——记天津科技大学化工与材料学院教授王红星
　　
□　祝传海

　　
　　
　　习近平主席在广东考察工作时曾说：“国际经济竞争甚至综合国力竞争，说到底就是创新能力的竞争。谁能在创新上下先手棋，谁就能掌握主动。我们要大力实施创新驱动发展战略，加快完善创新机制，全方位推进科技创新、企业创新、产品创新、市场创新、品牌创新，加快科技成果向现实生产力转化，推动科技和经济紧密结合。”
　　在科技发展日新月异的今天，产学研协同创新已成为实现科技创新的基石，更是诸多学者们努力奋斗的目标。10多年来，天津科技大学化工与材料学院教授王红星一直致力于将科研成果转化为生产力，不断奔波于企业和高校之间，将解决企业需要作为科研目标，用科研成果助力企业创造更大的价值，更为中国化工行业的发展提供了有力支撑。“在化工过程强化的科研成果推广方面，从2007年到现在，我大概参与推广了40套工业化装置，目前已在30个单位得到应用。近5年来，共创造新增产值70亿元,新增利税10亿元。”王红星介绍说。让科研成果从实验室走出，并逐步实现大规模的工业化生产，凝结着王红星及其伙伴们的集体智慧，这更是他们用青春和汗水浇灌出的科研之花。
　　
名校熏陶  立志科研
　　“从1996年考上天津大学化学工程系，到2008年博士后出站，我在这里待了12年。天津大学化工学院的学科评估常年排在全国第一位，是亚洲最强的化工学院之一，通过在优势专业和学科中的学习，我对化学工程主要部分——精馏的认识也越来越深，并逐渐走上了科研之路。”当被问起如何与化工研究结缘时，王红星回忆说。
　　青年时期的所见所闻，往往会影响一个人价值观、人生观、世界观的形成，王红星也不例外。坐落于历史文化名城、中国北方经济中心——天津的天津大学，其前身为北洋大学，是中国第一所现代大学。其化工学科是由1952年时的北洋大学、南开大学、燕京大学、辅仁大学、北京大学、清华大学、河北工学院、唐山铁道学院等高校的化工系合并组成，1997年时在原化工系的基础上成立了天津大学化工学院。长期以来，其“化学工程与技术”一级学科连续多次蝉联全国第一。身处百年名校的王红星，耳濡目染了同学们的勤奋努力，老师们的诲人不倦。10多年来，他一直用求知与奋斗、辛勤与汗水填充着自己的青春，不断攀登学术高峰，从本科生逐步成长为硕士生、博士生，并在天津大学精馏技术国家工程研究中心顺利完成博士后研究工作。
　　与此同时，天津大学优良的学风、严谨治学的校风也无时不刻不在潜移默化中影响着王红星，塑造着他的人格，更像灯塔一般为他指引了前进的方向。随着学习的逐步深入，他也愈发明白了传承百年的校训——“实事求是”的深刻含义，而这四个字更成为他做人和开展科研工作的主基调。“天津大学是国内最早提出和做到产学研结合的高校，我们从天津大学继承优良的传统，始终和企业保持紧密的关系，从而才能够顺利地实现产业化的落地。”采访中，当谈到如何实现科研成果产业化时，王红星坦言道。从他的言语中，不难感受到其身为天大人的那份自信和他对母校的那份感激之情。
　　
立足实际  学以致用
　　作为我国化工领域内实力一流的科研院所，多年来天津大学化工学院为行业培养了大批优秀人才，同时也与其他高校紧密合作，一同为中国化工产业的快速发展提供源源不断的动力。2008年博士后出站后，王红星前往与母校一直保持友好合作的福州大学，并加入其化工过程强化课题组。凭借扎实全面的理论知识和优异的科研能力，王红星成为该课题组的核心成员，开始投身于反应精馏领域，一干就是8年。
　　“福州大学做反应精馏，最早也是和天津大学合作的。当时是王良恩老先生和刘家祺合作，一起开发精馏工艺。那时代表福州大学的是王良恩教授，他也是从天津大学毕业的，之后到福州大学当老师。代表天津大学的刘家祺教授是他的同学。2007年时我们和福州大学合作，对反应精馏的成果进行推广，可以说我是在两代人积淀的基础上进入了反应精馏这个领域。”王红星详细解释道。
