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徐春明:重质油领域的执著坚守

在很多人看来,徐春明的个人履历,平坦得令人羡慕——

1981年9月,16岁的徐春明进入华东石油学院炼制系炼油专业学习;

1985年9月至1991年11月期间,在石油大学(北京)攻读硕士和博士学位;

1991年11月,留校进入石油大学(北京)重质油加工国家重点实验室工作,其中1993年4月至10月赴加拿大Syncrude研究中心访学研修。

1995年末,只有30岁的徐春明被任命为重质油加工国家重点实验室副主任,1998年再被任命为主任;

1999年担任石油大学(北京)化工学院副院长,2002年任院长,2005年6月至2017年9月担任中国石油大学(北京)副校长。

2019年初冬时节,徐春明当选中国科学院化学部院士。

此时,距离他初涉石油炼制专业的学习过去了38年,距离他留校参与重质油加工国家重点实验室建设并从此一头扎进重质油研究领域过去了28年。从16岁到54岁,面对一个个人生之路的交叉口,他作出的选择,简单也艰难。

机缘巧合投身石油

徐春明进入石油炼制这个领域,说起来像是一个偶然。高中时代,他一直沉迷在数学的海洋中,1981年高考填报志愿时,前面填的都是综合性大学的数学系,第四志愿填写了离家最近的华东石油学院。由于石油行业艰苦,那时报考石油院校的考生会进入提前录取批次,于是机缘巧合之下徐春明来到了中国石油大学的前身——华东石油学院。

1985年,徐春明从华东石油学院炼制系炼油专业毕业,考入华东石油学院北京研究生部有机化工专业继续深造,直至1991年在石油大学(北京)获得有机化工专业博士学位。

从读硕士研究生到读博士研究生再到拿到博士学位后留校任教,导师杨光华、林世雄教授的专业指导和人生指引以及十多载有机化学工艺领域的不断学习,为徐春明日后的科学研究和人生发展打下了坚实基础。他选择的道路越来越清晰,目标越来越明确:“学石油,投身石油,偶然中存在着必然,选择石大,读硕士博士,都有点阴差阳错,也许是命中注定,断不了的缘份。既然选择了,那就热爱它,终身无悔!”

打开对外合作之门

徐春明博士毕业后选择了留校,着手重质油加工国家重点实验室的建设工作。那时实验室几乎是空的,一切都是从头开始。刚开始的一年多时间,徐春明几乎把所有的精力和时间都用来谈判、购买设备,为实验室后续发展奠定了基础。

1993年,徐春明获得到加拿大Syncrude研究中心进修一年的机会。加拿大是石油储量仅次于沙特阿拉伯的石油资源大国,加拿大油砂开发受到业界人士的广泛关注。进修期间,他接触到了加拿大重质油研究方面的先进技术和研究成果,在取长补短的同时,积极推介重质油加工国家重点实验室在基础研究方法和手段方面所具备的优势,并寻找到了双方长期合作的结合点,得到了加方的认可。他赶紧起草了一份双方的合作报告交到对方手上,很快就达成合作意向。

可是,这件“喜事”却让他陷入一个两难选择的境地:要么是继续留下工作至满一年,既可以享受归国人员待遇,又可以提高自己的英文水平;要么立即回国,尽快促成合作,毕竟搭建这样一个交流的平台实属不易。权衡再三,徐春明毅然决定提前回国。

然而,归国后,双方的合作并未如设想的顺利。1994年8月至9月,国际原油价格一反之前的上升之势,开始较大幅度地下滑,美国西得克萨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,国外众多石油公司开始裁员。在此背景下,加拿大Syncrude研究中心也将这一合作项目搁置。

1995年也恰逢实验室人才队伍“青黄不接”的时候,徐春明在几乎没有任何心理准备的情况下被任命为实验室副主任。第二年,国际经济形势好转,国际油价回升,也正是从这时开始,徐春明的学术研究步入快速发展阶段。加拿大Syncrude研究中心的联系人主动写信并表示道歉,称合作项目可以重新启动,并邀请通电话以确定具体合作事宜及访问行程。

峰回路转,徐春明兴冲冲地揣着400元钱到昌平邮局打国际长途。双方电话沟通期间,因话费不足两次被打断。正是因为这一通关键的电话,确定了合作内容和访问行程,也敲开了重质油加工国家重点实验室与加拿大syncrude研究中心合作的“重油化学技术研究”的大门!

