朱亚杰(1914.12.4~1997.3.13)化学工程学家,中国能源专家。江苏兴化人。1938年毕业于清华大学化学系。1949年获英国曼彻斯特大学硕士学位。1950年回国,先后任清华大学副教授、教授、北京石油院筹委会委员、副院长、研究生部主任,兼任中国科学院山西煤炭化学研究所研究员。
创建了我国第一个人造石油专业;创建了粉煤流化床干馏工艺;首次在国内创建了褐煤及油页岩超临界流体抽提制取人造石油的研究等。
1980年当选为中国科学院院士。
艰难求学路
朱亚杰1928年就读于扬州中学。他勤思好学,成绩优良。初中毕业前夕到镇江春游,那是他生平第一次看到火车,高兴之余见火车头冒出滚滚黑烟,既浪费燃料,又污染环境。他心想,要是能改变这种状况,那该多好啊!这也许是朱亚杰终身致力于燃料化工和能源研究的最初原因。
初中毕业时,由于家庭经济困难,眼看即将辍学。这时朱亚杰向父母兄长表示决心,许下诺言:若能读至大学毕业,家中祖产片瓦不要。长辈见他意坚志明,受其感动,遂同意他升学读高中。
1934年,朱亚杰高中毕业后考入清华大学化学系。朱亚杰一方面积极参加抗日救亡运动,另一方面仍勤奋读书,希望实现科学救国的理想。1937年抗日战争全面爆发,朱亚杰随校南迁长沙后赴昆明,就读于西南联合大学。1938年朱亚杰毕业,获理学学士学位。后赴长沙,在度过了抗日战争期间几度辗转的岁月,于1942年去昆明入云南大学,重返教学岗位。1946年考取教育部公费出国留学,1947年夏赴英国留学,入曼彻斯特工学院攻读化学工程研究生。1949年国民党驻英使馆撤消,第三年公费无着,不得已放弃攻读博士学位的意愿,于1947年7月完成论文,获硕士学位。旋即受聘于英国西蒙卡夫化工厂设计公司,任副工程师。1950年9月该公司提出以高薪续聘朱亚杰,但朱亚杰向往祖国,谢绝聘约,于1950年11月回到祖国,被聘为清华大学化工系副教授。
自主创新
50年代初,由于我国勘探水平落后,找不到深埋在地下的油层,被一顶贫油国的帽子压得喘不过气来。1952年,国内石油产量仅44.55万吨,人造石油就占了25万吨。他认为,在这种情况下,要发展石油,加快勘探开发是重要的,人造石油同样不可轻视。于是,他受命在北京石油学院领导创建了我国第一个人造石油专业,并担任人造石油教研室主任,培养了这方面的专业人才。我国人造石油得到了大发展,从1952年的25万吨年产量,发展到50年代末的97万吨。在找到并拿下大庆油田之前的10多年里,人造石油为国家建设做出了重大贡献。
50年代中期,朱亚杰创建了粉煤流化床干馏工艺,制取低温焦油,所得半焦,送到锅炉燃烧发电。这是既得油又得电的煤炭综合利用的新思想。在小装置上取得了满意结果后,本应逐步扩大,但受到当时“敢想敢干、土法上马”的潮流冲击,致使这个方法中途夭折。
60年代初,在响应党中央“各行各业大力支援农业”的号召下,朱亚杰带领科研组搞空气氧化褐煤,生产腐植酸。它是一种植物生长刺激素,在初步取得小试的结果后,他又想如何缩短氧化时间提高效率,便果断地用加压氧化达到了目的。论文发表后受到了化工界的一致好评。并引起了地方厂矿的兴趣,但正逢“文革”爆发,又是一个中途夭折。
1969年起朱亚杰任华东石油学院教授,1978~1984年任华东石油学院副院长,指导了油页岩裂解和组成结构以及太阳光水解制氢等研究。1979年起他兼任中国科学院山西煤炭化学研究所研究员,开展了固体化石燃料的超临界流体萃取的研究。
80年代初,在中国科学院山西煤化所兼任研究员时,首次在国内创建了褐煤及油页岩超临界流体抽提制取人造石油的研究。这项技术很快被移植到轻工业和重油加工等领域,获得了广泛的应用。鉴于我国油页岩资源丰富,而石油、天然气的生产尚未能满足日益增长的需要,朱亚杰认为有必要以油页岩作为替代能源而继续有关油页岩的研究工作。他自1981年起即在京组织人力开展油页岩热性质、油页岩热解生烃和半焦燃烧动力学的研究,获得了大量的成果和设计油页岩干馏炉所需要的工艺参数数据,1988年获国家教委科技进步二等奖。
90年代初,朱亚杰院士积极创导并组织新能源,特别是氢能源的研究开发。在他的指导下,石油大学氢能源科研组开拓了硫化氢脱硫制氢的新工艺。“九五”期间,完成了小型脱硫工艺装置试验。
名扬海内外
1954年,祖国在战争的废墟上恢复工业,朱亚杰奉派主持石油五厂鲁奇式低温干馏炉的恢复和改造工作。图纸、技术资料在日军撤走前全部被焚毁,干馏炉也被破坏。朱亚杰的任务就是要使这台炉子重新启用。工作的难度有多大,能不能成功,朱亚杰并没有把握。他反复考察了炉子的现状,鼓励大家树立信心,发动同志们多动脑筋,群策群力,最终在炉内壁上部找到了燃烧室隐蔽入口,随即测绘出燃烧喷嘴的详细结构图,这是被称作炉体最关键、最机密的部分。在修复的过程中,他们还在原有胶皮带上新加抽风罩,用以协助排出灰尘和烟气,改善了操作环境,并试验成功。
