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校区育人团队风采展示 | 郭绪强教授团队:打造水合物气体分离技术的中国方案!
发布日期:20220410   作者:袁玫   来源:党群工作部    编辑:陈珂璠、袁玫   浏览:0

求真务实、勇于创新


投身水合物的研究与开发


让水合物气体分离技术成为可能


直面挑战、突破瓶颈


推动水合物气体分离技术应用落地


为“双碳”目标贡献中石大方案


奔赴边疆、潜心办学


助力西部高等教育发展


培养可堪大用、能担重任的西部建设者


重点团队拍摄(郭院长) 魏静怡 邱煜珩 (53)


气体水合物,是一种由气体分子和水构成的笼形结构晶体。自1810年首次被发现以来,气体水合物不断被赋予新的身份,它是堵塞油气管道的罪魁祸首,也是化石能源界的希望之星;它在储气储能界展现着出众的天赋,也在海水淡化中扮演着化沙漠为绿洲的角色。上世纪九十年代,气体水合物又被赋予了气体分离技术的新身份,之后它便以这一身份在中国石油大学(北京)开始了新的旅程。今天,我们就走近中国石油大学(北京)克拉玛依校区工学院院长郭绪强教授团队,来了解他们辛勤努力为水合物气体分离技术前行而铺路搭桥的过去、现在和未来。


郭绪强教授团队由1名教授,6名副教授和5名讲师组成。团队主持科研项目38项,其中国家级12项;发表论文217篇;授权专利40项;获得省部级科研奖7项、教学成果奖2项;培养硕士百余人、博士十余人。此外,郭绪强教授团队还承担了25门不同课程的教学工作,其中必修课23门,入选北京市精品课程和新疆自治区一流课程各1门。


国家的需要就是科研人的方向


重点团队拍摄(郭院长) 魏静怡 邱煜珩摄 (156)


上世纪九十年代末,郭绪强教授由流体相平衡领域进入水合物相关技术的研究,师从我国著名水合物专家郭天民教授。郭天民教授时常教导学生,“科技工作者不仅要有雄厚的基础科研为底蕴,更要有爱国情怀,要为国家能源战略和国家发展提供技术上或者理论上的基础支撑。”


在老师的影响下,二十多年来,郭绪强教授一直致力于水合物分离气体技术的研究。据专家预测,天然气水合物蕴含的资源量是目前已探明的煤和石油总量的两倍以上。“水合物具有巨大的资源经济潜力,且在全球碳循环中扮演着重要角色,从国家需求的角度对水合物进行研究是我们科研人的使命担当。”郭绪强教授说。




重点团队拍摄(郭院长) 魏静怡 邱煜珩 (162)


笼型水合物是在一定的温度、压力(低温、高压)等条件下由水和客体分子(通常为甲烷、二氧化碳、硫化氢等小分子)生成的类冰的、具有笼形结构的非化学计量型的固态物质。不同气体分子生成水合物的难度有所不同,在混合气生成水合物的过程中,能在更高温度和更低压力下生成水合物的组分会在水合物相中富集,而需要更低温度和更高压力才能生成水合物的组分则会在气相中富集。



新闻郭院长

水合物生成过程中对不同气体的选择性使得水合物生成过程在气体分离领域有很大的潜力,但水合物在成核阶段生长缓慢等缺陷限制了水合物技术在气体分离领域的应用。


多年来,郭绪强教授团队坚持以基础科学问题研究为根本来寻求自主创新技术,凭借着跬步千里、久久为功的努力,郭绪强教授团队通过在空间维度上将水合物的生成和化解分开,攻克了水合物在成核阶段生长缓慢的这一难题,从而实现了分离过程的连续稳定运行。在郭绪强教授的带领下,团队成员群策群力,经过二十多年的研究,解决了水合物连续分离气体技术中的关键科学问题和工程技术难题,一次次点燃创新和超越的引擎。


引擎后


“科技是第一生产力,一个国家的发展一定是以科研技术的领先作为立足之本。如果没有基础研究的支持,那么一个国家永远是处于模仿、跟随的状态。我们整个水合物研究团队有四个研究方向,第一个是水合物的地质成藏,第二个是水合物的开发,第三个是油气流动保障,第四个是利用水合物分离混合气的技术。在这四个方面,我们可以说已经追赶上了世界先进水平,甚至在某些方面,我们已经达到了领先的地步。”郭绪强教授骄傲地说道。


骄傲的说到后


推动水合物技术工业化是国家能源安全和现代能源体系建设的现实需要。作为学校重质油国家重点实验室研究团队之一,在实现了水合物技术对气体的连续分离之后,郭绪强教授团队将该技术应用于各类石油气体的分离之中。工业化不是一个简单的应用,而是通过水合物技术的提升来提高能量利用率、降低能耗,为国家“双碳”目标的实现提供技术支撑。