　　毋庸置疑，化学工业中长期存在着“高能耗、高物耗和高污染”的问题，严重制约了我国化学工业的可持续发展。自1921年Bacchaus提出反应精馏概念并成功应用于MTBE（甲基叔丁基醚）的生产以来，反应精馏技术历经近百年的发展，已在酯化、醇解、聚合、水解、醚化等过程中得到了广泛的应用。“反应精馏是通过反应精馏塔将化学反应过程与精馏分离过程耦合于一体的化工单元操作过程。与传统精馏或分离过程相比，反应精馏具有转化率高、选择性好、投资少、能耗低等优点，它是一个典型的化工过程强化技术。”王红星介绍说。不难预见，随着国家对环保与节能要求的不断提高，反应精馏将在解决能源危机和缓解三废污染等方面发挥更大的作用。
　　然而，反应精馏耦合技术在设计、放大、操作、自动控制及催化填料技术方面仍面临巨大挑战。首先，在反应与精馏过程中，汽—液平衡、汽—液质量传递等之间存在强相互作用，使得反应与精馏过程之间呈高度非线性耦合，一直以来其设计缺乏系统的理论依据。其次，作为催化精馏塔常用的核心内构件——催化填料是将催化剂装入小布袋中，而后将布袋与同样大小的不锈钢波纹丝网叠在一起卷成捆扎包。这种催化填料虽然装卸方便，但在催化精馏过程中催化剂包内的传质阻力大，导致催化剂利用率低。最后，在传统反应精馏过程中，常常忽略反应精馏过程与系统内其他单元之间的内在联系，削弱了反应精馏成套工艺技术的整体性能。
　　为此，王红星作为主要完成人与课题组其他成员一同历经多年的基础研究和产业化开发，开展了“强耦合反应精馏成套技术及工业应用”项目研发。经过无数次夜以继日的计算与实验，在国家自然科学基金、原国家“863”课题基金等的大力支持下，该项目最终取得了重大创新突破。他们提出了适合于汽—液—液多相过程的反应精馏残余曲线法，突破了复杂多相反应精馏耦合系统工艺设计的瓶颈；应用多尺度模拟策略对催化填料进行结构优化，发明了高性能结构化催化填料；通过过程耦合、能量耦合、控制耦合，实现了工艺过程的高度集成，开发了一系列高转化率、高选择性、低能耗、低物耗的反应精馏耦合成套技术，促进了我国反应精馏技术的可持续发展。
　　目前“强耦合反应精馏成套技术及工业应用”项目已在福建福维股份有限公司、厦门翔鹭石化有限公司、泰国TPT石化有限公司、中国石化仪征化纤股份公司等国内外30余家企业得到工业化应用，累计新增产值70亿元、新增利税10亿元。相关成果获得国家自主发明技术30余件，其中14件获国家发明专利，在国内外权威期刊发表论文60余篇（其中，SCI收录30篇，EI收录11篇）。基于该项目，王红星作为主要完成人获得2016年度中国石油和化学工业联合会科技进步奖一等奖、2017年度福建省科学技术进步奖一等奖。
　　此外，在光伏产业特别是多晶硅生产技术领域，王红星也取得了多项研究成果应用，成功解决了设备大型化的问题，取得了数亿元的经济效益。其中，高纯氯硅烷热耦合高效提纯专利技术，不仅保证了多晶硅的产品品质提升至电子级，还在原工艺基础上节能50%以上；副产物二氯二氢硅反歧化催化精馏转化专利技术，有效解决了生产安全和环保问题，实现变废为宝，取得了良好的经济效益。
　　从理论到实际，从实验室到工业化，说着简单，但其中的艰辛只有王红星自己知道。“就我本人来说，工程推广这方面做得比较多。这10年来，每年大概要飞80多次，相当于1周1次半，每年大概有200多天都在外边出差，向企业宣传推广我们的项目，包括调试、设计等。”除了路上奔波的辛苦，真正在企业应用时也会发生各种意外，一次在新疆的推广工作就让王红星记忆犹新。他回忆说：“前前后后我大概在那边的工厂待了半年，跟企业的工人们一起进行中试的安装调试、采集数据，但总也调试不成功。”这个问题一直困扰着他，工程设计包括工艺都没有问题，究竟是哪里出了纰漏呢？经过半年的仔细排查，终于发现是由于一台泵漏油，虽然系统已经报警，但当地企业的工人并未及时发现，导致油漏到物料里，继而使检测结果不合格。