70年代初,上海金山石化总厂引进一台日本三菱式倒梯台炉用于裂解轻柴油制乙烯,要对裂解炉的热效率核算后才能开工,厂方登门请来朱亚杰。这个炉子的几何形状很怪,设备资料中也没给热幅射角度因子,以前国内没计算过这种炉子的热效率。但他凭着扎实的理论基础和信心与另外两位教师经过两个月的艰苦工作,终于核算出了炉管排列与倒梯型炉壁间的热辐射因子,使原装置投入了生产。厂方对朱亚杰在没有足够的资料参考的情况下能核算出这样大难度的数据,表示很钦佩。
1975年,齐鲁二化肥厂从日本引进了生产30万吨尿素的装置。谈判时,日方要求化肥厂提供原料,即有关天然气组分的资料,但厂方当时没有,就报了四川天然气组分,日方按这个资料设计了装置运来,厂方担心天然气组分有差别影响开工,且日方借口加价,便到学校指名请朱亚杰帮助解决。这个问题以前他没有碰到过,便找了一批老师、学生,大家从裂解造气到合成氨变成尿素的流程,对所有数据逐个计算,三个月,计算结果证明,这套装置用胜利油田的天然气基本上没有问题,只是该装置的二氧化碳脱碳塔处理量太紧。谈判之前,他把计算过程一一给化肥厂的技术人员讲解,让他们心里有数,有信心谈判。谈判时,化肥厂代表提出脱碳塔处理量问题,日方代表无话可说,同意放大塔的处理量。以后该装置顺利开工投产。齐鲁化肥厂对这次核算工作甚为满意。
此后,辽阳30万吨乙烯工程要对法国进口的一套设备进行审查,辽宁省政府有关部门请朱亚杰担任二线审查总负责人。在全体领导小组会上,朱亚杰对三个法方技术代表包揽解决九个大装置的能力表示怀疑。面对法方代表的傲慢情绪,有些同志也不以为然,他在思考该怎么对付。不几天,朱亚杰请一线谈判代表向法方提出三个问题:第一,装置标记标明我方为“中国大陆”,这同国民党台湾称呼中华人民共和国是一样的,朱亚杰坚决要求法方纠正政治上的错误;第二,我方核算炉子的热效率只有83%,而法方文件称热效率为87%,请法方计算给我们看;第三,针对法方所称这套装置的氢气加热炉是国际最先进的“法国王牌”,请上海高桥化工厂的一位老师傅,把有关部分的图纸挂在黑板上,让法方讲述开工运转过程。法方代表忙碌了一大阵,满头大汗,没能说清楚,老师傅指出这并不是什么“法国王牌”,在上海就已有了美国进口的这套装置。在这种情况下,法方代表承认图纸上标记搞错了,是政治上的疏忽。然而对中国人能核算出热效率为83%非常诧异,说“没想到中国人能算出来”,并承认他们在法国计算也只有83%。为出口创效益才称“最先进”,才称热效率为87%。他们承认三个人不能全部负责解决并连夜打电报回国,说应付不了这帮中国人,要求增派人员。这以后,审查工作才顺利进行。
“文革”后期北京燕山石油化工总厂引进美国鲁姆斯(Lumps)公司30万吨乙烯设备,请朱亚杰参加核算裂解炉的数学模型。他在乙烷炉的核算中,发现国外某公司设计中乙烷气里含有1%的乙烯杂质,未经校正,致使热平衡数值有误,证实了外国设计未必无误的诊断,从而鼓舞设计人员的信心。齐鲁石化总公司由日本引进年产30万吨尿素化肥全套设备,特约朱亚杰率领小组对改换原料气后的全流程进行逐项核算研究,使我方对外谈判处于主动有利地位。这些工作都在不同程度上促进了中国石油化工的发展,获得生产厂方的好评。朱亚杰正是这样以自己精湛的专业技术为祖国做贡献。
朱亚杰一直强调在科学研究中,必须理论联系实际。例如,约旦王国资源局曾委托西方国家进行油页岩试验研究,十几年来尚未找到合适的工业干馏炉型,于1987年转而委托中国方面研究。朱亚杰领受任务并在石油大学北京研究生部组织开展了约旦油页岩的应用基础研究,取得成功。这表明中国油页岩基础研究为生产实践提供了正确的理论依据,为推动生产起到了显著作用,也为中国干馏技术可能向国外出口做出贡献。
作为一个能源专家,他在为加快石油的发展而殚精竭虑的同时,更为人类的生存环境和未来资源问题而深深担忧。1983年,朱亚杰组织能源研究会的百余位专家写了《中国能源研究报告》,对能源危机的建议逐条论证。他是中国能源研究会的创始人,并最早提醒人们注意我国也存在能源危机的问题。1983年出版《中国能源状况和展望》,获1988年国家科技进步一等奖。
院士思维
在几十年的教育生涯中,朱亚杰刚直不阿的性格,在大学里有口皆碑。他对青年人的成长有着强烈的责任感。他告诫青年人三条:第一,学习时一定要打好基础,如果没有扎实的基础理论就无法解决实际问题;第二,知识分子做人要坚持独立思考,不能盲目崇洋媚外;第三,要有强烈的爱国思想,国家兴亡,匹夫有责,而后才是考虑个人前途、个人利益。他以自己的言行,树立了一个知识分子不谋私利、仗义执言、以天下事为己任的崇高形象。
朱亚杰院士说:“‘信’的另一个涵义是讲信用。作为一个知识分子,我认为首要的素质是待人以诚,遇事讲信用,不一定有求必应,但能做到的不要推辞,知道做不到的绝不能满口应允,要言而有信,不能为人不诚恳,油头滑脑,不老实。”