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余国琮 科技报国的化工泰斗
2014-12-19 14:31:22     编辑:yuxuantang   文字大小:【】【】【】    【打印本页】【关闭本页
1950年,在美国的科学家名录上,出现了一个中国人的名字:余国琮。这位年仅28岁中国籍化学博士,在美国匹兹堡大学的6年求学中展露锋芒。他先后获得了象征学术成就和荣誉的3把“金钥匙”,他提出的汽液平衡组成与温度关系理论曾长期被一些专著、手册所采用,被称为“余一库”方程。余国琮的名字被列入了美国科学家名录。


心系祖国,毅然回归

余国琮自幼勤奋好学,1939年,他在香港考区考入昆明西南联大化工系,毕业后短暂担任过重庆国民政府经济部中央工业试验所助理工程师。“没有什么技术含量”的工作并未让他安于清闲,业余时间他继续学习化工知识。1943年底,国民政府教育部举办了第一届自费留学考试,唯一的考点就设在重庆。余国琮参加考试,顺利收到了美国名校密歇根大学的录取通知书。

1947年,余国琮在美国匹兹堡大学获博士学位。他的博士研究方向一个是精馏,另一个是热力学。余国琮与美国实力雄厚的梅隆工业研究所交往频繁,一流的科研环境使他迅速成长。余国琮深受导师库尔教授的赏识,他被留校任教,并指导研究生,成为当时在美国大学的化工系中执教的第三名中国学者。余国琮为研究生讲授的“高等化工热力学”课程的选修人数很多,一些来自企业的工程师慕名而来,这成为该校极为罕见的研究生“大班课”。

然而,1950年夏,余国琮怀抱着科学救国的热情,向库尔教授诚恳地表示:“留在美国,我们共同合作,将会取得很大成绩。但是,新中国刚刚成立,祖国的建设更需要我。”那时,余国琮还有一个鲜为人知的身份——留美中国科学工作者协会(简称留美科协)首届理事。留美科协是一个动员留学生回国参与新中国建设的组织,他们计划把全美代表大会设在匹兹堡,余国琮便向匹兹堡大学借到了一间教室,称要给学生补课。他还用办公室的设备印刷了相关宣言、通讯录和文件。在协会活动中,余国琮多次表达了自己学成后回国建设新中国的志向。

当余国琮离开旧金山之前再次向库尔教授告别时,他从电话里听到了教授颤抖的声音,这声音表达着一位良师对爱徒的依依惜别之情。在美国的学习和工作经历,对余国琮的学术成长产生了很大影响,这个影响浓缩成两个字——信心。余国琮说:“梅隆工业研究所在当时的美国是很出色的。我在其中从事科研工作,觉得美国在化工方面也没有特别高明的地方,如果我们下点功夫,也不见得赶不上他们。有时你在圈子外面看看,好像他们水平挺高的,你真正到了圈子里会发现不过就是这样。这样一想,对我以后在工作中增强信心,很有帮助。”

因为母亲在香港,1950年8月,余国琮便以探亲之名向匹兹堡大学“请假一个月”,只有库尔教授知道余国琮是辞职回国。香港当时还是英国的属地,余国琮为避开当局怀疑,办了一个英国的签证,还办了一个重返美国的签证,之后他从香港秘密返回祖国。


不负总理重托

回国后,余国琮应好友林宗彩的邀请,到唐山工学院化工系任教。1952年全国院系调整,余国琮随调到了天津大学,在这里,他为我国的化工事业贡献了毕生精力。

1958年,我国由苏联援建的第一个原子反应堆投入运行。原子反应堆需要重水做减速剂,随着中苏交恶,我国的原子能事业面临着停转的威胁。余国琮从20世纪50年代就确定了要攻克分离重水的难关。他的研究工作很快得到了中央和上级有关部门的重视和支持,被定为绝密等级。

1959年5月28日,周恩来总理来到天津大学视察,特地参观了余国琮分离重水的实验室。那天,大家站成一排等候总理的到来。总理与余国琮等人一一握手。看到实验室几个二十多岁的年轻人的面孔,总理说:“你们都还年轻啊!”他夸赞重水科研队伍有了人才储备。

