為解決油水分離難題提供技術(shù)與裝備的年輕人
——小記華東理工大學(xué)機(jī)動(dòng)學(xué)院楊強(qiáng)副教授

為解決油水分離難題提供技術(shù)與裝備的年輕人
——小記華東理工大學(xué)機(jī)動(dòng)學(xué)院楊強(qiáng)副教授

楊強(qiáng)，1983年生，陜西延川人，燕山大學(xué)過(guò)程裝備與控制工程本科，華東理工大學(xué)化工過(guò)程與機(jī)械碩士、博士，華東理工大學(xué)機(jī)動(dòng)學(xué)院副教授

前幾日得悉華東理工大學(xué)官網(wǎng)報(bào)道該校2016年啟明星計(jì)劃入選者、機(jī)械與動(dòng)力工程學(xué)院副教授楊強(qiáng)負(fù)責(zé)開發(fā)的油水分離技術(shù)與裝備在我國(guó)南海氣田平臺(tái)成功通過(guò)驗(yàn)收的好消息，立即就生出要去看他的這套實(shí)驗(yàn)裝備和做采訪報(bào)道的意愿。電話打過(guò)去，小楊馬上聽(tīng)出了我的聲音。去年秋末的2016啟明星交流活動(dòng)上楊強(qiáng)對(duì)自己從事的高效能除油技術(shù)的介紹給我留下較深印象，我當(dāng)時(shí)和他說(shuō)以后有機(jī)會(huì)會(huì)去他那里拜訪，所以這次多少有點(diǎn)踐諾的感覺(jué)。

盡管已在上海高校學(xué)習(xí)工作十余年，并且已是副教授，但在陜北窯洞里出生長(zhǎng)大的經(jīng)歷讓楊強(qiáng)身上有一種西北漢子的豪爽和真誠(chéng)。我們的交談就從這個(gè)“海上氣田開采后期高乳化生產(chǎn)廢水高效深度除油技術(shù)與裝備”驗(yàn)收工程談起。

（一）

向楊強(qiáng)他們發(fā)出需求的南海崖城13-1平臺(tái)是已經(jīng)開采了20余年的大型氣田，也是我國(guó)第一個(gè)中美合資的千億方級(jí)的海上大氣田，這里采的氣將通過(guò)輸氣管道直送香港。氣田開采后期為了維持產(chǎn)量，就需采用降壓生產(chǎn)，進(jìn)而會(huì)導(dǎo)致生產(chǎn)水“油水”乳化加劇、分離困難，含高乳化油廢水的處理是這類油氣田生產(chǎn)面臨的一大難題。根據(jù)國(guó)家《海洋石油勘探開發(fā)污染物排放濃度限值》，未處理達(dá)標(biāo)的含油廢水是禁排的，如果這個(gè)油水分離難題一天不能破解，則整個(gè)氣田的生產(chǎn)就會(huì)受到直接影響。

在選擇華東理工大學(xué)楊強(qiáng)的技術(shù)與裝備前，崖城13-1平臺(tái)已經(jīng)在和一家國(guó)際知名的廢水處理技術(shù)裝備供應(yīng)商洽談引進(jìn)他們的技術(shù)裝備事宜。在此之前，楊強(qiáng)他們的乳化水處理技術(shù)已經(jīng)在中國(guó)石化、中國(guó)石油等煉油企業(yè)獲得應(yīng)用，然而用在海上氣田這還是第一次。和國(guó)際上成熟的技術(shù)、裝備相比，除了價(jià)格便宜近 1/3，楊強(qiáng)他們的技術(shù)在海上應(yīng)用的成熟度并不占優(yōu)。也許是這些年輕人想干事的沖勁以及他們身后華東理工大學(xué)的背景，該氣田平臺(tái)決定讓楊強(qiáng)他們來(lái)試一試。楊強(qiáng)明白這是一次輸不起的比賽，為此從接受任務(wù)的2015年3月起，他和他的學(xué)生就全身心地投入。一開始的3個(gè)月屢敗屢試，在不斷改進(jìn)后，整個(gè)技術(shù)工藝開始穩(wěn)定下來(lái)。中海油方面召開技術(shù)評(píng)審會(huì)后確定采用楊強(qiáng)他們的技術(shù)。

