【校友档案】

  张乐，中国石油化工集团有限公司石油化工科学研究院首席专家，科研管理部经理兼党支部书记，“长江学者”校企联聘学者。1993-1997年本科就读于我校化工学院有机化工专业。长期从事炼油加氢技术研发，先后负责或参加国家“十三五”“十二五”“973”以及多项中国石化研发项目，获国家技术发明二等奖1项，省部级科技进步一等奖1项，省部级二等奖2项，授权中国发明专利100余件，发表学术论文50余篇。先后荣获集团公司优秀共产党员、管理现代化创新成果一等奖等。荣获“2022年度全国三八红旗手”称号。

  2023年3月，全国妇联在北京举行“三八”国际妇女节纪念暨表彰大会。作为中国石化石油化工科学研究院首席专家，“大工人”张乐摘得这项荣誉。长久以来潜心研究石油加氢催化剂，张乐道出她二十年磨一剑的故事。

扎根

  张乐与石油化工结缘已久。

  1997年，从大工有机化工专业毕业后，她回到故乡，进入洛阳石化。始建于1978年的洛阳石化，是当时中原地区大型的石油化工基地。然而在洛阳石化，张乐发现企业现有的石油炼化技术存在诸多问题，难以满足市场的需求，需要优化和提升。

  在大工读书期间，张乐的成绩一直名列前茅。思来想去，对石油系统有充分了解和对科学研究有更高追求的她，还是想在专业道路上走得更远。“或许继续读书深造呢？”她把目标瞄准石油化工科学研究院。

  作为中国石化八大研究院之一，始建于1956年的石油化工科学研究院曾研发出多项对中国炼油工业具有重大意义的技术，支撑了中国炼油的发展。

“在业内，石科院就是大家公认的No.1。”经过半年时间的准备与复习，张乐成功考取石科院的硕士。1998年的初秋，张乐独自乘坐北上的列车，前往北京读研。

  五道口清爽的秋风，学院路金黄的落叶。“这里是梦想开始的地方。”多年后，张乐依然清晰记得第一次踏在石科院门前的情景。从那时起，她开启了20余年的科研之路。

  在专业选择上，离开炼厂的张乐致力于从事石油化工的“主业”。

  石油炼制需要经历初加工和深加工，初加工得到的馏分需要经由加氢等深加工过程精炼成品油。其中，加氢技术可以调节油品的碳氢比，去除硫、氮等杂质，从而获得精制成品油。如果没有加氢催化过程，未经处理的硫、氮和多环芳烃排放到大气中就会形成酸雨和雾霾，严重影响人民生命健康。因此，我国一直高度重视柴油的清洁化。15年间，我国柴油标准限制硫排放含量已从2000ppm降低至10ppm。

  不断严苛的排放标准对石油加氢技术提出了越来越高的要求。加氢催化剂的好坏直接影响柴油的清洁程度，是石油科研领域的重中之重。“石科院的领头人”、中国工程院院士李大东正是这一领域的权威专家。早在1987年，他所带领的团队研发成功石科院第一代加氢催化剂，为中国现代炼油工业技术催化剂的自给自足发挥关键作用。

“选择加氢催化剂研发这个方向，能够在硕博士期间得到李大东院士的亲自指导，我觉得很荣幸。”师从李院士一直是张乐的心之所向。能够深入大师的科研团队，能够致力于柴油产品的质量升级和清洁化，张乐感到前路重新被照亮。

  2001年，张乐硕士毕业并留院工作，同时开始攻读石科院中法联合培养的在职博士。博士期间，作为李大东院士团队成员，张乐全面参与石科院第二代和第三代催化剂的研发。

“8小时出不了科学家。”这是李大东院士勉励大家的话语。那段时间，张乐不轻易让自己的大脑闲着。“哪怕是做饭的间歇，也曾因思索难解的课题，以至于忘记放佐料。”前十年卧薪尝胆，跟随团队做科研，为她之后十年挑大梁带队做科研打下坚实基础。

  而让她真正绽放光芒的第四代催化剂研发，也在酝酿中开始。

突破

  尽管石科院前三代催化剂在开发时期处于领先地位，但国际催化剂产品在2010年左右以较低价格抢占中国市场，给中国自主知识产权的加氢催化剂技术带来了极大冲击。

  2011年，石科院正式开始第四代催化剂研发项目，36岁的张乐受命担任项目负责人。如何保证催化剂的高活性和高稳定性，让国产催化剂赢回市场，成为摆在张乐案头的难题。

  研究工作紧锣密鼓地开始进行。在研究过程中需要将不同的实验样本送给评价装置检测其完成度。当时，为了第二天能将样本及时送寄，张乐常常在办公室通宵。往往在深夜实验刚做完，靠在办公椅上休息个把小时，就要赶着将样本送过去。

