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求科研之真 务化工之实 访天津大学化工学院教授、天津普恒康泰科技有限公司总裁卫宏远

2023-12-06撰文王懿霖

求贤 2023年11期
关键词:精细化工化工实验室

撰文/王懿霖

REPORTER'S

NOTES

人物素描

天津大学化工学院教授卫宏远有些“特别”。

他不常坐在学校的办公室里,不追求论文数量,更不追求学术“头衔”。他最爱干的事就是跑工厂、查资料,并亲手编程计算或设计,不断挑战各种工程“难题”,越是棘手的“活儿”他越积极。

化工领域的难,有很多时候不是因为工艺不可行。“很多工艺,我们在实验室里都可以实现,但如果要实现产业化就会有一系列的问题,比如,工程放大后的流体混合问题、放大后的热效应造成的安全问题,以及如何通过过程强化实现最小排放问题等,这些都是非常细化的工程问题。”实验室里,卫宏远一边介绍自己的设备,一边对记者说,“所以,我一直坚持要面向化工产业发展,做有用的科研、做有价值的科研,把论文写在国家化工产业的大地上”。

做有用的科研是卫宏远的信念,从踏入化工领域那一刻起,他就坚持并践行着。

卫宏远是安徽人,从小学到大学他一直没离开过家乡。“大学毕业后,我顺利留校成为一名高校教师,虽然那时也很忙,但我还是觉得少了些什么。”上世纪80 年代,高校教师的主要任务是教学,而书本的知识有限,与实际联系的也不多,卫宏远认为“少”的就是怎么学以致用。“后来,我想与其‘框’在这里,不如走出去,自己先学通了,才能培养学生。”于是,卫宏远边教学边自学,两年后,他如愿考上了天津大学化工系。

那几年,从老师到学生,从学生到老师,卫宏远的身份在“无缝切换”着。“天大的化工专业是一流的,来到这里学习不仅增长知识,更重要的是开阔了眼界。”卫宏远说,虽然在天大只有短短的三年学习,却影响了他的一生。“硕士毕业后,我经老师的推荐考入了英国曼彻斯特理工大学化学工程专业,攻读博士学位,之后便进入了英国国家流体力学研究中心,担任高级研究员和首席顾问。”

海外博士学历傍身,国际知名研究中心任职,这也许是许多人的终极奋斗目标,但显然卫宏远不是这许多人中的一个。“好多人认为外国的科技基础和条件好,但我已经看到我国化工产业发展的空间巨大,而且更需要有国际视野的专业人才。”卫宏远说,中国的化工产业规模巨大,但很多工艺的核心技术、设计方案以及关键装备始终依赖于国外的技术公司,特别是一些关键工艺包,很多都是以高价从国外企业购买 ,有时还会被“卡脖子”。“因此,工艺技术创新升级是我们国家化工产业的最大需求,我觉得我有能力也有责任为我国的化工技术创新发展贡献一份微薄之力。”饮水思源,不忘初心。于是,卫宏远毅然辞去了国外的工作,只身回到了祖国。

带着理想与信念,卫宏远回到了他的母校。同样的校园,不同的心境。此刻,走进现实的他还是有些忐忑的,不知道自己能否适应新的挑战。“2002 年,我刚到天大任教,没有什么政策,就是普通教师,无论是科研平台还是工资待遇,都跟之前国外的工作有很大的差距。”卫宏远回忆说,那时候有很多人知道他回国当老师后都表示疑惑和不解:“怎么绕了一圈,还是回学校教书了?”“一开始就老老实实地待着多好,也许现在都能混个一官半职了。”现实的差距和压力让卫宏远有过短暂的焦虑,但好在有家人默默地用实际行动支持着他,再加上有坚定的信念,所以卫宏远可以心无旁骛,他用最快的时间调整好了心态,开始向着自己的目标迈进。

当然,想要创业,只靠信心是不够的。化学工程的科研产生于化工产业的需求,最终又将带动产业的发展。在卫宏远看来,化学工程是一门应用科学,其科研就是要直面化工产业发展的实际问题。于是,卫宏远组建起了自己的创业研发团队,相继创办了天津天达联合工程技术有限公司、天津普恒康泰科技有限公司等多家企业。利用其夯实的科研基础和丰富的产业化经验,卫宏远带领团队致力于绿色工艺开发、高效化工装备开发以及化工本质安全设计等多个领域的创新。其间,他和团队不断攻坚克难,将自主研发的尖端技术进行产业转化,积极推动了本土化工产业的创新与升级。“截至目前,我们共申请了20 多项国家发明专利并获得授权,其中10 项已经成功实现产业化。”谈及成绩,卫宏远十分骄傲地说。