AICHE.J的主編和REV.CHEM.ENG.的主編在參觀實(shí)驗(yàn)裝置

最終使楊強(qiáng)他們勝出的技術(shù)核心是親-疏水組合纖維破乳分離及逐級(jí)分離的設(shè)計(jì)思路，不同粒徑油滴逐級(jí)逐步分離，加之親疏水組合纖維物理破乳的設(shè)計(jì)理念與使用破乳劑相比，效率高且操作費(fèi)用更低。

（二）

為使我們對(duì)這個(gè)關(guān)鍵的油水分離技術(shù)有更直觀的理解，楊強(qiáng)邊講邊畫圖，最后還帶我們到實(shí)驗(yàn)室裝置前看了整個(gè)油水分離過(guò)程，讓我們對(duì)這個(gè)處理過(guò)程及其機(jī)理有了大致了解：在一個(gè)圓柱形通道內(nèi)，每隔一段距離放置一個(gè)圓柱截面的內(nèi)構(gòu)件，在這個(gè)截面里纏繞著金屬絲和纖維材料。當(dāng)油水混合物通過(guò)這個(gè)界面時(shí)，利用高表面能金屬絲聚集油、低表面親水纖維能聚集水的特性，達(dá)到水油分離；過(guò)程是先破乳捕獲小油滴，然后聚結(jié)長(zhǎng)大，最后脫落分離，通過(guò)幾個(gè)這樣的截面后，所流經(jīng)的油水混合物基本得以分離。

但采用這一技術(shù)研制的裝置在現(xiàn)場(chǎng)試用時(shí)并非一帆風(fēng)順，在平臺(tái)初試時(shí)就遇到了問(wèn)題。當(dāng)時(shí)是2015年7月，按照在陸上運(yùn)行完全正常的設(shè)備的指標(biāo)加工生產(chǎn)的油水處理設(shè)備送到油氣平臺(tái)上安裝調(diào)試，原以為只要磨合幾下就可以，想不到運(yùn)行下來(lái)排出來(lái)的水不是透明的水，仍是渾濁度較高的乳化水。當(dāng)接到在現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)操作的學(xué)生關(guān)于試驗(yàn)未達(dá)標(biāo)的報(bào)告后，楊強(qiáng)的整個(gè)暑假都在緊急處理這件事。最后通過(guò)在現(xiàn)場(chǎng)對(duì)整個(gè)過(guò)程每個(gè)環(huán)節(jié)的一一排查，發(fā)現(xiàn)了問(wèn)題所在，其中有系統(tǒng)的原因，也有他們?cè)O(shè)備的原因。這樣到了 2016年 9月底，終于按照原定計(jì)劃達(dá)到了油水分離指標(biāo)，排出的水是透明的可排放的水。現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)收給出的數(shù)據(jù)表明，采用楊強(qiáng)他們提供的這一技術(shù)分離后的廢水中的石油類物質(zhì)含量比當(dāng)前國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)低近40%。盡管為此付出了整整兩年時(shí)間，看到乳化水在處理后能完全排到水里，這種成就感也讓楊強(qiáng)得出“這是自己2011年博士畢業(yè)后做的最漂亮工作”的結(jié)論。

也因?yàn)閼?yīng)用了這項(xiàng)處理技術(shù)，崖城13-1油氣開采平臺(tái)獲得了2016年中海油崖城作業(yè)區(qū)勘探開發(fā)技術(shù)進(jìn)步一等獎(jiǎng)。而楊強(qiáng)他們?cè)诖诉^(guò)程中開發(fā)的親疏水纖維組合強(qiáng)化油水高效深度分離技術(shù)得到了國(guó)家水專項(xiàng)、自然科學(xué)面上基金等的資助，已獲得美國(guó)發(fā)明專利 1項(xiàng)、中國(guó)發(fā)明專利 5項(xiàng)，公開PCT國(guó)際專利3項(xiàng)，并已應(yīng)用于多套中石化、中石油相關(guān)企業(yè)的生產(chǎn)裝置中。相關(guān)研究結(jié)果已發(fā)表在SEP.PURIF.TECHNOL.與CHEM.ENG.TECHNOL.等期刊上。審稿人在評(píng)審意見(jiàn)中提到“本研究解決了分離工程中一個(gè)重要的問(wèn)題：潤(rùn)濕性在聚結(jié)除油過(guò)程中的作用和如何利用膠體物理化學(xué)方法去設(shè)計(jì)工業(yè)化的油水分離設(shè)備。具有很高的應(yīng)用價(jià)值?！盇ICHE.J的主編和REV.CHEM.ENG.的主編在上海訪問(wèn)期間專門到訪華理?xiàng)顝?qiáng)研究組，看了他們研制的這套油水分離裝置（見(jiàn)上圖）。

