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植根石化行业 勇攀智造高峰——记华东理工大学信息学院复杂化工过程系统集成与优化方向研究团队
页面更新时间:2018-10-11 08:36

      

  3年时间,项目成果应用新增利税20余亿元,获得省部级科技成果一等奖和二等奖8项,在相关领域发表论文约340篇,申请专利或著作权57项,为30多家石化企业提供了智能优化解决方案……这样一份出色的成绩单,不仅是华东理工大学信息学院复杂化工过程系统集成与优化方向研究团队在研究领域创造的佳绩,同时也是团队在推动石化行业向智能化转型方面的出色表现。

  抓住龙头化解行业痛点

  从事工业过程建模与控制与工业过程先进控制研究几十年,中国工程院院士钱锋作为复杂化工过程系统集成与优化方向研究团队负责人,对于石化行业目前面临的困境有深刻的理解:”我国石化行业大而不强,发展受到资源、能源、环境的严重制约。在新时代背景下,亟需运用新的信息化、智能化等现代信息技术,从生产、管理和营销全流程优化出发,推进以高效化和绿色化为目标的智能优化制造,实现新旧动能全面转型发展。”

  在钱锋看来,提高生产制造水平和效能,是解决资源、能源与环保重大问题的关键,也是我国石化工业从局部、粗放的生产与管理模式向全流程、精细化模式发展的必由之路。

  在钱锋的带领下,研发团队紧扣我国石化工业的“龙头”——乙烯裂解生产过程,由信息学院院长杜文莉牵头,确立了乙烯装置高附加值产品最大化的优化控制技术课题,从裂解机理建模—原料负荷优化—过程运行优化出发,研究开发了乙烯裂解炉炉管内裂解反应与炉膛热量传递的耦合建模与模拟技术、裂解炉炉群原料与负荷优化配置技术等。

  通过装置运行过程的实时优化控制,实现原料组成、裂解炉运行特性变化等不确定性条件下的装置效益最大化。该项目为乙烯装置高效运行提供了具有自主知识产权的优化控制技术和软件,相关成果陆续在中国石化扬子石化、上海石化、镇海炼化等我国6套百万吨级大型乙烯装置的76台裂解炉上成功应用,占全国裂解炉的37.5%,首次实现了对裂解炉群在不同操作条件的集成优化。该成果获得了2016年度教育部科技进步一等奖。

  3年来,团队围绕乙烯、芳烃和炼油生产及加工过程物质与能量高效利用的系统智能优化调控方法和关键技术进行了攻坚研究。团队完成了我国首项自主创新的乙烯装置优化运行技术与软件研发,并在国内乙烯行业全面推广应用,打破了我国乙烯行业先进控制与优化技术长期依赖国外引进的局面;在国内率先开展精对苯二甲酸装置全流程优化运行技术研究,取得了多项填补国内空白的独创性成果;完成了苯乙烯生产过程节能降耗运行优化技术项目,实现了生产过程高效催化剂、节能新工艺、优化运行技术的集成创新,共获授权专利35项,获2016年度上海市科技进步一等奖。

  人才培养打好组合拳

  石化智造离不开一流人才的参与。团队对内培育“高品质”团队,从外引进“高潜能”人才,打好人才培养的“组合拳”。

  2015年12月,钱锋教授成功当选中国工程院院士;2017年4月,杜文莉入选教育部“长江学者”特聘教授,高层次人才队伍建设取得重大突破。而优秀青年骨干教师培育计划等举措,也激发了青年科研人员的干劲,涌现出了国家“优青”钟伟民、上海“曙光学者”严怀成、中国科协“青年人才托举”工程和望利、中国高被引学者金晶、上海“浦江学者”姜庆超等一大批科研骨干力量。截至目前,团队共培养17名博士研究生、76名硕士研究生,其中13人受资助出国深造,1人入选德国洪堡学者。

  这些青年才俊不负众望。其中,王振雷教授牵头的大型乙烯装置全流程先进控制与运行优化技术与应用,提高了石油烃资源综合利用率、降低了装置综合能耗,形成发明专利15项、软件著作权13项,并获2016年度中国石油和化学工业联合会科技进步一等奖;钟伟民教授负责的“炼化一体化智能优化制造技术”科研创新团队获得校级重点支持,主要探索解决大型炼化一体化企业在国际化市场竞争下效能最大化的优化问题,形成以价值链为核心的供—产—销全链条集成的系统优化理论方法与核心技术,并获批建立了人工智能与智能制造研究院……

  育出“本土金”,也要引来“金凤凰”。31岁入选___青年千人计划、34岁入选全球2017年高被引科学家名单的唐漾教授就是团队引来的一只“金凤凰”。“个人的发展离不开团队,在人力资源、空间、经费、平台、机会等方面,团队领导给予了我全方位支持和悉心指导,让我可以有更大的用武之地。”唐漾表示。

  开放合作提升国际影响力

  石化智造,不能闭门造车,必须探索建立以科技为导向的国际合作与交流平台和渠道。据钱锋介绍,2016年,“石油化工行业智能优化制造学科创新引智基地”获批教育部学科创新引智基地。基地汇聚欧洲科学艺术学院院士、英国皇家工程院院士David Bogle教授,美国工程院院士Babatunde A. Ogunnaike教授,英国皇家工程学院院士Stratos Pistikopoulos教授及多位IEEE会士等一大批国内外专家学者,聚焦全流程运行优化与虚拟制造、智能信息处理和网络系统协同控制、敏捷供应链与生产链管理与优化、安全环境足迹监控与溯源诊断等4个方向开展研究,搭建起了流程工业智能优化制造领域的国际化合作平台。通过加强与国际一流大学与科研机构已经知名专家的交流合作,信息学院复杂化工过程系统集成与优化方向研究团队的国际影响力也在增强。

  同时,团队还通过组织举办了流程工业智能优化制造国际研讨会、第二届脑控系统与神经计算国际研讨会等多场大型国际化学术研讨活动,累计邀请国内外十余位院士及数十名著名专家前来交流合作。