在求真務(wù)實(shí)的科研精神引領(lǐng)下，郭緒強(qiáng)教授團(tuán)隊(duì)勇于創(chuàng)新，毅然投身于水合物這一前沿領(lǐng)域的研究與開(kāi)發(fā)之中，致力于讓水合物氣體分離技術(shù)從理論走向?qū)嵺`，使其成為可能，為能源領(lǐng)域的革新注入新的活力。面對(duì)技術(shù)難題與瓶頸，他們選擇直面挑戰(zhàn)，不斷突破，力求推動(dòng)水合物氣體分離技術(shù)的成熟與應(yīng)用落地，為實(shí)現(xiàn)國(guó)家“雙碳”目標(biāo)貢獻(xiàn)出智慧與方案。
郭緒強(qiáng)教授團(tuán)隊(duì)不忘教育初心，奔赴邊疆，潛心辦學(xué)，將優(yōu)質(zhì)教育資源引入西部，助力該地區(qū)高等教育的發(fā)展。通過(guò)精心培育，打造一支能夠可堪大用、能擔(dān)重任的西部建設(shè)者隊(duì)伍，為西部地區(qū)的經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展提供堅(jiān)實(shí)的人才支撐，共同書寫新時(shí)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(gòu)成的籠形結(jié)構(gòu)晶體。自1810年首次被發(fā)現(xiàn)以來(lái)，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?zhǔn)?，也是化石能源界的希望之星；它在?chǔ)氣儲(chǔ)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(jì)九十年代，氣體水合物又被賦予了氣體分離技術(shù)的新身份，之后它便以這一身份在中國(guó)石油大學(xué)（北京）開(kāi)始了新的旅程。今天，我們就走近中國(guó)石油大學(xué)（北京）克拉瑪依校區(qū)工學(xué)院院長(zhǎng)郭緒強(qiáng)教授團(tuán)隊(duì)，來(lái)了解他們辛勤努力為水合物氣體分離技術(shù)前行而鋪路搭橋的過(guò)去、現(xiàn)在和未來(lái)。
國(guó)家的需要就是科研人的方向
上世紀(jì)九十年代末，郭緒強(qiáng)教授由流體相平衡領(lǐng)域進(jìn)入水合物相關(guān)技術(shù)的研究，師從我國(guó)著名水合物專家郭天民教授。郭天民教授時(shí)常教導(dǎo)學(xué)生，“科技工作者不僅要有雄厚的基礎(chǔ)科研為底蘊(yùn)，更要有愛(ài)國(guó)情懷，要為國(guó)家能源戰(zhàn)略和國(guó)家發(fā)展提供技術(shù)上或者理論上的基礎(chǔ)支撐?！?/span>
在老師的影響下，二十多年來(lái)，郭緒強(qiáng)教授一直致力于水合物分離氣體技術(shù)的研究。據(jù)專家預(yù)測(cè)，天然氣水合物蘊(yùn)含的資源量是目前已探明的煤和石油總量的兩倍以上。“水合物具有巨大的資源經(jīng)濟(jì)潛力，且在全球碳循環(huán)中扮演著重要角色，從國(guó)家需求的角度對(duì)水合物進(jìn)行研究是我們科研人的使命擔(dān)當(dāng)?！惫w強(qiáng)教授說(shuō)。
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(jié)構(gòu)的非化學(xué)計(jì)量型的固態(tài)物質(zhì)。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(guò)程中，能在更高溫度和更低壓力下生成水合物的組分會(huì)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(huì)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(jié)構(gòu)的非化學(xué)計(jì)量型的固態(tài)物質(zhì)。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(guò)程中，能在更高溫度和更低壓力下生成水合物的組分會(huì)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(huì)在氣相中富集。
（混合氣生成水合物過(guò)程圖）
水合物生成過(guò)程中對(duì)不同氣體的選擇性使得水合物生成過(guò)程在氣體分離領(lǐng)域有很大的潛力，但水合物在成核階段生長(zhǎng)緩慢等缺陷限制了水合物技術(shù)在氣體分離領(lǐng)域的應(yīng)用。
