质油品和化工原料，从而缓解该问题。

STRONG沸腾床渣油加氢技术。上世纪60年代，我国就开发了带三相分离器的自驱沸腾床反应器，这是对国外技术的颠覆性创新（没有高温高压循环泵、不需要控制催化剂料面，可降低投资、提高安全性）。他通过建立三相分离器微压平衡控制方法，优化改进反应器结构，解决了原型技术操作域小和大尺度涡流问题。突破了我国原始创新沸腾床渣油加氢裂化技术几十年难于工业化的工艺工程难题。渣油加氢裂化反应的突出问题是随着转化率提高，油品变轻，渣油中超大分子如胶质、沥青质等溶解能力降低进而结焦析出，是限制系统稳定运行的主要矛盾。解决问题的关键是让渣油中超大分子优先加氢转化为中等分子，而易于裂化的组分则不发生过度裂化，保持渣油加氢产品稳定。为此通过催化材料设计和工艺优化，使两个沸腾床反应器分别采用性能最合适的催化剂实现分区强化，达到让超大分子选择性渐次转化的目的。与国外技术相比既提高加氢裂化反应效果，又提高渣油反应体系稳定性。自2020年50万吨/年工业装置成功运行后，200万吨/年装置也已投用正式运行，成为炼油转型发展新平台。

复合床（沸腾床-固定床）渣油加氢技术。利用新沸腾床技术优势，结合固定床渣油加氢过程特点，在国内外首创沸-固复合床渣油加氢处理技术。该技术改善了固定床渣油加氢（国内外应用最多）原料适应性低、运行周期短、加氢深度不足等问题，成为受行业广泛关注的新技术。280万吨/年工业示范装置已开工运行，并被列入中石化“十条龙”科技攻关计划。

方向晨在工作中始终把国家需求放在首位，淡泊名利、甘于奉献；在科研上始终把找不同、求路径作为目标，敢为人先、勇于创新。他敏于把握产业发展方向、勤于学习新技术并善于将之应用与解决实际技术问题，他的战略眼光与改革实践，不仅书写了科研人生的辉煌篇章，更在国家构建现代化产业体系的宏大叙事中，树立了科研工作者服务国家战略、勇担时代使命的典范。

【个人简介】

方向晨，现任中国化工学会副理事长兼秘书长。曾任中国石油化工股份有限公司抚顺石油化工研究院院长、大连石油化工研究院院长。方向晨同志长期从事石油清洁炼制领域应用基础研究和工程实践，在高硫原油加工、低成本汽柴油质量升级及劣质渣油深加工、炼厂环境工程等方面主持开发了多项具有引领性意义的炼油加氢及环保新技术，为我国加氢技术跨入国际领先行列、石化企业高标准环保排放做出重要贡献。曾获国家技术发明二等奖3项（2 项排名第 1、1 项排名第2）、中国专利金奖1项和优秀奖3项、省部级一等奖10项（均排名第1）。作为第一发明人获国内外授权专利82件（国外19件）。在国内外核心期刊发表论文91篇（含通讯作者），主编加氢和石化环境保护方面的专著5部。曾获2024年首届国家卓越工程师、全国优秀科技工作者、辽宁省“兴辽英才计划”杰出人才、辽宁省优秀科技创新带头人、辽宁省优秀专家、辽宁省百千万人才工程百层次人选、中国石化有突出贡献的科技专家、享受国务院政府特殊津贴，获2014年何梁何利科学与技术创新奖、中国化学会2012年度化学贡献奖等荣誉，2018年当选中国化工学会会士。