今年8月，華東理工大學副校長錢鋒等人申請的專利——“一種工業聚酯生產過程的智能建模方法”開始公示。這是一種工業聚酯生產過程的智能建模方法，也是該研究團隊在大型石化裝置智能控制與工藝優化操作領域取得的又一項成果。

    十幾年來，在國家自然科學基金等項目的支持下，該研究團隊在錢鋒的帶領下，兩次獲得國家科技進步獎二等獎，已完成16項具有自主知識產權的國家發明專利技術（其中授權8項、公開8項）。

    多“兵種”合作為創新

    石油化工是關系到工業發展和國家戰略安全的基礎行業，也是國民經濟發展的支柱產業。然而幾年前，我國這一領域在制造裝備方面卻高度依賴進口，整體技術與國際先進水平之間差距較大，普遍存在著國產化程度低，消化、吸收、創新不夠的問題。

    精對苯二甲酸（簡稱PTA）是生產聚酯的重要原料，它與人們日常生活息息相關，隨著聚酯國產化技術的突破，聚酯產量激增，帶動了對其上游PTA產品需求的急劇擴張；但國內PTA產品一直存在較大的供需缺口，進口依存度很高，成為聚酯產業鏈發展的“瓶頸”。由于我們沒有掌握核心技術，引進PTA裝置的生產操作遠未達到最優工況，能耗、物耗及產能與國外先進工藝技術相比存在不小的差距，PTA產品在價格、質量上處于明顯劣勢。

    當時國內PTA制造企業面臨兩個選擇，一是研究開發PTA裝置成套國產化技術，形成自主知識產權的PTA生產技術；二是用高新技術改造和提升現有PTA生產技術，提升工業裝置生產能級。面對國內石化企業的迫切需求，顯然，采用先進信息技術——工業過程建模技術、先進控制技術、優化操作技術等改造、提升現有PTA生產裝置，降低生產過程物耗、能耗是投資少、見效快的首選。但這面臨著一些關鍵技術的瓶頸：需要研究開發工藝機理、建立過程模型、實施優化控制等。

    華東理工大學多年來在國家自然科學基金的資助下，圍繞以信息化帶動工業化，采用自動化技術提升大型石化裝置的生產技術水平方面打下了不錯的基礎。錢鋒帶領的創新團隊集聚了來自化學工程、系統工程、機械工程、自動化、計算機等多個不同專業的人才，多“兵種”合力作戰，一場研發具有自主知識產權的PTA生產過程優化控制技術的“戰役”揭開了序幕。

    他們應用“集成創新、系統優化”策略，緊密結合石油化工生產過程的內在機理特性，綜合應用自動化技術、人工智能技術、化學工程與工藝技術以及專家系統控制、推斷控制、預測控制等技術，先后對石油化工兩大“龍頭”裝置——大型乙烯生產裝置和大型精對苯二甲酸生產裝置的智能建模、先進控制與優化操作，進行了廣泛深入的應用基礎理論、關鍵技術和工程應用技術研究。從1998年開始，該技術先后在中國石化揚子石油化工股份有限公司、中國石化齊魯股份有限公司、中國石化集團洛陽石油化工總廠等多家公司的PTA裝置上成功應用示范。

    工業裝置的長期運行考核表明了此項技術能夠進一步穩定和優化乙烯和PTA裝置的生產操作，使生產過程的關鍵工藝操作指標處于最佳運行狀態。研制的建模、控制與優化技術和軟件具有操作簡單方便、工作方式靈活、人機界面友好等優點。

    獨創“一線工作法”

    石化是個高投資、高效益的產業，若停產幾分鐘就會造成上百萬元的損失，所以企業不允許在設備上做實驗。

由于沒有現成的資料，也沒有前人的經驗可以借鑒。面對復雜的工藝機理，研究人員只能根據生產的工藝機理和規律，通過計算機進行模擬、推算。“一旦計算結果不準確，不但影響產品產量和質量，嚴重的甚至涉及生產安全，危險性很高。因此，我們一般會設計很多種調整方案，充分聽取企業的操作、技術、工程等人員的意見，再修改、再計算、再調整……”錢鋒說。

    由于長期和企業技術、工程人員“泡”在一起，對方案進行再計算、修改、再調整，錢鋒總結出了研究工作的“一線工作法”。其核心就是強調科學研究和技術開發講求勤奮、求實，實實在在“沉”在現場。錢鋒說：“搞控制，首先要了解生產工藝特性，而這些是坐在實驗室里無法學到的。”

    在PTA項目研究的攻堅階段，錢鋒按照工業裝置工程應用技術開發和實際生產過程的特點，把團隊分成幾個工程小組，分別開展對二甲苯氧化反應過程智能化工藝機理模型、PTA生產過程系列產品質量指標軟測量模型、生產過程智能優化操作系統、對二甲苯氧化反應過程智能控制系統、溶劑脫水塔智能多變量預測控制系統、漿料濃度智能預測控制系統、PTA產品結晶過程智能控制系統等幾個子項的研發工作。

    2007年，錢鋒負責的“大型精對苯二甲酸生產過程智能建模、控制與優化技術”第二次獲得國家科技進步獎二等獎。

    需求是創新的動力

    2007年6月，錢鋒等研發的具有自主知識產權的乙烯生產先進控制技術，已被中國石油化工股份有限公司確定在上海石化、齊魯分公司、茂名分公司、廣州分公司、中原石化、東方石化、天津石化等8家單位的乙烯裝置上推廣應用。

    2008年，華中理工大學與揚子石油化工股份有限公司聯合申請的國家發明專利“一種對二甲苯液相催化氧化反應動力學模型的建模方法”獲上海市發明創造專利獎一等獎。這是錢鋒作為專利第一發明人，第二次獲得上海市發明創造專利獎發明專利一等獎。而該獎項的主要評選標準是近3年經濟效益及技術含金量。

    談到這個研究團隊取得的一系列創新成果時，錢鋒說，企業需求是創新的動力。