在求真務實的科研精神引領下，郭緒強教授團隊勇于創(chuàng)新，毅然投身于水合物這一前沿領域的研究與開發(fā)之中，致力于讓水合物氣體分離技術從理論走向實踐，使其成為可能，為能源領域的革新注入新的活力。面對技術難題與瓶頸，他們選擇直面挑戰(zhàn)，不斷突破，力求推動水合物氣體分離技術的成熟與應用落地，為實現(xiàn)國家“雙碳”目標貢獻出智慧與方案。
郭緒強教授團隊不忘教育初心，奔赴邊疆，潛心辦學，將優(yōu)質教育資源引入西部，助力該地區(qū)高等教育的發(fā)展。通過精心培育，打造一支能夠可堪大用、能擔重任的西部建設者隊伍，為西部地區(qū)的經濟社會發(fā)展提供堅實的人才支撐，共同書寫新時代下西部發(fā)展的新篇章。
氣體水合物，是一種由氣體分子和水構成的籠形結構晶體。自1810年首次被發(fā)現(xiàn)以來，氣體水合物不斷被賦予新的身份，它是堵塞油氣管道的罪魁禍首，也是化石能源界的希望之星；它在儲氣儲能界展現(xiàn)著出眾的天賦，也在海水淡化中扮演著化沙漠為綠洲的角色。上世紀九十年代，氣體水合物又被賦予了氣體分離技術的新身份，之后它便以這一身份在中國石油大學（北京）開始了新的旅程。今天，我們就走近中國石油大學（北京）克拉瑪依校區(qū)工學院院長郭緒強教授團隊，來了解他們辛勤努力為水合物氣體分離技術前行而鋪路搭橋的過去、現(xiàn)在和未來。
國家的需要就是科研人的方向
上世紀九十年代末，郭緒強教授由流體相平衡領域進入水合物相關技術的研究，師從我國著名水合物專家郭天民教授。郭天民教授時常教導學生，“科技工作者不僅要有雄厚的基礎科研為底蘊，更要有愛國情懷，要為國家能源戰(zhàn)略和國家發(fā)展提供技術上或者理論上的基礎支撐?！?/span>
在老師的影響下，二十多年來，郭緒強教授一直致力于水合物分離氣體技術的研究。據專家預測，天然氣水合物蘊含的資源量是目前已探明的煤和石油總量的兩倍以上?！八衔锞哂芯薮蟮馁Y源經濟潛力，且在全球碳循環(huán)中扮演著重要角色，從國家需求的角度對水合物進行研究是我們科研人的使命擔當?！惫w強教授說。
籠型水合物是在一定的溫度、壓力（低溫、高壓）等條件下由水和客體分子（通常為甲烷、二氧化碳、硫化氫等小分子）生成的類冰的、具有籠形結構的非化學計量型的固態(tài)物質。不同氣體分子生成水合物的難度有所不同，在混合氣生成水合物的過程中，能在更高溫度和更低壓力下生成水合物的組分會在水合物相中富集，而需要更低溫度和更高壓力才能生成水合物的組分則會在氣相中富集。
籠型水合物是在一定的溫度、壓力（低溫、高壓）等條件下由水和客體分子（通常為甲烷、二氧化碳、硫化氫等小分子）生成的類冰的、具有籠形結構的非化學計量型的固態(tài)物質。不同氣體分子生成水合物的難度有所不同，在混合氣生成水合物的過程中，能在更高溫度和更低壓力下生成水合物的組分會在水合物相中富集，而需要更低溫度和更高壓力才能生成水合物的組分則會在氣相中富集。
（混合氣生成水合物過程圖）
水合物生成過程中對不同氣體的選擇性使得水合物生成過程在氣體分離領域有很大的潛力，但水合物在成核階段生長緩慢等缺陷限制了水合物技術在氣體分離領域的應用。
多年來，郭緒強教授團隊堅持以基礎科學問題研究為根本來尋求自主創(chuàng)新技術，憑借著跬步千里、久久為功的努力，郭緒強教授團隊通過在空間維度上將水合物的生成和化解分開，攻克了水合物在成核階段生長緩慢的這一難題，從而實現(xiàn)了分離過程的連續(xù)穩(wěn)定運行。在郭緒強教授的帶領下，團隊成員群策群力，經過二十多年的研究，解決了水合物連續(xù)分離氣體技術中的關鍵科學問題和工程技術難題，一次次點燃創(chuàng)新和超越的引擎。
“科技是第一生產力，一個國家的發(fā)展一定是以科研技術的領先作為立足之本。如果沒有基礎研究的支持，那么一個國家永遠是處于模仿、跟隨的狀態(tài)。我們整個水合物研究團隊有四個研究方向，第一個是水合物的地質成藏，第二個是水合物的開發(fā)，第三個是油氣流動保障，第四個是利用水合物分離混合氣的技術。在這四個方面，我們可以說已經追趕上了世界先進水平，甚至在某些方面，我們已經達到了領先的地步。”郭緒強教授驕傲地說道。
（水合物連續(xù)分離混合氣技術工藝流程簡圖）
推動水合物技術工業(yè)化是國家能源安全和現(xiàn)代能源體系建設的現(xiàn)實需要。作為學校重質油國家重點實驗室研究團隊之一，在實現(xiàn)了水合物技術對氣體的連續(xù)分離之后，郭緒強教授團隊將該技術應用于各類石油氣體的分離之中。工業(yè)化不是一個簡單的應用，而是通過水合物技術的提升來提高能量利用率、降低能耗，為國家“雙碳”目標的實現(xiàn)提供技術支撐。