虽然前景广阔、市场庞大,但部分人说起化工还是会有些抵触,因为有一段时间内,化工厂、化工项目总是和污染、危险联系在一起。“除了技术,安全、环保等方面也是我们的差距。其实,化工企业是可以做到绿色可持续发展的,像莱茵河畔的德国巴斯夫公司,作为全球领先的大型化工企业,其不仅没有给莱茵河带来污染,而且给当地经济带来繁荣。他们能做到,我们肯定也能。”多年的海外经历,让卫宏远深知国内与国外的差距,他希望通过自己的不断努力让差距越来越小,甚至可以超越领先。为此,他与国内外多家化工企业、制药企业建立了长期合作关系,在现实中找差距,从生产中出成果,切实为企业解决了许多技术难题,在行业内取得了许多科研突破。其中,有与上海宝钢化工有限公司共同进行的“无水氨工艺”产业化研究与工程化设计;有与攀钢集团有限公司进行的“大颗粒工业级硫铵技术”产业化研究与工程化设计;有与中冶焦耐工程技术有限公司以及中钢集团进行的“大型化工焦炉的模拟仿真”及“无回收绿色环保焦炉的仿真与优化”等项目的开发……

现在,不仅是卫宏远个人“名声在外”,他的科研团队的技术和能力也已经得到业内一致认可,国外许多知名企业也都慕名前来合作。“英国阿斯利康制药公司、美国宝洁公司分别在津与我们建立了各自的联合实验室和创新研究院,真正实现了中国‘智’造。”

卫宏远用20 年的时间,缩小了我们与先进技术之间的差距,很大程度上打破了国外的壁垒和垄断,甚至还在某些领域超越了他们。

除了成果和荣誉,这20 年让卫宏远高兴的是他还培养了一批出色的“实战队员”。与30 年前不同,再次走上讲台的卫宏远知道学生们需要什么,“其实根本上还是实际需求什么。”卫宏远说,想要做他的学生首先要会的就是发现问题,“连问题都发现不了,何谈解决问题?所以我告诉他们,你们自己去找,去工程项目上看、向前辈们问,总待在办公室和实验室里是想不出问题来的。”看似少了老师布置课题这一环节,但实际上作为导师并不“省事”,“我会提供更多的交流和辩论机会,我会把我的经验和教训分享给他们,引导他们自己探索,这样才能培养学生的独立思考能力和真正的科研能力,培养真正的科研人才。”卫宏远经常对学生们说,发论文只是一个途径,不是目的,更不是目标,“因为作为工程技术人员,你们最终是解决实际问题的。”在这样既“宽松”又“严苛”的教学理念下,卫宏远培养出了一大批化工领域的专业人才,他们虽然身在不同的工作岗位,但都和他们的老师一样,脚踏实地,不慕虚荣,为了解决工程实际问题和工程创新默默地奋斗着。

在人生的道路上,卫宏远面临过许多的选择;在科研的探索中,卫宏远遇到了许多挑战,但他从未踯躅,也不曾畏惧,因为他始终坚信,只有将脚印扎扎实实地印在不断前行探索的路上,才能登上一座又一座创新的山巅。

EXCLUSIVE

DIALOGUE

独家对话

记者:除了不断创新,努力开发化工工艺外,您还一直致力于产品及技术的安全、环保,请简单介绍一下在这方面您都做了哪些工作。

卫宏远:刚才谈到好多人对化工产业有一些误解,其实都是源于其生产制造过程中的技术处理不到位,或者是环保和安全意识的淡薄。好在这些年来,大家对于环保及安全问题逐渐重视起来,而且伴随着技术水平的不断提升,我们能真切地感受到空气、水质等都在好转。

安全、环保一直是我坚持的原则,所以从回国创业之初,我的团队就致力于这方面工作。2005 年,我们和世界著名的制药公司——英国阿斯利康制药公司,联合建立了“天津大学—英国阿斯利康过程安全联合实验室”,组建了国内第一家专门从事过程本质安全研究与应用的团队。这个实验室从创立至今一直都致力于在全国推广“本质安全”的理念,并将其实践推广。经过多年的努力和发展,该实验室已经成为世界认可、国际一流的本质安全和绿色化学工艺研究与评估的基地,和众多国际一流企业开展了广泛的合作,如陶氏化学、诺力昂、葛兰素史克制药、辉瑞制药、阿斯利康、诺华制药等。

同时,在工业废水零排放领域,我们开发了“蒸汽再压缩与结晶工艺耦合技术”,不仅有效地将废水中的可用资源进行绿色回收利用,还在工艺上实现高效节能。这些技术已经在全国化工行业推广了20 多套,全面提升了企业的环保水平,并通过节能实现了大幅度减少碳排放。

除此之外,我还主编了《化工安全》、《化工过程安全评估》、《计算流体力学及其在化学工程中的应用》、《工业结晶技术》等相关教材和专著,主持、参与编写了团体标准《化学化工实验室安全管理规范》、《化学化工实验室评估指南》,以及国标《精细化工反应安全风险评估规范GB/T42300-2022》等。

记者:这些规范和指南在实际中将发挥怎样的作用?或其实际意义是什么?