周总理进入实验室时,因为保密的考虑,工作人员不准照相,其他人也不准进入实验室。余国琮向总理汇报了实验室科研情况,没说几句,总理马上听出余国琮的口音:“你是广东人吧?”余国琮说是。总理问:“你是广东哪里的?”余国琮
说:“我是广东台山人。”总理马上说道:“哦,排球之乡嘛。”几句简单的谈话使大家紧张的心情立即放松。

周总理对重水研究寄予厚望。他紧握余国琮的手说:“我听说你们在重水研究方面很有成绩,我等着你们的消息。现在有人想卡我们的脖子,为了祖国的荣誉,我们一定要生产出自己的重水,要争一口气!”

不久后学校告诉余国琮,说周总理专门从武汉打电话过来,关心重水科研进行得如何。余国琮回复说:“你可以告诉总理,研究进行得很顺利。”重水在天然水中的浓度约为0.014%,余国琮带领的实验,为提取纯度达99.9%的重水提供了关键设计。

1961年,我国重水生产进入了攻关阶段。由周总理亲自过问,国家科委负责,在全国组织了重水生产攻关小组。余国琮是主要技术负责人之一。由他领导的天津大学重水科研被列为国家科委重点攻关项目。余国琮还担负起了培养重水科研人才的任务。他在天津大学创办了我国第一个稳定同位素分离技术专业班,亲自编写教材并讲授,从技术和人才上为我国重水生产奠定了基础。

余国琮不负重托,首次提出了浓缩重水的“两塔法”。该技术作为我国迄今唯一的重水自主生产技术被延用至今,为实现我国重水的完全自给,为新中国核技术起步和 “两弹一星”的突破作出了重要贡献。


“手到病除”高手

上世纪80年代初,大庆油田斥资从美国引进一套先进的负压闪蒸原油稳定装置。这些装置同时还是大庆30万吨乙烯工程的配套工程,整个工程建成投产后,每年可提供17种、58万吨塑料和化纤等商品原料,一年可创利润50亿元。然而,这套装置投产后轻烃回收率一直达不到生产要求,美国公司副总裁曾带领专家进行了2个月的调试仍未能解决问题,后对大庆进行了部分赔偿,一走了之。最后,大庆人把希望寄托在余国琮及其科研组身上。他们慕名来到天津大学请求支援。

事关国民经济建设和国家声誉,余国琮毫不犹豫地答应下来。随即,他带领助手王世昌等人一起亲赴现场调查研究,提出了新的改造方案,改变该装置中板式闪蒸塔的一些结构并对压缩机系统和抽真空系统的运行参数进行了调整。机器启动运转的时候,轻烃回收率的指标在技术人员的紧紧注视中不断攀升:1.1%、1.2%、1.3%……轻烃回收率不仅达到原设计指标,还超过了预期!同时,装置的操作性能改善,运行更加平稳,消泡剂用量大为下降,能耗降低。

试车成功的消息,震撼了整个大庆油田。这一事实无可辩驳地表明,我国在化工分离技术方面已达到世界领先水平。

1984年5月,余国琮又对我国首批引进,但投产后未能达标的燕山石化大型乙烯装置中最为关键的装置,也是当时国内最大的精馏塔——DA-101汽油分馏塔“开刀”。为了提高产量、降低能耗,余国琮等将其由原浮阀塔改为板波纹填料塔,改造十六层塔板,一次开车成功。

改造后,该塔年产量上升到36万吨以上,阻力降低2/3,节能超过10%,总经济效益达512万元。当时改造这样大的填料塔,不但我国未曾有过,在国外也是少见,可见难度之大。改造后该塔成为我国最大的填料塔,国外比它大的填料塔当时也是寥寥无几。DA-101汽油分馏塔的改造成功是填料塔科研与生产结合走向大型化、走向成熟的里程碑。