推動水合物技術工業(yè)化是國家能源安全和現(xiàn)代能源體系建設的現(xiàn)實需要。作為學校重質油國家重點實驗室研究團隊之一，在實現(xiàn)了水合物技術對氣體的連續(xù)分離之后，郭緒強教授團隊將該技術應用于各類石油氣體的分離之中。工業(yè)化不是一個簡單的應用，而是通過水合物技術的提升來提高能量利用率、降低能耗，為國家“雙碳”目標的實現(xiàn)提供技術支撐。
國家的召喚就是科研人的使命
就在郭緒強教授帶領團隊積極備戰(zhàn)茂名工業(yè)測試項目時，在祖國的西北，中國石油大學（北京）克拉瑪依校區(qū)的建設工作正在如火如荼的進行?！白鎳枰覀內ツ睦?，我們就去哪里”一直是中石大人的光榮使命。2017年5月，郭緒強教授臨危受命，前往克拉瑪依校區(qū)擔任工學院院長，主持相關工作。作為一名老黨員，作為一名當時已從教33年的高等教育工作者，郭緒強教授以最快地速度完成了在北京校本部的工作交接，動身前往新疆，去到祖國最需要他的地方。
校區(qū)建設發(fā)展迅速，招生規(guī)模逐年擴大，授課老師一直處于緊缺狀態(tài)。面對這種情況，郭緒強教授鼓勵自己在北京校本部團隊中的高水平教師們前往克拉瑪依，支援校區(qū)建設。五年來，郭緒強教授團隊的教師已在校區(qū)承擔起21門不同課程的教學工作，其中包含19門必修課。
秉承“高層次、應用型、國際化”人才培養(yǎng)目標，工學院開設了多個卓越工程師培養(yǎng)計劃專業(yè)。按照要求，學院要開設豐富的實踐類教育課程，但在校區(qū)創(chuàng)建初期，教學實驗的軟硬件建設處于起步階段，特別是以化工熱力學為代表的多門課程既缺乏通用教學設備，也缺乏相應的實驗教材。
攻堅克難，向來不會一帆風順，需要堅持不懈、永不放棄的精神。為了解決這一困難，郭緒強教授帶領團隊結合學校科研特點和在各校的調研情況，從實踐教學的需求出發(fā)，自主設計了化工熱力學的教學實驗設備，編寫了高等教育十三五規(guī)劃教材《化工實驗綜合教程》，為校區(qū)實踐教學開展貢獻智慧。
授人以魚不如授人以漁，郭緒強教授深知要想實現(xiàn)校區(qū)的可持續(xù)發(fā)展，必須要有自己的教學和科研人才培養(yǎng)體系。為此，他在為提升校區(qū)教學和科研水平努力的同時，特別注重對青年教師的培養(yǎng)?！肮蠋熆偸潜M可能多地為我們提供向各學科名師學習和交流的機會，耐心地指導我們參加教學比賽、申報科研項目等。他希望我們的科研方向一定要從國家需要和行業(yè)需求出發(fā)，成為對國家真正有用的人才?！被は低跻輦ジ苯淌谡f。
作為重質油國家重點實驗室克拉瑪依分室的主任，郭緒強教授時刻不忘自己肩上的科研責任。團隊成員剛到克拉瑪依時，校區(qū)尚在建設初期，科研條件十分有限，有時甚至連文獻下載都難以保障。郭緒強教授帶領團隊想盡一切辦法努力克服困難，在圓滿完成教學工作的基礎上全力保障科研進度。終于，團隊在2018年完成了中石化茂名分公司水合物技術連續(xù)分離加氫柴油尾氣裝置的搭建，這也是全球首套水合物技術分離氣體的工業(yè)測試裝置。
經過不懈地努力，水合物技術分離加氫柴油尾氣的工業(yè)測試在2019年8月獲得了成功，裝置的氫氣回收效果和脫硫效果都很好地滿足了生產要求。工業(yè)測試的成功為水合物分離氣體技術的工業(yè)化打下了基礎，也為我國在氣體分離領域的技術知識產權搶得了先機。郭緒強教授團隊并沒有因為工業(yè)測試的成功而放慢腳步，很快地又投入到新一輪工業(yè)化研究和推廣工作之中。
沒有隨隨便便的成功，更沒有“得來全不費工夫”的成果，在成績的背后，是辛苦的付出。2019年3月的一個凌晨，在連續(xù)高強度工作后，郭緒強教授因闌尾炎發(fā)作被緊急送入醫(yī)院手術。手術之后，家人和學生們都勸他保重身體好好休養(yǎng)，但郭緒強教授心系《化工原理》這門課程的教學工作，不希望因為自己的原因影響了教學進度，經過短暫的休息他便重新投入工作。團隊成員無不為他身為教師的責任感和奉獻精神所感動、所鼓舞。
一路走來，在郭緒強教授的帶領下，團隊為水合物技術分離技術的前行發(fā)展搭橋鋪路；為支持國家西部高等教育事業(yè)奉獻青春。六十多年前，伴隨著“干打壘”精神，東北的土地上樹立起了一座我國石油工業(yè)的豐碑；而今天，在中國石油大學（北京）克拉瑪依校區(qū)，一支支科研團隊攻堅克難，正在用他們的努力和奉獻為西部高等教育事業(yè)發(fā)展樹立起一座新的豐碑。
