【抓规划 促改革 创一流】绿色化工“智”造者 ——记我校第二届“青年英才校长奖”获得者信息学院钟伟民研究员
精对苯二甲酸（PTA）是化纤工业的“龙头”，市场需求非常大。但石油与化工总与污染相联系，让老百姓谈“化”色变。如何能在满足现代生活需求的同时，又能守护住青山绿水？石化工业智能化是途径之一，即以自动化技术实现石化生产过程的绿色制造和智能制造，进而达到提质增效、节能降耗的目的。
华理信息学院钟伟民老师，就是这样一位绿色化工“智”造者，十年来耕耘在大型PTA装置节能降耗一线，以计算机建模、优化技术，实现对大型PTA装置的精细化操作和优化运行。
为节能降耗倾心十年
自2006年4月加入华理信息学院钱锋院士课题组后，钟伟民来华理工作至今十年整。十年来，针对复杂化工生产过程的节能降耗，钟伟民在过程混合建模、智能优化方法和工程优化应用方面进行了深入研究，他作为华理第二完成人的项目“大型精对苯二甲酸装置节能降耗的优化运行技术”，获得2011年国家科技进步二等奖。2014年，钟伟民获得国家优秀青年科学基金项目资助。
大型PTA装置是一个由对二甲苯（PX）氧化过程、加氢精制过程、醋酸溶剂脱水过程及配套公用工程等多个单元组成的复杂系统，怎样才能使装置运行更健康、更优化，同时降低物耗、能耗？
“这就需要用信息化的手段，建立适合工程优化的过程模型和优化算法。”据钟伟民介绍，研究人员要根据PTA装置的需求，结合过程机理研究，采集基础数据，再利用化工过程模拟软件二次开发建立过程的混合模型，分析装置存在的问题并找到优化的方向，在装置上结合实际工况分阶段进行优化实施。
如PX氧化反应过程是PTA装置的核心单元，其反应效率直接关系到产品的质量、物耗及能耗。钟伟民与合作者一起，基于过程机理特性分析与综合，建立了适合工程应用的PX富氧氧化主、副反应动力学模型，并根据实际工业运行数据，采用智能优化算法校正模型参数，实现了PX氧化反应过程的流程模拟，并分析不同操作参数对生产结果的影响，找到了节能降耗增产的方向。
深入企业的拼命三郎
工业生产上，往往优化一个小小的参数，却能给企业带来极大的效益。PTA装置的优化亦然。
如2006年扬子石化引进的第三套PTA装置，溶剂脱水单元采用的是以醋酸正丙酯为共沸剂的共沸精馏工艺技术，脱水塔系由溶剂脱水塔、PX回收塔、共沸剂回收塔组成，由于体系过于复杂，优化操作实施困难。
“只要是困难，就肯定有解决的方法。”钟伟民的韧劲可不一般，为了解决这一难题，他顶着夏天的烈日，连续十几天，在企业人员陪同下，每天两三次爬到高达30多米的溶剂脱水塔顶部采取样本，为建立模共沸精馏溶剂脱水过程的工艺机理稳态和动态模型获得了第一手的数据。
有了模型，但找不到优化方向，怎么办？最终，钱锋老师指出了问题的关键：不要迷信国外的工艺包参数，要结合反应器的水含量来优化溶剂脱水塔釜的水含量。与华理化工学院赵玲等老师及企业技术人员反复讨论后，钟伟民在模型计算的结果上，将原来引进的工艺包设计参数从5℅提高到了7.5℅，应用到工业装置后，使装置再沸蒸汽用量下降了20%。
为了更好地开展工作，为企业服务，钟伟民长期“泡”在扬子石化、天津石化等合作企业的生产一线，每年出差的时间都在100天以上。
而与华理密切合作的扬子石化和天津石化，却因为他和团队的辛苦付出获得了极大的经济效益和社会效益，合作项目获得了国家科技进步奖二等奖。
孜孜不倦培养接班人
钟伟民是个典型的工作狂。不出差的日子里，从周一到周日，从早上8点到晚上8点，他总是不停地忙碌着。
2015年的元旦，硕士生牛进伟去西塘游玩，在课题组的微信群里发了一个消息说：“西塘好美。”钟老师回复的一句话让他瞬间感动起来：我在办公室给你改论文呢。
充分利用每一分每一秒的时间，与钟伟民的经历密不可分。1998年从浙江大学工业自动化专业毕业后，他曾在中航第614研究所工作。出于对学术的追求，3年后，他重返浙江大学攻读硕博。“这段经历给我的最大触动，就是要把这3年时间补上去。”钟伟民说。
李智、牛进伟等同学，都深深感受到了钟伟民的速度：论文发给钟老师，总是很快就收到反馈，而且是逐字逐句的细致修改。“我的第一篇论文，钟老师返回给我的修改稿，满篇都是红色、蓝色的修订标记。”李智感慨道。
指导学生，钟老师从来不乏耐心。据李智回忆，他刚硕博连读时，曾建立一个模型，对两三百个参数配置做的仿真实验，总是跟实际工业应用的数据对不上，可是自己又不知道哪里错了。钟老师就跟他一起，将所有的参数核对了一遍，最终发现是一个参数的单位写错了。
牛进伟对此体会同样深刻。钟老师注重让学生研究比较前沿的课题，牛进伟接到的任务，是研究果蝇优化算法是否有改进之处。经过仿真实验，牛进伟发现果蝇优化算法只能解决最优解在零点附近的问题，局限性太大。他就主要针对这个问题进行改进研究，但经过一个多月的努力，结果却并不理想。后来，钟老师建议他采用归一化方法试试，后来的实验仿真效果很好。
最终，牛进伟的研究成果发表在了知识工程领域著名的SCI 期刊Knowledge-based system上，“我在西塘玩时，钟老师帮我修改的就是这篇论文。”回想起来，牛进伟依然很感动，“在钟老师指导下，我发表了2篇论文，还获得全国研究生数学建模大赛三等奖、国家奖学金、高水平期刊论文奖等荣誉。”