“研究成果落地的關(guān)鍵是產(chǎn)學(xué)研結(jié)合，以企業(yè)需求為導(dǎo)向，為企業(yè)創(chuàng)造可見(jiàn)的價(jià)值。”華東理工大學(xué)石油加工研究所博士生導(dǎo)師劉紀(jì)昌教授向我們分享他的科研成果落地經(jīng)驗(yàn)。

作為企業(yè)創(chuàng)新發(fā)展聯(lián)合基金重點(diǎn)項(xiàng)目、石油化工聯(lián)合基金重點(diǎn)項(xiàng)目等20余項(xiàng)科研項(xiàng)目的負(fù)責(zé)人，劉紀(jì)昌教授對(duì)于高校研究成果落地轉(zhuǎn)化有自己獨(dú)到的見(jiàn)解。特別是他主理的華理－京博應(yīng)用技術(shù)聯(lián)合研究院，先后獲得企業(yè)2000多萬(wàn)的科研項(xiàng)目資金支持。

然而劉紀(jì)昌教授的科研之路也曾經(jīng)歷過(guò)很長(zhǎng)一段時(shí)間‘無(wú)米下鍋’的窘境。

從無(wú)到有開(kāi)始艱辛摸索

長(zhǎng)期以來(lái)，石化行業(yè)流程模擬軟件被國(guó)外公司壟斷。為改變這一現(xiàn)狀，在導(dǎo)師沈本賢教授的指導(dǎo)下，劉紀(jì)昌教授帶領(lǐng)的團(tuán)隊(duì)走上了自主研發(fā)之路，預(yù)料之中，起步極其艱難。

首先是技術(shù)難題。煉廠計(jì)劃調(diào)度是石化行業(yè)的關(guān)鍵，即使是最基礎(chǔ)的原油采購(gòu)環(huán)節(jié)，同樣關(guān)系到生產(chǎn)效率和產(chǎn)品價(jià)值，需要通過(guò)軟件模擬煉廠的生產(chǎn)過(guò)程來(lái)指導(dǎo)原油品類的選擇。商業(yè)的流程模擬軟件無(wú)法處理多裝置耦合的復(fù)雜煉油體系，劉紀(jì)昌教授要做的就是通過(guò)分子水平建模，并基于分子組成矩陣的數(shù)據(jù)傳遞讓軟件模擬得更精細(xì)，盡可能減少人為干預(yù)，從而實(shí)現(xiàn)從原油到石油產(chǎn)品的全流程優(yōu)化。然而，一個(gè)煉油廠或石化企業(yè)有眾多裝置，將裝置之間的數(shù)據(jù)精準(zhǔn)傳遞是一件非常艱難的事情。這不僅要處理龐大的數(shù)據(jù)，還涉及對(duì)化工和煉油過(guò)程反應(yīng)機(jī)理的深入理解，需要二者兼顧才能建好模型。

其次是缺乏資金。由于系統(tǒng)過(guò)于復(fù)雜，外行人很難理解。最初，在打基礎(chǔ)、建立框架的8年里，劉紀(jì)昌教授的研究暫不具備應(yīng)用價(jià)值，所以無(wú)法得到企業(yè)資金支持。直到2012年，他對(duì)團(tuán)隊(duì)研究方法和管理模式進(jìn)行了系統(tǒng)調(diào)整，在注重團(tuán)隊(duì)穩(wěn)定性的同時(shí)，加強(qiáng)了與企業(yè)之間的交流，以企業(yè)需求和痛點(diǎn)為導(dǎo)向，調(diào)整研究方向，產(chǎn)出了標(biāo)志性成果。

2014年，劉紀(jì)昌教授獲得國(guó)家自然科學(xué)基金的支持，使得項(xiàng)目進(jìn)程大幅度加快，尤其在與企業(yè)裝置結(jié)合后，能夠?yàn)槠髽I(yè)提供有價(jià)值的數(shù)據(jù)。前期的韜光養(yǎng)晦，皆是為了厚積薄發(fā)。終于在2018年到2023年期間，先后獲得了石油化工聯(lián)合基金重點(diǎn)項(xiàng)目和企業(yè)創(chuàng)新發(fā)展聯(lián)合基金重點(diǎn)項(xiàng)目的支持，完成了國(guó)內(nèi)某大型石化企業(yè)多個(gè)主要裝置的分子水平建模，落地轉(zhuǎn)化更進(jìn)一步。