（三）

回到本期啟明星采訪對(duì)象楊強(qiáng)成長(zhǎng)經(jīng)歷環(huán)節(jié)。不經(jīng)意間開啟了一段華理歷史（華理校方官網(wǎng)報(bào)道稱上述油水分離技術(shù)及裝備的成功應(yīng)用也是華理同類技術(shù)裝備在繼核電、航空等領(lǐng)域后成功應(yīng)用于海洋領(lǐng)域）的楊強(qiáng) 1983年出生于陜西延川，是在延安窯洞那種環(huán)境下長(zhǎng)大的孩子。中學(xué)考進(jìn)地區(qū)重點(diǎn)中學(xué)延安中學(xué)，本科就讀于燕山大學(xué)過(guò)程裝備與控制工程專業(yè)。燕山大學(xué)原名東北重型機(jī)械學(xué)院，坐落在秦皇島上，四周環(huán)境十分優(yōu)美，雖非一流大學(xué)，但燕大側(cè)重教學(xué)的傳統(tǒng)，使它具有良好的學(xué)習(xí)氛圍。

2005年，楊強(qiáng)考取華東理工大學(xué)機(jī)械與動(dòng)力工程學(xué)院化工過(guò)程機(jī)械專業(yè)攻讀碩士。對(duì)一個(gè)初入研究領(lǐng)域的學(xué)生來(lái)講選對(duì)老師走對(duì)門是非常重要的，所幸的是楊強(qiáng)所處的團(tuán)隊(duì)專攻的是能落地的應(yīng)用型基礎(chǔ)研究，和國(guó)內(nèi)眾多大型石化企業(yè)有密切聯(lián)系。讀研后的兩年里，楊強(qiáng)起先是跟著導(dǎo)師，而后就受導(dǎo)師指派到全國(guó)眾多中石油、中石化工廠學(xué)習(xí)鍛煉，兩年中小楊幾乎跑遍了國(guó)內(nèi)的大型石化廠。在一次次地對(duì)工藝路線和設(shè)備的實(shí)地學(xué)習(xí)考察中，楊強(qiáng)不斷鞏固了所學(xué)知識(shí)并提高了如何在現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)對(duì)問(wèn)題的能力。

因有志于在科研道路上發(fā)展，碩士畢業(yè)后的楊強(qiáng)繼續(xù)在原來(lái)團(tuán)隊(duì)攻讀博士，確定的研究方向是針對(duì)水中懸浮物做工業(yè)廢水的處理。在此期間，所在團(tuán)隊(duì)領(lǐng)銜的大型項(xiàng)目“石油焦化冷焦污水封閉分離成套技術(shù)與應(yīng)用”和“含硫含堿廢液過(guò)程減排新技術(shù)及在化工行業(yè)中應(yīng)用”先后獲得2007年國(guó)家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)和2009年獲國(guó)家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)，作為課題組成員的楊強(qiáng)也通過(guò)這些大型課題的歷練不斷提升了自己找到問(wèn)題和處理問(wèn)題的能力。

回溯這些求學(xué)經(jīng)歷，楊強(qiáng)非常感念導(dǎo)師汪華林教授的提攜，感謝華理作為工科院校給予他的嚴(yán)謹(jǐn)務(wù)實(shí)的訓(xùn)練，“這些過(guò)程和訓(xùn)練給了我很高的起點(diǎn)，我以后能就較快地進(jìn)入工作狀態(tài)都與此有關(guān)。”