多年來(lái)，郭緒強(qiáng)教授團(tuán)隊(duì)堅(jiān)持以基礎(chǔ)科學(xué)問(wèn)題研究為根本來(lái)尋求自主創(chuàng)新技術(shù)，憑借著跬步千里、久久為功的努力，郭緒強(qiáng)教授團(tuán)隊(duì)通過(guò)在空間維度上將水合物的生成和化解分開(kāi)，攻克了水合物在成核階段生長(zhǎng)緩慢的這一難題，從而實(shí)現(xiàn)了分離過(guò)程的連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行。在郭緒強(qiáng)教授的帶領(lǐng)下，團(tuán)隊(duì)成員群策群力，經(jīng)過(guò)二十多年的研究，解決了水合物連續(xù)分離氣體技術(shù)中的關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題和工程技術(shù)難題，一次次點(diǎn)燃創(chuàng)新和超越的引擎。
“科技是第一生產(chǎn)力，一個(gè)國(guó)家的發(fā)展一定是以科研技術(shù)的領(lǐng)先作為立足之本。如果沒(méi)有基礎(chǔ)研究的支持，那么一個(gè)國(guó)家永遠(yuǎn)是處于模仿、跟隨的狀態(tài)。我們整個(gè)水合物研究團(tuán)隊(duì)有四個(gè)研究方向，第一個(gè)是水合物的地質(zhì)成藏，第二個(gè)是水合物的開(kāi)發(fā)，第三個(gè)是油氣流動(dòng)保障，第四個(gè)是利用水合物分離混合氣的技術(shù)。在這四個(gè)方面，我們可以說(shuō)已經(jīng)追趕上了世界先進(jìn)水平，甚至在某些方面，我們已經(jīng)達(dá)到了領(lǐng)先的地步。”郭緒強(qiáng)教授驕傲地說(shuō)道。
（水合物連續(xù)分離混合氣技術(shù)工藝流程簡(jiǎn)圖）
推動(dòng)水合物技術(shù)工業(yè)化是國(guó)家能源安全和現(xiàn)代能源體系建設(shè)的現(xiàn)實(shí)需要。作為學(xué)校重質(zhì)油國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室研究團(tuán)隊(duì)之一，在實(shí)現(xiàn)了水合物技術(shù)對(duì)氣體的連續(xù)分離之后，郭緒強(qiáng)教授團(tuán)隊(duì)將該技術(shù)應(yīng)用于各類石油氣體的分離之中。工業(yè)化不是一個(gè)簡(jiǎn)單的應(yīng)用，而是通過(guò)水合物技術(shù)的提升來(lái)提高能量利用率、降低能耗，為國(guó)家“雙碳”目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)提供技術(shù)支撐。
推動(dòng)水合物技術(shù)工業(yè)化是國(guó)家能源安全和現(xiàn)代能源體系建設(shè)的現(xiàn)實(shí)需要。作為學(xué)校重質(zhì)油國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室研究團(tuán)隊(duì)之一，在實(shí)現(xiàn)了水合物技術(shù)對(duì)氣體的連續(xù)分離之后，郭緒強(qiáng)教授團(tuán)隊(duì)將該技術(shù)應(yīng)用于各類石油氣體的分離之中。工業(yè)化不是一個(gè)簡(jiǎn)單的應(yīng)用，而是通過(guò)水合物技術(shù)的提升來(lái)提高能量利用率、降低能耗，為國(guó)家“雙碳”目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)提供技術(shù)支撐。
國(guó)家的召喚就是科研人的使命
就在郭緒強(qiáng)教授帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)積極備戰(zhàn)茂名工業(yè)測(cè)試項(xiàng)目時(shí)，在祖國(guó)的西北，中國(guó)石油大學(xué)（北京）克拉瑪依校區(qū)的建設(shè)工作正在如火如荼的進(jìn)行。“祖國(guó)需要我們?nèi)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(qiáng)教授臨危受命，前往克拉瑪依校區(qū)擔(dān)任工學(xué)院院長(zhǎng)，主持相關(guān)工作。作為一名老黨員，作為一名當(dāng)時(shí)已從教33年的高等教育工作者，郭緒強(qiáng)教授以最快地速度完成了在北京校本部的工作交接，動(dòng)身前往新疆，去到祖國(guó)最需要他的地方。
校區(qū)建設(shè)發(fā)展迅速，招生規(guī)模逐年擴(kuò)大，授課老師一直處于緊缺狀態(tài)。面對(duì)這種情況，郭緒強(qiáng)教授鼓勵(lì)自己在北京校本部團(tuán)隊(duì)中的高水平教師們前往克拉瑪依，支援校區(qū)建設(shè)。五年來(lái)，郭緒強(qiáng)教授團(tuán)隊(duì)的教師已在校區(qū)承擔(dān)起21門不同課程的教學(xué)工作，其中包含19門必修課。