余国琮及其团队先后针对大庆乙烯、茂名石化大型炼油减压精馏塔、上海高桥千万吨级炼油减压精馏塔、齐鲁石化百万吨级乙烯汽油急冷塔等一批引进或自行设计、具有重要影响的大型精馏塔进行了成功的技术改造或设计,带动了整个石化工业分离过程的技术进步。目前全行业80%以上的精馏塔均采用了新技术,其在炼油常减压精馏领域覆盖率达到了90%,同时在空气分离这一重要领域达到80%以上,完全取代了国外技术,使我国的精馏工业技术实现了更新换代,有力促进了我国石化工业的跨越式发展。

余国琮还十分注重以市场为导向积极推动产业化。他亲手创建了精馏领域的国家重点实验室以及我国最早的高效精馏设备产业化加工中心,创造性地提出了“研究设计—加工—安装—服务一条龙”的成果转化模式,解放了团队的创新能力。特别是,在获得巨大的经济效益的同时,技术的进步实现了节能减碳的显著效果,为我国石化工业的可持续发展和绿色发展开辟了前景。


牵头教学改革

作为国家化工类创新人才培养模式的铺路人,余国琮先后主持了三次大规模的教改实验并取得良好成果。他在多个场合上说过:“我是一名人民教师,教书育人是我最大的职责。”

余国琮经历过民国时期的教育体制,在美国深造并任教数年,回国后又接触到苏联教学模式,90年代以后国际交流频繁,他访问了欧洲多所大学,对欧洲大学的教学模式也很是熟悉,十分具有前瞻性。在教改过程中,余国琮最早提出把文学、艺术或者法律等人文学科的内容加进教学计划,加强实习环节,取消一些专业课考试而改为撰写读书报告,实验室对高年级研究生开放等。

余国琮主持的第一次教改是教育部高等教育面向21世纪教学内容和课程体系改革计划项目“化工类专业人才培养方案及课程内容体系改革的研究与实践”。他牵头制定了一个以素质为指导、以培养创新人才为目标,与国际接轨的教学计划;最早提出了实行学分制;建立了化工实验、化工设计、化工仿真实习等几个化工样板基地;推行多媒体与板书结合的教学方式;组织编写了几十种面向21世纪的新教材。这次教改创立了我国化工类人才培养的新模式,明确了我国化工类高等教育今后改革与发展的方向。

2000年和2006年,余国琮继续参与了后续第二次、第三次教改工作。经过近10年的教学改革研究与实践,教学改革取得了丰硕的研究成果。《“化学工程与工艺专业”创新人才培养方案》的制定完成,构造了全方位的创新人才培养体系,形成了新的教学模式,构建了培养化工类创新人才的课程体系,编写出一批不同风格的高水平化工基础与专业教材,开发了百余种化工多媒体课件与网络课程。

余国琮高度重视实践教学环节,在课程安排时减少上课学时,给学生更多的自学时间,使他们有更多的时间去发现问题、分析问题和解决问题。余国琮在向鉴定专家汇报时说:“素质教育是培养创新人才的一个核心。我们的创新人才一定要有良好的思想素质、文化素质、科学素质。大学是培养创新人才的基础教育,是终身教育的一个重要阶段。我们要改革人才培养模式和教学内容、改革教学方法、改革教学技术,构建培养化工专业创新人才的框架。”

余国琮分别于2001年和2005年获得国家级教学成果奖一等奖。然而,他并没有自己保留这珍贵的获奖证书,而是把证书捐赠给学校档案馆,希望能够激励青年教师们为祖国的高等教育和人才培养作出更大的贡献。他始终认为:“我就是一个普通的大学老师,我所做的事也是一个大学老师应该做的事。如果说有些什么成就的话呢,应该归功于我的团队,而不是我自己。”

50多年来,余国琮始终没有忘记周总理的重托,他怀着为国争光的雄心壮志,把对祖国的爱融于事业中——为争一口气,他成为了一位卓越的科学开拓者;为争一口气,他积极推动了科技成果的产业化,造福国民;为争一口气,他倾心育人,桃李满天,并打造了化工专业研究的人才梯队。 文/宝琳

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