卫宏远:以《精细化工反应安全风险评估规范》为例,这是为落实中办、国办印发的《关于全面加强危险化学品安全生产工作的意见》精神,加强精细化工企业安全生产风险管控,有效防范重特大事故发生。这是应应急管理部的要求,组织制定了国家标准《精细化工反应安全风险评估规范GB/T 42300-2022》,并于今年年初发布实施。

目前,精细化工生产多是间歇或半间歇反应,原料、中间产品及产品品种、工艺复杂多样,反应过程中伴随大量放热,具有反应容易失控的风险特点,是导致火灾、爆炸、中毒事故发生的主要原因。通过开展精细化工反应安全风险评估,确定反应工艺危险度等级,采取有效的风险控制措施,并按照反应安全风险评估建议开展安全设计,提高自动化控制水平,提升本质安全水平,明确安全操作条件,对保障精细化工安全生产具有重要意义。

《精细化工反应安全风险评估规范》是在进一步吸纳国内外精细化工行业发展的先进实践经验基础上,将《关于加强精细化工反应安全风险评估工作的指导意见》上升为国家标准。该标准明确了适用范围、重点评估对象,规定了精细化工反应安全风险评估要求、评估基础条件、数据测试和求取方法、评估报告要求等主要内容。标准以感知、评估和防控风险为目标,建立了量化的反应工艺危险度等级的评估标准体系,并根据不同的反应工艺危险度,从工艺优化设计、区域隔离、人员安全操作等方面提出有关安全风险防控措施建议。该标准的实施,将有力推动精细化工企业强化反应安全风险评估,支撑保障精细化工重大安全风险防控工作。

我们已经为全国几百家企业几千个化工工艺进行了反应安全评估,特别是天津南港的化工企业,基本上都是我们团队服务,也算是为天津的经济发展保驾护航了。因此,受天津市政府之邀,成为第一届重大行政决策咨询论证专家。

记者:除安全生产外,您也十分关注实验室的安全问题,请您谈一谈。

卫宏远:化学化工实验室是众多危险化学品的集中地,实验室安全事故在近些年也时有发生,其造成的后果和教训都是及其惨痛的。

为引导国内的化学化工实验室建立规范完善的安全管理体系,中国化学品协会于2019 年组织,我们牵头并主编了团体标准T/CCSAS 005-2019《化学化工实验室安全管理规范》,该标准已于2020 年2 月1 日起实施。

《化学化工实验室安全评估指南》的出台,可以进一步提升化学化工实验室本质安全管理水平,以及对化学化工实验室安全管理体系的运行情况进行科学、量化评估及有效监督。它与《化学化工实验室安全管理规范》形成了“姊妹篇”。

《化学化工实验室安全管理规范》涵盖化学化工实验室基于风险安全管理的“人、机、物、法、环”5 方面要求,是国内首个关于化学化工实验室安全管理的团体标准,自发布以来受到业内广泛关注和积极应用。《化学化工实验室安全评估指南》则规定了化学化工实验室安全评估相关方应遵循的程序规则,是实验室安全管理量化评估工作专业性和规范性的重要保障,主要内容包括评估申请条件、评估流程、评估标准等核心内容。特别是评估指南根据《化学化工实验室安全管理规范》中的条款内容确定基础性、重要性、导向性3 个等级的评估标准。其中,基础性评估标准包含79 个条款,重要性评估标准包含77 个条款,导向性评估标准包含52 个条款。根据相应的评估要求,对3 个等级评估标准中的各项条款判定“符合”或“不符合”,分别统计出3 个等级评估标准中的符合与不符合条款数量。评估结果分为四个级别,即未通过、C 级、B 级、A 级,A 级为最高等级。

作为有机整体的2 个标准均适用于高等院校实验室、科研院所实验室、企业实验室(含化验室)、公共实验平台等的安全评估,不适用于中试性质和工业化放大性质的实验室或试验场所的安全评估。2 个标准的发布实施,填补了国内化学化工实验室安全管理、量化评估的空白,对于指导实验室安全管理体系运行,提升化学化工实验室本质安全水平,防范安全事故,具有重要的指导意义。

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