2011年博士畢業(yè)后，楊強(qiáng)又有在機(jī)械工程博士后流動(dòng)站從事博士后科研的經(jīng)歷，主要是基于以往的工作，把工業(yè)廢水處理小顆粒的工藝和技術(shù)拓展到廢油的處理，并在壽光聯(lián)盟石化建立了科技示范裝置，排放數(shù)據(jù)達(dá)標(biāo)。這些訓(xùn)練為他日后進(jìn)入油氣田的油水分離領(lǐng)域做了理論和技術(shù)上的準(zhǔn)備。

經(jīng)課題組安排推薦，2014年2月起楊強(qiáng)在加州大學(xué)伯克利分校做了為期一年的訪問(wèn)學(xué)者。這一年的研修經(jīng)歷除了讓小楊開闊了視野并且強(qiáng)化了計(jì)算機(jī)模擬方面的訓(xùn)練外，他還強(qiáng)烈感受到如果在工程研究里面再多一點(diǎn)理論計(jì)算和模擬的協(xié)助，并反饋于工程研究，會(huì)獲得更好的效果。在美期間楊強(qiáng)還在兼顧國(guó)內(nèi)自己帶的學(xué)生的實(shí)驗(yàn)進(jìn)展，同時(shí)也在為自己下一步的科研積蓄能量。

由于業(yè)績(jī)突出，楊強(qiáng)入選 2014年“第七屆上海市青年科技英才”稱號(hào)，并在同年以第二完成人獲國(guó)家技術(shù)發(fā)明二等獎(jiǎng)；而在此前楊強(qiáng)入選2013年上海市晨光學(xué)者計(jì)劃；2015年楊強(qiáng)獲聘副教授。

以上經(jīng)歷大致也能為本文開頭濃墨重彩反映的成果做一鋪墊。其實(shí)每個(gè)成功故事的背后都有不簡(jiǎn)單的主人公及其一路走來(lái)的不易。這差不多已是規(guī)律，楊強(qiáng)的故事再次佐證了這一點(diǎn)。

（四）

采訪臨近結(jié)束時(shí)，我問(wèn)楊強(qiáng)，這個(gè)油水分離的成果會(huì)不會(huì)給他帶來(lái)些幫助，因?yàn)槲覀冏⒁獾綄W(xué)校官網(wǎng)對(duì)此的報(bào)道上提到了這是學(xué)校同類技術(shù)繼在核電、航空上應(yīng)用后首次在海洋工程領(lǐng)域得到應(yīng)用。楊強(qiáng)說(shuō)他目前最大的愿望是能在學(xué)校支持下申請(qǐng)一個(gè)放大做示范性研究的海洋環(huán)境裝備工程研發(fā)中心，哪怕一開始是一個(gè)虛擬的中心也可以，因?yàn)榻柚@樣的平臺(tái)至少可以集中一些做事必需的資源。正巧在小楊送我們到校門的路上遇到熟悉小楊的校黨辦主任。我問(wèn)主任學(xué)校會(huì)有一些支持類似小楊這樣已嶄露頭角的年輕人的機(jī)制嗎，主任說(shuō)他對(duì)小楊是比較熟悉和了解的，也很想幫助他再上一層樓，但是學(xué)校目前像小楊這樣資歷的教師、研究人員有一大批，有不少人也做得很不錯(cuò)，要讓學(xué)校來(lái)確定支持哪些人在操作上有很大難度。

這位主任的話我非常理解。我也是想借這篇報(bào)道呼吁一下市里有關(guān)主管部門，海洋工程裝備已是上海明確要重點(diǎn)支持的產(chǎn)業(yè)方向，類似楊強(qiáng)這樣已經(jīng)具備為海洋油氣田認(rèn)可的研發(fā)能力的年輕人在他們事業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵時(shí)刻，能否超常規(guī)地給予一些雪中送炭的支持？因?yàn)樗麄冋娴氖翘嵘覀儺a(chǎn)業(yè)能級(jí)、解決關(guān)鍵問(wèn)題可以依靠的力量。

作為一個(gè)采訪者和觀察者，我能給予的幫助很有限，但我仍然愿意這樣做，因?yàn)槲液芸春脳顝?qiáng)，國(guó)家未來(lái)經(jīng)濟(jì)和產(chǎn)業(yè)的發(fā)展需要這樣創(chuàng)造能力和解決問(wèn)題能力都非常出眾的年輕人。

[江世亮、顧姚星采寫于2016.3.22]