今年1月9日召开的全国科技大会上，华东理工大学钱锋教授的《大型精对苯二甲酸生产过程智能建模、控制与优化技术》（第一完成人）荣获了国家科技进步奖二等奖。这是钱锋与他所领衔的科研创新团队近年来获得的第二个“国家科技进步奖二等奖”，他们为此感到欢欣鼓舞，但当他忆及整个研发过程，不禁心情激动地回味着当时那股子迎着困难上的执着和热情。
　　十年磨一剑的征程
　　精对苯二甲酸（简称PTA）是生产聚酯的重要原料，它与人们日常生活息息相关，随着聚酯国产化技术的突破，聚酯产量激增，带动了对其上游PTA产品需求的急剧扩张；但国内PTA长期以来一直存在较大的供需缺口，进口依存度高达50%，成为聚酯产业链发展的“瓶颈”。所有的PTA装置和生产技术依赖国外引进，引进费用高昂。由于没有掌握PTA生产的核心技术，引进装置的生产操作远未达到最优工况，能耗、物耗及产能与国外先进工艺技术相比存在一定差距，PTA产品在价格、质量上处于明显劣势、缺乏竞争力，严重制约了我国PTA行业的发展。
　　就发展国内PTA先进制造技术而言，有两条途径，一是研究开发PTA装置成套国产化技术，形成自主知识产权的中国PTA生产技术，以建设新的装置；二是采用高新技术改造和提升现有PTA生产技术，提升工业装置生产能级。显然，前者周期长、投资大。钱锋认为，采用先进信息技术——工业过程建模技术、先进控制技术、优化操作技术等改造、提升现有PTA生产装置，降低生产过程物耗、能耗，提高产量，是实现投资省、见效快的首选技术。但这面临着一些关键技术的“瓶颈”：需要研究开发工艺机理、建立过程模型、实施优化控制等。
　　早在十年前，钱锋领衔的创新团队就开始着手PTA的调研工作。工艺机理的复杂性使得对PTA生产过程研究开发先进控制与优化技术的难度和风险加大，仅仅依靠自动控制技术来进行这个项目的攻关，难度相当大：PTA生产中的反应过程是核心，在机理不清楚的情况下制定出来的优化控制方案只能是纸上谈兵。钱锋认为，科学研究需要勇气，更需要实力。长期以来，他所领衔的这支科研创新团队集聚了来自化学工程、系统工程、机械工程、自动化、计算机等多个不同专业的人才，“多兵种”合力作战，一场研发具有自主知识产权的PTA生产过程优化控制技术的“战役”揭开了序幕。
　　立意深远的挑战
　　石油化工作为国家的能源工业和战略安全，是国民经济的支柱产业。然而，目前我国有80％的石油化工技术和装备都是依赖国外进口，总体技术与国际先进水平之间差距较大，普遍存在着国产化程度低，消化、吸收、创新不够的问题。面对国内石化企业对于挖潜增效的迫切需求，如何实现投资少、见效快的技术提升，如何通过自主创新，用自动化技术提升大型石化装置的生产技术水平，开启石化技术的智慧之门，是钱锋和他的同仁们所确定的攻坚方向。
　　石油化工过程的智能建模、控制与优化技术是钱锋所领导的科研创新团队多年的攻关项目。20世纪90年代，由钱锋领衔，针对石化工业的“龙头”生产装置——乙烯生产过程，通过集成创新和消化、吸收与再创新的科技攻关，完成了曾荣获2002年度国家科技进步二等奖的“乙烯生产过程基于神经网络的软测量和智能控制技术”等多项研究课题，技术达到了国际先进水平，部分达到国际领先水平。钱锋他们功成名就却并没有止步，他们瞄准了“大型精对苯二甲酸生产过程智能建模、控制与优化技术”课题，开始了又一个自主研发、集成创新的跋涉之旅。
　　在项目研发之初，从PTA生产过程实时控制与优化的要求出发，团队首先集中科技优势开展了关键共性技术的研究，如神经网络实用技术研究、智能预测控制技术研究、智能优化技术研究、对二甲苯氧化反应过程机理与神经网络动力学模型研究等。随着2000年国家工业过程自动化高技术产业化重大专项（总投资8834万元）“特大型PTA装置综合自动化高技术产业化重大专项”的成功立项和实施，以及中石化股份有限公司“十条龙”重大科技攻关项目“45万吨/年PTA国产化成套技术”的开展，PTA项目团队的人员进入了白热化的攻坚阶段：按照工业装置工程应用技术开发和实际生产过程的特点，钱锋把团队分成几个工程小组，分别开展对二甲苯氧化反应过程智能化工艺机理模型、PTA生产过程系列产品质量指标软测量模型、生产过程智能优化操作系统、对二甲苯氧化反应过程智能控制系统、溶剂脱水塔智能多变量预测控制系统、浆料浓度智能预测控制系统、PTA产品结晶过程智能控制系统等几个子项的研发工作。