秉承“高層次、應(yīng)用型、國(guó)際化”人才培養(yǎng)目標(biāo)，工學(xué)院開(kāi)設(shè)了多個(gè)卓越工程師培養(yǎng)計(jì)劃專業(yè)。按照要求，學(xué)院要開(kāi)設(shè)豐富的實(shí)踐類教育課程，但在校區(qū)創(chuàng)建初期，教學(xué)實(shí)驗(yàn)的軟硬件建設(shè)處于起步階段，特別是以化工熱力學(xué)為代表的多門課程既缺乏通用教學(xué)設(shè)備，也缺乏相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)教材。
攻堅(jiān)克難，向來(lái)不會(huì)一帆風(fēng)順，需要堅(jiān)持不懈、永不放棄的精神。為了解決這一困難，郭緒強(qiáng)教授帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)結(jié)合學(xué)?？蒲刑攸c(diǎn)和在各校的調(diào)研情況，從實(shí)踐教學(xué)的需求出發(fā)，自主設(shè)計(jì)了化工熱力學(xué)的教學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)備，編寫了高等教育十三五規(guī)劃教材《化工實(shí)驗(yàn)綜合教程》，為校區(qū)實(shí)踐教學(xué)開(kāi)展貢獻(xiàn)智慧。
授人以魚不如授人以漁，郭緒強(qiáng)教授深知要想實(shí)現(xiàn)校區(qū)的可持續(xù)發(fā)展，必須要有自己的教學(xué)和科研人才培養(yǎng)體系。為此，他在為提升校區(qū)教學(xué)和科研水平努力的同時(shí)，特別注重對(duì)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(xué)科名師學(xué)習(xí)和交流的機(jī)會(huì)，耐心地指導(dǎo)我們參加教學(xué)比賽、申報(bào)科研項(xiàng)目等。他希望我們的科研方向一定要從國(guó)家需要和行業(yè)需求出發(fā)，成為對(duì)國(guó)家真正有用的人才?！被は低跻輦ジ苯淌谡f(shuō)。
作為重質(zhì)油國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室克拉瑪依分室的主任，郭緒強(qiáng)教授時(shí)刻不忘自己肩上的科研責(zé)任。團(tuán)隊(duì)成員剛到克拉瑪依時(shí)，校區(qū)尚在建設(shè)初期，科研條件十分有限，有時(shí)甚至連文獻(xiàn)下載都難以保障。郭緒強(qiáng)教授帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)想盡一切辦法努力克服困難，在圓滿完成教學(xué)工作的基礎(chǔ)上全力保障科研進(jìn)度。終于，團(tuán)隊(duì)在2018年完成了中石化茂名分公司水合物技術(shù)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(shù)分離氣體的工業(yè)測(cè)試裝置。
經(jīng)過(guò)不懈地努力，水合物技術(shù)分離加氫柴油尾氣的工業(yè)測(cè)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(chǎn)要求。工業(yè)測(cè)試的成功為水合物分離氣體技術(shù)的工業(yè)化打下了基礎(chǔ)，也為我國(guó)在氣體分離領(lǐng)域的技術(shù)知識(shí)產(chǎn)權(quán)搶得了先機(jī)。郭緒強(qiáng)教授團(tuán)隊(duì)并沒(méi)有因?yàn)楣I(yè)測(cè)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(méi)有隨隨便便的成功，更沒(méi)有“得來(lái)全不費(fèi)工夫”的成果，在成績(jī)的背后，是辛苦的付出。2019年3月的一個(gè)凌晨，在連續(xù)高強(qiáng)度工作后，郭緒強(qiáng)教授因闌尾炎發(fā)作被緊急送入醫(yī)院手術(shù)。手術(shù)之后，家人和學(xué)生們都勸他保重身體好好休養(yǎng)，但郭緒強(qiáng)教授心系《化工原理》這門課程的教學(xué)工作，不希望因?yàn)樽约旱脑蛴绊懥私虒W(xué)進(jìn)度，經(jīng)過(guò)短暫的休息他便重新投入工作。團(tuán)隊(duì)成員無(wú)不為他身為教師的責(zé)任感和奉獻(xiàn)精神所感動(dòng)、所鼓舞。
一路走來(lái)，在郭緒強(qiáng)教授的帶領(lǐng)下，團(tuán)隊(duì)為水合物技術(shù)分離技術(shù)的前行發(fā)展搭橋鋪路；為支持國(guó)家西部高等教育事業(yè)奉獻(xiàn)青春。六十多年前，伴隨著“干打壘”精神，東北的土地上樹(shù)立起了一座我國(guó)石油工業(yè)的豐碑；而今天，在中國(guó)石油大學(xué)（北京）克拉瑪依校區(qū)，一支支科研團(tuán)隊(duì)攻堅(jiān)克難，正在用他們的努力和奉獻(xiàn)為西部高等教育事業(yè)發(fā)展樹(shù)立起一座新的豐碑。