这次成功合作为日后重质油加工国家重点实验室的国际交流撑起一片更广阔的空间。1998年,实验室与加拿大卡尔加里大学、阿尔伯特大学、UBC大学(不列颠哥伦比亚大学)等以及NRC(National Research Council)、AERI(阿尔伯特能源研究所)等许多大学及研究单位建立了长期稳定的联系。 

 

 

勇挑实验室重任

1998年8月,中国石油出台退休政策。当时还归属中国石油管理的中国石油大学中年满60岁的老教授一下退休了79位。重质油加工国家重点实验室有6位博导和教授退休,整个实验室只剩下了惟一的一位博导教授——徐春明。本想在老教授们的庇荫下潜心专业研究的他,始料不及地被一下子推到前台。这一年,他开始担任实验室主任。摆在徐春明面前的,不仅面临着实验室队伍重建的问题,更肩负着1999年国家科技部和国家基金委五年一次的评估重任。

经过共同努力,1999年实验室顺利通过评估,赢得了宝贵的发展机遇。从1999年到2001年,平均每年有三四位年轻骨干赴加拿大做博士后或访问学者,这一阶段成长起来的中青年学者后来都成长为实验室的骨干。期间,重质油加工国家重点实验室更名为重质油国家重点实验室,拓宽了实验室研究方向,进入快速发展阶段,2004年评估再次顺利通过。2004年实验室与加拿大AERI签订全面合作备忘录,作为附件列在了中华人民共和国科技部与加拿大Alberta省签订的备忘录中,并于当年10月在加拿大Calgary大学成立“国际重油联合技术中心”。国际合作交流全面开花。同时,以加拿大合作为中心迅速辐射开来,合作交流逐渐延伸至美国、日本、西班牙等多个国家和地区。

实验室以在重质油化学基础及应用技术研究领域存在的优势在业界独领风骚,在国际舞台上真正发出了自己的声音。重质油加工国家重点实验室及其工作人员以务实的工作态度,赢得了国际上的认可。从2002年到2018年,国家重点实验室9次主办或承办“重质油加工与利用”国际学术研讨会,徐春明都担任了会议主席或副主席。主要会议论文分别在《Fuel》、《Energy & Fuels》等国际能源著名期刊出版6本专辑;在中国科学(化学)(英文、中文)各出版专辑1部。随着在重质油化学加工领域影响力的不断提高,2008年徐春明受聘为美国化学协会主办的《Energy & Fuels》副主编。

优异的工作成绩,为他赢得了声誉和荣誉。留校工作十年间,他先后获得了优秀教师、优秀青年学术骨干、先进个人、劳动模范等荣誉称号;在校外,他获得了1998年侯祥麟青年科技工作者奖、1999年度中国石油天然气集团公司劳模称号、2000年霍英东教育基金会第七届高等院校青年教师奖(研究类)一等奖,进入“百千万人才工程”第一、二层次人选,2001年荣获了全国优秀教师称号,2002年获得教育部跨世纪优秀人才基金及高校青年教师奖。

学术研究出硕果

伴随着重质油国家重点实验室快速发展,徐春明的教学科研也在不断的坚持与积累中开花结果。

徐春明执著,看准的事情从来都是不遗余力,全力以赴。在重油高效转化和清洁油品生产这一研究领域,他勇于探索和创新,能够经常提出新思路、发现新问题,尤为重要的是他具有很强的合作研究精神。正是30年间的不断创新和不懈努力,取得了一些具有重要影响的创新成果。

徐春明及其团队揭示了重油复杂多层次化学组成结构,发明了基于超临界萃取分离的重油化学组成结构研究新方法,指导开发了重油梯级分离新工艺。重油化学组成结构复杂和热不稳定是其难点与特点。徐春明团队利用超临界溶剂传质性能好以及重油-轻烃复杂体系的热力学“倒退冷凝”现象,建立了超临界萃取精细分离新方法,进一步提出超临界萃取与高分辨质谱联机的策略,将以温度为单一维度的传统分离方法,创新性变革为温度、溶解度和组成三维度方法。成功得到了重油分子组成结构的系列新信息,以此为基础构建了重油分子物理化学性质计算模型和反应网络模型。这些有关重油分子的新认识和发现为重油高效转化新工艺开发奠定了基础,也得到了国际同行的肯定。基于新分析方法获得的重质油化学新认识,提出了“重油梯级分离”新思想以及重油高效清洁转化新工艺路线,建成了世界上首套20万吨/年重油梯级分离工业装置。国际同行评价为“Novel Process”并列为“Emerging technologies for upgrading of heavy oils”。将该创新工艺用于重油催化油浆的超临界梯级分离,开发了以富芳烃原料制备性能优异的针状焦的全套工艺技术,于2017年建成了20万吨/年处理能力的工业装置并实现稳定运行,解决了我国针状焦原料短缺及产品长期依赖进口的“卡脖子”问题,为锂离子电池行业的快速发展及时提供了优质负极材料。

建立了重质油催化裂化反应器的流动反应耦合模型,指导开发了2项具有重要影响的“贯通性”工程技术。在对重油化学组成结构及其催化反应机理进行系统研究的基础上,提出将计算流体力学方法引入复杂的重油催化反应过程,构建了提升管反应器气液固三相三维流动反应模型,计算得到了催化裂化反应器内复杂的温度场、浓度场等重要的化学工程信息,揭示了工业提升管反应器设计存在反应参数不优化、目的产品损失严重等实际问题的科学本质。指导开发了催化汽油辅助提升管降烯烃技术和催化裂化后反应系统关键装备与技术,凭借技术和经济优势替代了国外进口技术,作为主要成员分别获得2006 、2010 年国家科技进步二等奖。