通过六年的不断努力研究,终于使水合物连续分离气体技术达到了工业放大的要求。2016年底,郭绪强教授团队与中石化茂名分公司达成合作协议,采用水合物连续分离气体技术回收茂名石化柴油加氢尾气中的氢气。


国家的召唤就是科研人的使命


国家的召唤就是科研人的使命


就在郭绪强教授带领团队积极备战茂名工业测试项目时,在祖国的西北,中国石油大学(北京)克拉玛依校区的建设工作正在如火如荼的进行。“祖国需要我们去哪里,我们就去哪里”一直是中石大人的光荣使命。2017年5月,郭绪强教授临危受命,前往克拉玛依校区担任工学院院长,主持相关工作。作为一名老党员,作为一名当时已从教33年的高等教育工作者,郭绪强教授以最快地速度完成了在北京校本部的工作交接,动身前往新疆,去到祖国最需要他的地方。


需要他的地方


校区建设发展迅速,招生规模逐年扩大,授课老师一直处于紧缺状态。面对这种情况,郭绪强教授鼓励自己在北京校本部团队中的高水平教师们前往克拉玛依,支援校区建设。五年来,郭绪强教授团队的教师已在校区承担起21门不同课程的教学工作,其中包含19门必修课。


19门必修课


秉承“高层次、应用型、国际化”人才培养目标,工学院开设了多个卓越工程师培养计划专业。按照要求,学院要开设丰富的实践类教育课程,但在校区创建初期,教学实验的软硬件建设处于起步阶段,特别是以化工热力学为代表的多门课程既缺乏通用教学设备,也缺乏相应的实验教材。


攻坚克难,向来不会一帆风顺,需要坚持不懈、永不放弃的精神。为了解决这一困难,郭绪强教授带领团队结合学校科研特点和在各校的调研情况,从实践教学的需求出发,自主设计了化工热力学的教学实验设备,编写了高等教育十三五规划教材《化工实验综合教程》,为校区实践教学开展贡献智慧。


贡献智慧


授人以鱼不如授人以渔,郭绪强教授深知要想实现校区的可持续发展,必须要有自己的教学和科研人才培养体系。为此,他在为提升校区教学和科研水平努力的同时,特别注重对青年教师的培养。“郭老师总是尽可能多地为我们提供向各学科名师学习和交流的机会,耐心地指导我们参加教学比赛、申报科研项目等。他希望我们的科研方向一定要从国家需要和行业需求出发,成为对国家真正有用的人才。”化工系王逸伟副教授说。


副教授说


作为重质油国家重点实验室克拉玛依分室的主任,郭绪强教授时刻不忘自己肩上的科研责任。团队成员刚到克拉玛依时,校区尚在建设初期,科研条件十分有限,有时甚至连文献下载都难以保障。郭绪强教授带领团队想尽一切办法努力克服困难,在圆满完成教学工作的基础上全力保障科研进度。终于,团队在2018年完成了中石化茂名分公司水合物技术连续分离加氢柴油尾气装置的搭建,这也是全球首套水合物技术分离气体的工业测试装置。


测试装置


经过不懈地努力,水合物技术分离加氢柴油尾气的工业测试在2019年8月获得了成功,装置的氢气回收效果和脱硫效果都很好地满足了生产要求。工业测试的成功为水合物分离气体技术的工业化打下了基础,也为我国在气体分离领域的技术知识产权抢得了先机。郭绪强教授团队并没有因为工业测试的成功而放慢脚步,很快地又投入到新一轮工业化研究和推广工作之中。


工作之中


没有随随便便的成功,更没有“得来全不费工夫”的成果,在成绩的背后,是辛苦的付出。2019年3月的一个凌晨,在连续高强度工作后,郭绪强教授因阑尾炎发作被紧急送入医院手术。手术之后,家人和学生们都劝他保重身体好好休养,但郭绪强教授心系《化工原理》这门课程的教学工作,不希望因为自己的原因影响了教学进度,经过短暂的休息他便重新投入工作。团队成员无不为他身为教师的责任感和奉献精神所感动、所鼓舞。


所鼓舞


一路走来,在郭绪强教授的带领下,团队为水合物技术分离技术的前行发展搭桥铺路;为支持国家西部高等教育事业奉献青春。六十多年前,伴随着“干打垒”精神,东北的土地上树立起了一座我国石油工业的丰碑;而今天,在中国石油大学(北京)克拉玛依校区,一支支科研团队攻坚克难,正在用他们的努力和奉献为西部高等教育事业发展树立起一座新的丰碑。