建設(shè)產(chǎn)學(xué)研用“發(fā)動(dòng)機(jī)”

抓住企業(yè)痛點(diǎn)是產(chǎn)學(xué)研落地轉(zhuǎn)化的關(guān)鍵一步，在許多加工路徑中，有些關(guān)鍵參數(shù)，依靠操作人員的經(jīng)驗(yàn)和現(xiàn)有的商業(yè)化軟件難以實(shí)現(xiàn)。劉紀(jì)昌教授開(kāi)發(fā)的軟件主要用于確定關(guān)鍵操作參數(shù)，使整個(gè)鏈條的價(jià)值最大化。

如今，劉紀(jì)昌教授團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)的石油煉廠的分子水平流程模擬關(guān)鍵技術(shù)在煉廠耦合裝置反應(yīng)過(guò)程模擬方面比國(guó)外的商業(yè)軟件更具優(yōu)勢(shì)，能夠在現(xiàn)有的裝置條件下，根據(jù)原油價(jià)格變化和市場(chǎng)需求變化，指導(dǎo)煉廠獲得最佳效益。

無(wú)獨(dú)有偶，他所做的另一個(gè)重要項(xiàng)目“基于分子管理的石油資源高效利用和清潔轉(zhuǎn)化”，通過(guò)吸附分離正異構(gòu)烴提高每個(gè)石腦油分子的利用價(jià)值，極大地提高了原料利用率，解決了企業(yè)實(shí)際需求。

盡管劉紀(jì)昌教授的團(tuán)隊(duì)抓住了企業(yè)降本增效的需求，但不同于投入較少的軟件項(xiàng)目，一套工業(yè)試驗(yàn)裝置需要投入幾千萬(wàn)，對(duì)于企業(yè)來(lái)講有一定風(fēng)險(xiǎn)。如何讓企業(yè)在控制風(fēng)險(xiǎn)的情況下盡早對(duì)接技術(shù)，是產(chǎn)學(xué)研落地轉(zhuǎn)化過(guò)程中面臨的最大困難。

開(kāi)拓科研成果轉(zhuǎn)化新思路

2019年，華理－京博應(yīng)用技術(shù)聯(lián)合研究院應(yīng)運(yùn)而生。此研究院不僅是華東理工大學(xué)與京博合作的結(jié)晶，也是產(chǎn)學(xué)研合作的新起點(diǎn)。聚烯烴材料發(fā)泡工藝、危化品覆土儲(chǔ)罐安全設(shè)計(jì)與運(yùn)維技術(shù)、煉油裝置群模擬與優(yōu)化系統(tǒng)等項(xiàng)目已取得標(biāo)志性研究成果。

對(duì)學(xué)生來(lái)說(shuō)，此研究院提供了極具實(shí)踐意義的實(shí)習(xí)機(jī)會(huì)，深度聯(lián)合企業(yè)的研究團(tuán)隊(duì)，互通有無(wú)、一以貫之，無(wú)論對(duì)科研工作本身還是未來(lái)深入一線工作，都具有極大的借鑒意義。對(duì)此，劉紀(jì)昌教授認(rèn)為：“我們的學(xué)生在京博實(shí)習(xí)更能貼近生產(chǎn)實(shí)際，這是公認(rèn)的科研轉(zhuǎn)化優(yōu)勢(shì)。”

多方共贏的合作方式更利于可持續(xù)發(fā)展，而精準(zhǔn)的溝通交流，能讓思想的火花愈加碰撞。華東理工大學(xué)有幾百位老師，京博有上百個(gè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)點(diǎn)，通過(guò)研究院這個(gè)平臺(tái)，建立了高效對(duì)接渠道。走進(jìn)企業(yè)、與企業(yè)結(jié)合，真正應(yīng)用到企業(yè)的生產(chǎn)中，這是產(chǎn)學(xué)研用一體化的范本，也是創(chuàng)新的再一次價(jià)值涌動(dòng)。

如今，華理－京博應(yīng)用技術(shù)聯(lián)合研究院正在策劃一批探索性研究課題。有了資金的高效投入，能幫助高校更好地對(duì)接企業(yè)需求、定位研究方向。可以預(yù)見(jiàn)，一批在未來(lái)能為企業(yè)創(chuàng)造價(jià)值的項(xiàng)目正在孵化中。