深化基础研究,发明了离子液体烷基化新工艺,为清洁油品生产和行业科技进步作出贡献。碳四烷基化是生产超清洁汽油的关键过程。传统碳四烷基化工艺以浓硫酸或氢氟酸为催化剂,存在严重的设备腐蚀和安全、环保隐患,其工业应用受到了越来越大的挑战。因此,环境友好的碳四烷基化工艺技术的开发一直是世界炼油工业的焦点。自2000年开始,徐春明和研究团队在国家自然科学基金委、中国石油、壳牌石油公司以及学校的项目支持下,以清洁燃料生产和离子液体催化两大研究领域的交叉点——离子液体碳四烷基化为切入点,开展了基础研究、中试试验和工业放大,最终实现了该创新技术的工业推广。在2013年8月建成山东德阳化工有限公司10万吨/年复合离子液体碳四烷基化工业生产示范装置的基础上,2018年11月和2019年3月,分别由中国石油集团东北炼化工程有限公司总承包的哈尔滨石化公司15万吨/年和中国石化SEI总承包的九江石化30万吨/年复合离子液体碳四烷基化工业生产装置开车圆满成功,稳定运行至今。

研究团队原创设计合成了兼具高活性和高选择性的复合离子液体催化剂;开发了离子液体活性的定量检测方法,以及分步协控补充B酸/L酸活性组分的再生技术;研制开发了新型离子液体烷基化专用反应器和分离设备,并集成了原料预处理-催化反应-离子液体再生-分离回收等过程,形成了具有完全自主知识产权的复合离子液体碳四烷基化工艺技术。该项工艺技术打破了国外公司清洁汽油生产的技术垄断,攻克了困扰炼油行业几十年的世界性难题,整体工艺技术处于国际领先水平,获授权中国发明专利17项、国际发明专利30项,先后获得2014年中国石油和化学工业联合会技术发明特等奖、2017年国家技术发明二等奖,入选2014年度中国高等学校十大科技进展。

 

 

为学为师 立德立言

博士毕业时,摆在徐春明面前的,有出国、进外企、进国企等多种选择。选择留校,有他沉在心底的教师情结。一路走来,遇到的一个个好老师,让他也渴望成为一名好老师,看着年轻人在自己的引导下成长成才。几十年的教学工作,徐春明对本科生、硕士生、博士生教育形成了自己的理念。对于本科生教育,课程教学开始时他会先给学生搭建一个大的基础及专业知识构架体系,再给学生以课程、章节的知识构建,最后落实到具体的知识点。他认为,大的知识构架本身对学生是最有用的,而零散的知识点学生在用得着的时候可以自己学习。对硕士生、博士生的教学与科研,则侧重自由发挥、独立思考和交流能力的培养。

无论学术研究与管理工作多么繁忙,他一直坚持为本科生上课,积极参与教改项目,发表了多篇教学文章,取得了丰硕教学成果,多次获得北京市高等教育教学成果一等奖、中国石油教育学会教学成果一等奖、中国石油和化工教育科学研究成果一等奖,石油加工工程被评为北京市精品课、国家级精品资源共享课,石油加工工程及实验系列课程教学团队被评为国家级教学团队,主编的教材《石油炼制工程(第四版)》获2010年中国石油和化学工业优秀出版物(教材类)一等奖,徐春明也被评为全国优秀教师和北京市高等学校教学名师。

徐春明说:“作为中国石油大学土生土长的一名教师,将继续坚守在本科教学一线,精心培养学生健康成长;积极推进学术研究往基础领域深入,促进科技成果快速转化,真正做到‘顶天立地’,为我国行业科技进步作出应有贡献。”

 

徐春明常对学生说,人生目标确实是在完成一个个小目标、走过一个个叉路口的基础上实现的,只有脚踏实地才能走向远方。目前,徐春明除仍坚守传统石油加工往分子管理工程方向发展、新型复合离子液体材料往更宽领域应用外,还在学校“2+1+X”一流学科建设体系中担任X平台和“清洁低碳能源”建设工作领导小组组长。他说,清洁低碳能源是国家能源发展的战略需求,更是北京市绿色发展的重大需求,大力发展新能源和可再生能源、优化首都能源结构,是推动能源绿色智能高效转型的重要战略举措。下一步,要把X平台和“清洁低碳能源”学科建设工作统筹实施,稳步推进;要冷静思考学校在氢能方向的发展优势和立足点,充分利用“2+1”优势学科的资源,紧密结合学校办学特色,充分学习优势学科发展经验,进行系统设计和思考,深挖制氢、储氢、用氢等各个关键环节亟待解决的科学问题,推动学校新能源新材料学科发展再上新台阶。

 

 

 

 

 

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