　　苦尽甘来的回味
　　项目开展之初，由于是国内首家进行PTA先进控制技术攻关的单位，没有资料，没有前人的经验可借鉴，更没有退路，它不仅关系到国内PTA厂家的市场竞争力问题，更是对国外技术对内封锁的对抗和挑战。但是面对复杂的工艺机理，有时候就连工作在现场几十年的工艺人员也搞不清楚异常事件的发生原由，为整个优化控制方案的设计、实施带来很大难度。提出来的总体方案数易其稿，不但要从控制可实现的角度出发，更要跟现场装置的实际运行状况相符。由于项目时间进度紧，团队研发人员几乎长期呆在现场，进行数据分析，流程机理研究，有的时候碰到瓶颈，讨论几乎无法进行，成为僵局。“从理论和技术角度看，肯定能够解决的，也许什么地方我们遗漏忽略了……”，在钱锋的鼓励与引导下，团队成员重新换角度思考，有时一个小小的疑团打开，大家也会雀跃不已，互相鼓励，再没有当时相互置疑时的针锋相对。
　　勤奋、求实与一丝不苟
　　钱锋在华东理工大学最出名的是他的“一线工作法”，做项目要勤奋、求实，实实在在“沉”在现场。他总对团队的成员说：“搞控制，首先要了解生产工艺特性，而这些是坐在实验室里学不到的。”于是，他总是在繁忙的教学和管理工作中，挤出时间往企业跑。有人曾看到他有这样一张“时刻表”：晚上11点，离开上海赴南京；次日下午5点，从南京返回上海。原来，他有许多科研项目是在扬子石化，可华东理工大学科技处的管理工作也需要他。
　　“如果回家吃饭，记得打个电话回来。”妻女这句在常人看来有些颠倒的话，正是他日常工作的真实写照。忙碌了一天的日常教学和管理工作，晚上7点以后才真正拥有自己的“黄金工作时间”——可以静下心来钻研科研项目、撰写学术论文和报告……他说：“对于家庭，我是个不称职的丈夫和父亲。”14岁的女儿整日价见不着近在咫尺的爸爸，总以为他又出远门公干去了，以至熟知钱锋的人都说他是个“工作狂”。钱锋无奈地说：“性格使然，我对待任何事情都太认真，太讲求精益求精，一丝不苟了。”
　　跋涉之旅从头越
　　在项目进展过程中，2003年洛阳石化对设备准备进行扩能改造，需要研发小组配合进行改造后工艺条件的优化。这时，虽然工艺优化改造在先期进行的扬子石化还没有正式得到验证，钱锋深感责任的重大，也认识到这是对近年来研究成果的最佳考验。在紧张的一个月时间的工业实验准备后，大家对模型进行了慎之又慎的验证和校核，郑重地提交给洛阳石化一份工艺操作优化参数。后来，天津石化PTA装置也要求进行流程的模拟与优化，希望能够进一步节能降耗。天津石化采用的是三井的最新技术，其经济技术指标已经在国内领先。“在国外的新装置、新技术面前，我们还能有所作为吗？”人们不禁在心中又打起了小鼓。这时，洛阳石化改造完成，按照提供的优化参数开车后一次性地产出了质量合格的产品。这个捷报给了整个团队极大的研究信心，钱锋和大家一起奔波在天津石化、洛阳石化和扬子石化之间，最终成功实现了三套不同工艺条件的PTA过程的优化。
　　从2000年5月以来，该项成果先后在扬子石化、洛阳石化和天津石化的三套不同时期、不同工艺技术路线的大型PTA装置上成功应用示范，解决了PTA生产过程中建模、控制和优化的若干瓶颈问题，摆脱了我国PTA生产过程先进控制技术依赖引进的局面，近三年累计为企业创造了新增利税33816.80万元直接经济效益，推动了PTA行业、乃至石化工业的科技进步，增加了企业竞争力。形成了10项国家发明专利技术（授权2项、公开5项、受理3项），获得了10项国家计算机软件著作权登记，以及系列有关PTA生产过程建模、控制与优化的专有技术，发表的相关学术论文有19篇被SCI、27篇被EI收录。
　　再创辉煌的决心
　　在众多成功项目实施的基础上，这项技术在上海石化PTA装置上又开始了应用。钱锋领衔的研发团队声誉雀起，这为项目成果的产业化和尽快推广到企业提供了良好的契机。钱锋说：“我们的很多石化装置技术还很落后，还有太多的工作需要我们去开拓。”钱锋教授和他领衔的团队在努力积累着原始创新技术的同时，通过“引进、吸收、再创新”的集成创新思路，为形成具有自主知识产权的专利技术和专有技术，解决工业装置生产瓶颈，产生重大经济效益，提升PTA乃至石化过程的技术水平和企业竞争力坚持不懈地努力奋斗着。

　　（宓正明）