　　科研之路向来不是坦途，类似这样的问题也不断使王红星得到历练，让他明白了想要顺利实现工业化，必须学会站在企业的角度去思考，同时高校与企业之间要及时交流，共同面对实际困难。“尤其是企业需求的获取和技术路线的确定，都是比较关键的部分。”王红星有感而发。
　　
深入挖掘   继往开来
　　作为一名科研工作者，王红星是优秀的，他将大部分的精力和时间都用在了工作上，曾荣获福建省科学技术进步奖一等奖、天津市创新人才推进计划中青年科技创新领军人才、“海河学者”等荣誉；作为一名父亲，他对于天津的家和两个可爱的孩子却有所亏欠，身在福州的他一直很难抽出时间陪伴家人，见证孩子的成长。
　　为了更好地平衡事业与家庭，2017年王红星选择来到天津科技大学化工与材料学院担任教授，继续在这片故土上挥洒汗水、奉献智慧，开启新的征程。“来到天津科技大学以后，我和另外两位母校的校友组建了一个科研团队，目前还处于扩充阶段，我们至少还要再招两名年轻的老师。而且在2018年时，学院这边开设了‘化学工程与技术’的博士学位授权点，作为博导，我今年也会开始招收博士生。”谈到未来的发展，王红星信心满满。
　　科研无止境，已在产学研落实方面有着丰富经验的王红星从来没有忘记一名科研工作者的神圣使命，即不以利益为驱使，而是真正去追求科学、追求真理。谈到未来的科研计划，王红星坦言道：“我们的工作就是从实践中来，然后在理论上创新，最后再回到实践中去。前10年，我们确实实现了不少产业化，但理论创新还不够，我打算再用10年的时间，把理论完善一些。反应精馏是化工过程强化的一个重要分支，我们希望能在研究的基础上再扩展一些，多开辟一些新的研究领域，从而为下一步的突破做好准备，真正实现技术提升。”
　　在培养学生方面，王红星也有着独到的见解。兴趣是最好的老师，“现在学生的能力都很强，特别是在获取文献、英语应用等方面。但他们缺乏的是一种持之以恒的精神，或者说对学科的热爱。我希望能培养他们对化工专业的正确认知，从而真正对专业感兴趣，去热爱这个专业。”此外，王红星还认为，“化学工程是一个交叉学科，不能简单地对学生施加压力，而要根据学生的特点培养他们自主学习的能力。要给学生树立一个远大的目标，这样他们才会有动力去做好眼前的事情。”
　　新的起点，新的征途。来到天津科技大学的王红星将在这里续写他的科研梦，将和那些志同道合的科研伙伴一同奋力前行，用新的科研成果谱写中国化工产业发展的华美篇章。科
　　
专家简介：　　
　　王红星，天津科技大学化工与材料学院教授，中国聚氨酯工业协会理事，1978年1月出生。2000年和2006年获天津大学学士、博士学位，2008年3月天津大学精馏技术国家工程研究中心博士后出站加入福州大学。于2017年加入天津科技大学，2018年入选天津市创新人才推进计划中青年科技创新领军人才。经过10多年的研究工作，具有扎实的理论基础，研究方向为化工过程数值模拟、CFD模拟废水多相光催化氧化反应器、催化精馏过程多尺度模拟、多组分在多孔介质中的扩散模拟（介尺度）等。申请发明专利70余项，其中授权27项，在国内外权威期刊发表论文60余篇（其中，SCI收录30篇，EI收录11篇）。基于在反应精馏的基础理论研究和工业化应用方面的重要贡献，王红星作为主要完成人获得2016年度中国石油和化学工业联合会科技进步奖一等奖、2017年度福建省科学技术进步奖一等奖。