“这样做实验，效率很低。”不同于研究员的身份，负责人张乐需要在更高的站位上领导研究的进程。因此，张乐积极建议改良实验装置和评价方案。

  石科院当时的评价装置都是小型、单管的，隔数月才能出结果，这大大拖慢工作进度。在读博期间，张乐曾参观当时世界最先进的能源公司——道达尔公司。公司实验室全部配备柴油加氢脱硫高通量评价装置。

“工欲善其事必先利其器。”张乐深知“好兵器”的重要性。在团队的建议下，石科院引进国内首套具有16根反应管的柴油加氢脱硫高通量评价装置，并采用了适用于国内炼厂需求的兼备活性和稳定性的评价方案，每次可以评价16种催化剂，一周左右就可以评出一轮催化剂，评价效率提升为原先的十余倍，增强了评价的可对比性和规律性。团队的研究成果通过新装置和新方案得以实现。

  科研工作需要耐得住寂寞。往往经历了99次失败，第100次才会成功。在她的带领下，团队经过不懈努力发明了定向控制金属前驱物结构的活性相构建技术，实现两种活性金属组分之间的协同作用，使催化剂活性大幅提高。

  然而，催化剂长周期活性评价数据显示，新研制催化剂的稳定性未达到预定目标。“是在原有基础上调整配方，还是从基础研究开始重新探索？”面对两难抉择，张乐决定选择后者。

“科研工作遇到瓶颈时，需要不断尝试一些新的因素，读一些专业层面的新书，不断拓宽知识边界，探索新的可能性。”通过大量实验，张乐最终确定积碳是影响催化剂稳定性的关键因素。

“之前催化剂领域文献普遍认为积碳是在载体上，我们通过新的研究发现积碳积在金属上。”这为提升催化剂稳定性提供了思路。

  在新思路的引导下，团队持续挖掘数百种催化剂和数千组分析表征数据，发明了活性金属高分散及锚定的活性相稳定技术，最终形成具有稳定的小尺寸活性相的新型催化剂，可有效兼顾催化剂的活性和稳定性。

  基于高性能活性相构建及稳定技术，团队研发出RS-2100和RS-2200加氢催化剂，性能及成本明显优于国内外同类催化剂，可以满足国六柴油标准对硫和多环芳烃含量的要求。

  熬得过山重水尽，自会迎来柳暗花明。历经重重考验，第四代催化剂通过了基础研究和小试研究。

从理论到实践

  工业装置能否成功实施是一项技术的生命力所在。2014年，第四代催化剂在江西九江进行工业放大实验。面对劣质柴油比例高、工艺条件较差的应用环境，工业装置还要满足长周期稳定运转需求，新型催化剂的工业试验面临巨大考验。为确保工业试验成功，团队成员长期驻守在企业生产一线。

  实验过程需要将上百吨催化剂装填到一个直径数米、高十几米的反应器内，再将柴油和氢气从顶端导入进行反应，测试催化剂效果。装填如果不均匀就会造成短路，严重影响反应效果，造成产品不合格。因此，研究员需要站在反应器塔顶部随时调整控制因素。

  七八月份的九江，生产现场温度接近50摄氏度。塔顶顶端，温度陡增，烤得半身高的围栏“滋啦滋啦”作响。张乐和同事到达顶端时，衣服已经几乎被汗水浸透，更别提身在高处的紧张感。

“百尺竿头，唯有坚持才能抵达最终彼岸。”反应器每装填不到1米，她都需要和现场的技术人员一起检测装填高度，预测整体装填效果。

  十几个小时的时间，张乐顾不上喝水、上厕所，高温炙烤着整个塔顶，时间仿佛凝固。张乐一边盯着检测人员，一边盯着仪器里的数据，心里忐忑不安。汗水划过面颊，湿透了工装。

  正午的阳光，对讲机传来监测人员的口令，“数据合格”。反应效果达到预期，这标志着放大实验圆满成功，第四代催化剂性能得到验证。整个团队悬着的心终于落地。工业装置开工期间，张乐及其团队成员24小时不间断在现场进行技术指导，及时调整优化方案，顺利实现了装置一次开车成功和长周期稳定运行。

  工业试验成功后，石科院上级部门组织业内专家进行鉴定评审。通过多项指标考核，专家们一致认为第四代催化剂达到国际先进水平。

  在之后的9年时间，石科院第四代催化剂迅速推广全国市场，并出口国外市场，稳定性也在各地的炼厂得到了验证。

  截至目前，石科院第四代催化剂已应用到国内46套次和国外3套装置，目前总加工能力达到7000万吨，在中国柴油加氢市场占有率达到30%，居国内领先地位。

  2020年1月10日，2019年度国家科学技术奖励大会在北京人民大会堂举行。基于该项目，张乐和团队荣获“国家技术发明二等奖”。二十年磨一剑，张乐的专注与坚持收获了回报。

“国家和市场的需求就是科研人员创新的方向。”张乐践行自己的承诺，积跬步、至千里，始终保持对未来发展趋势的前瞻性，在自己的科研人生路上，笃定前行。

内容来源：国内合作与联络处

编辑排版：马银

责任编辑：田庆战 李贯一